少花蒺藜草种子萌发与出苗特性

刘露萍， 倪汉文，谢亚琼，唐静月，秦琛琛

(中国农业大学杂草研究室，北京 100193)

少花蒺藜草为禾本科蒺藜草属一年生草本植物，是我国重要的外来入侵植物。近几年来在辽宁省西北部、内蒙古自治区东部、吉林省南部3省交会地区分布[1]。在入侵地已经能自然繁殖，极易集中成片分布，而且抑制当地其他植物生长，减弱当地植物群落多样性，使草场退化，可利用牧草急剧减少，严重影响到牧民的经济收入、日常生活[2]。另外，其刺苞非常坚硬，影响羊的采食、哺乳、配种、放牧、健康，降低羊的生产性能，影响农事操作[3]。本试验探讨少花蒺藜草萌发与出苗特性，旨在为科学有效防控及利用外来入侵植物少花蒺藜草提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试少花蒺藜草种子为2011年9月、2012年9月采集自辽宁省彰武县的成熟种子。试验用土壤分别为取自辽宁省彰武县植保站试验地的沙土及取自中国农业大学上庄试验站的壤土。

1.2 方法

1.2.1 光照对少花蒺藜草种子萌发的影响 试验采用2011年采集的已解除休眠的裸粒种子，用培养皿法进行试验，设定2个光照水平为黑暗(用锡箔纸遮光)、光照，每处理20粒种子，重复4次，分别置于25 ℃(16 h∶8 h)培养箱培养，保持适量水分，每24 h观察发芽率，累计计算萌发率，直到1周没变化为止。用2013年新采收的未解除休眠的裸粒种子重复上述试验。

1.2.2 少花蒺藜草种子萌发的临界温度 试验采用培养皿法，设定9个温度分别为5、10、15、20、25、30、35、40、45 ℃，每处理20粒种子，重复4次，分别放入对应温度的培养箱(16 h∶8 h)中培养，每24 h观察发芽率，累计计算萌发率，直到1周没变化为止。

1.2.3 少花蒺藜草种子萌发与出苗的临界含水量

1.2.3.1 少花蒺藜草种子萌发临界水势 采用培养皿法，设定5个水势水平分别为-4、-6、-8、-10、-12 MPa，用PEG8000调节水势[4]，每处理20粒种子，重复4次，封口置于25 ℃(16 h∶8 h)培养箱中培养，每24 h观察发芽率，计算14 d萌发率，并测定根长、苗长。

1.2.3.2 少花蒺藜草种子萌发临界土壤含水量的测定 采用玻璃水杯封口培养，设定土壤含水量分别为1%、2.5%、5%、10%、15%、20%、25%，每处理8粒刺苞(相当于16粒种子)，重复4次，每24 h观察出苗率，计算14 d出苗率，并测定根长、苗高。

1.2.4 pH值对少花蒺藜草种子萌发的影响 采用培养皿法，设定pH值分别为2、4、6、8、10、12，配制相应pH值的TRIS 缓冲液，每处理20粒种子，4次重复，用培养皿封口培养，每24 h观察发芽率，计算14 d萌发率，并测定胚根、苗长。

1.2.5 埋深对少花蒺藜草种子出苗的影响 设定8个埋深分别为0、1、3、5、7、9、11、13、15 cm，每处理20个刺苞，4次重复，试验期间适量浇水，每24 h观察出苗率，计算30 d萌发率，用沙土、壤土分别进行以上试验。

1.3 数据处理

采用SPSS统计软件进行方差分析，采用新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 光照对少花蒺藜草种子萌发的影响

处于休眠期的种子在光照、黑暗条件下的萌发率分别为25%、47.5%，解除休眠的种子在光照、黑暗条件下的萌发率分别为71.25%、78.75%(图1)。处于休眠期的种子在光照条件下的萌发率显著低于黑暗条件，解除休眠的种子在光照、黑暗条件下的萌发率差异不显著。光照对处于休眠期的少花蒺藜草种子萌发具有显著抑制作用，对解除休眠的少花蒺藜草种子萌发抑制作用不显著。

2.2 温度对少花蒺藜草种子萌发的影响

少花蒺藜草种子萌发温度范围为15～40 ℃，且萌发率均在60%以上，最适萌发温度为25 ℃，萌发率为92.5%(图2)，萌发的临界温度为10～15 ℃。

2.3 土壤含水量对少花蒺藜草种子萌发与出苗的影响

2.3.1 少花蒺藜草种子萌发临界水 随着水势的降低，少花蒺藜草种子萌发率呈降低趋势，在水势为-10 MPa下萌发率为18.75%，显著低于-8 MPa下，水势为-12 MPa时萌发率为0(图3)，少花蒺藜草萌发后根长、苗长也随着水势降低而减小，在水势为-10 MPa时显著减小(图4)。少花蒺藜草种子萌发临界水势在-10～-12 MPa之间，水势在-4～-8 MPa的环境适宜少花蒺藜草生长。

