不同温度对二裂委陵菜种子发芽特性的影响

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不同温度对二裂委陵菜种子发芽特性的影响

李阳，毛少利，李倩
(陕西省西安植物园，陕西省植物研究所， 西安 710061)

采用实验室培养的方法研究了不同温度对二裂委陵菜种子发芽特性的影响。结果表明：在10 ℃时，二裂委陵菜种子的发芽率、发芽势和发芽指数最高。当发芽温度为5 ℃或者超过20 ℃时，发芽特性均下降。当温度为10～15 ℃时，种子千粒重和种子发芽特性呈现显著正相关关系。综上所述，二裂委陵菜种子最适合在10 ℃发芽。这是与自然环境相适应的一种表现。

温度； 种子； 发芽特性

种子萌发是植物生活史至关重要的阶段，也是相对比较脆弱的阶段。除自身因素外，种子萌发还受到外界环境的影响。通常认为，温度对种子萌发具有重要的作用[1]，影响种子最终发芽率和发芽速度[2-4]。种子萌发的最适温度往往与其生存环境密切相关[5]。在长期进化过程中种子形成与当地环境相适应的最适发芽温度。研究种子发芽特征对温度的响应特征，对揭示植物对环境的适应性机制具有重要科学意义。

二裂委陵菜(Potentillabifurca)为典型草原上常见种，属根蘖型植物[6]。根蘖型植物常常在退化草原成片出现[7]，因此二裂委陵菜对维持典型草原生态环境和环境草原退化、沙化等方面具有重要的作用。本实验主要研究不同温度处理对二裂委陵菜种子发芽的影响，旨在探讨二裂委陵菜种子发芽的最适温度。同时了解不同温度下二裂委陵菜种子发芽的基本特征，对开展该地区种子的人工繁育和物种保护具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料为二裂委陵菜种子，于2015年9月收集于内蒙古多伦县十三里滩全球变化多因子样地。

1.2 方 法

选取籽粒饱满、大小均匀一致、无损伤的二裂委陵菜种子25份，每份100粒。将种子先用万分之一天平称重，记录数据并做标记后，再将种子放置在铺有双层滤纸的培养皿中。将种子放置于光照培养箱中，设置黑暗12 h，光