2.3.2 少花蒺藜草出苗临界土壤含水量 少花蒺藜草在土壤含水量为1%的条件下不能出苗，在土壤含水量为2.5%～25%的条件下均可出苗，土壤含水量为15%条件下出苗率最高，达50%，土壤含水量2.5%时出苗率最低，为3.13%(图5)。少花蒺藜草在土壤含水量为15%的条件下根长、苗长均最长，土壤含水量为2.5%的条件下根长、苗长均最小，不能支持植株生长(图6)。少花蒺藜草出苗临界土壤含水量在1%～2.5%之间，少花蒺藜草生长临界土壤含水量在2.5%～5%之间。

2.4 pH值对少花蒺藜草种子萌发的影响

少花蒺藜草在pH值为2～12时均能萌发，pH值为2时萌发率最低，为57%，pH值为4～12时萌发率均在85%以上并且pH值为12时根长、苗长均显著大于其他处理(表1)。结果显示，少花蒺藜草在pH值为2～12时均可萌发生长，pH值为12最适合少花蒺藜草生长。

表1 pH值对少花蒺藜草种子萌发与生长的影响

2.5 土壤中少华蒺藜草种子出苗深度

在沙土中，少花蒺藜草种子埋深为1～9 cm时出苗率在40%以上，在土表时低于40%，埋深11～15 cm时出苗率低，为10%左右，埋深为9 cm出苗率最高，达75.63%。在壤土中，少花蒺藜草种子埋深在0～7 cm时所表现的趋势跟在沙中基本一致，1 cm 埋深出苗率最高，达61.88%，7 cm埋深时出苗率为58.75%，11～15 cm埋深时出苗率几乎为0。试验结果显示，少花蒺藜草种子在沙土中埋深 0～15 cm 均可出苗，且埋深1～9 cm出苗率最高，在壤土中超过11 cm不能出苗，埋深1～7 cm出苗率最高(图7)。

3 结论与讨论

无论需光、需暗还是光中性种子，其萌发或休眠均取决于种子内所建立起来的Pfr含量和Pfr/(Pr+Pfr )值[5-6]。本试验结果表明，光照会抑制处于休眠期的少花蒺藜草种子的萌发，对解除休眠的少花蒺藜草种子萌发抑制不显著，说明光照会促进少花蒺藜草种子的次生休眠。少花蒺藜草种子在15～40 ℃时均可萌发，最适萌发温度为25 ℃，临界萌发温度在10～15 ℃，15℃时少花蒺藜草种子萌发率超过一半[7]。本试验结果显示，少花蒺藜草种子萌发临界水势为-12～-10 MPa，水势在-8～-4 MPa的环境适宜少花蒺藜草生长。少花蒺藜草出苗临界土壤含水量1%～2.5%，生长临界含水量为2.5%～5%，这说明少花蒺藜草对水分胁迫具有很强的适应性。少花蒺藜草在pH值为2～12时均可萌发生长，pH值为12时萌发生长状况最好，说明少花蒺藜草对pH值的适应范围很宽。徐军在科尔沁沙地中调查发现，固定沙地中，少花蒺藜草种子分布在埋深1～3 cm处，集中在0～1 cm处，在半流动沙地中，少花蒺藜草种子分布在埋深1～15 cm处，1～3 cm和7～8 cm处种子分布较多[2]。本试验结果表明，少花蒺藜草种子在沙土中埋深0～15 cm处均可出苗，埋深1～9 cm出苗率最高，在壤土中超过11 cm不能出苗，埋深1～7 cm出苗率最高。说明沙土较壤土更适合少花蒺藜草的生长。研究表明，光只能通过几毫米的土层[8]，这也许是少花蒺藜草种子在土壤表层萌发率较埋深1～9 cm处低的原因。本研究结果显示，少花蒺藜草具有广泛的适应性、极强的生命力，可在15～40 ℃、pH值为2～12以及很宽的水势和土深范围内萌发与生长。正因为这样，少花蒺藜草才能在入侵地表现出很强的竞争力。

参考文献：

[1]孙英华，吕林有，赵 艳. 少花蒺藜草入侵风险评估及其防控策略[J]. 安徽农业科学，2011，39(8)：4580-4581.

[2]徐 军. 外来入侵植物——少花蒺藜草的分布与生物学特性研究[D]. 呼和浩特：内蒙古农业大学，2011.

[3]郝阳春，张 莹. 少花蒺藜草在阜新的分布、危害及防控措施[J]. 内蒙古林业调查设计，2012，35(1)：79-80.

[4]Michel B E. Evaluation of the water potentials of solutions of polyethylene glycol 8000 both in the absence and presence of other solutes[J]. Plant Physiology，1983，72(1)：66-70.

[5]杨期和，宋松泉，叶万辉，等. 种子感光的机理及影响种子感光性的因素[J]. 植物学通报，2003，20(2)：238-247.

[6]Yamaguchi S，Kamiya Y. Gibberellin and light stimulate seed germination[J]. Plant Growth Regul，2002，20：369-376.

[7]杜广明，曹凤芹，刘文斌，等. 辽宁省草场的少花蒺藜草及其危害[J]. 中国草地，1995(3)：71-73.

[8]Egley G H. Stimulation of weed seed germinationin soil[J]. Weed Sci，1986，2：67-69.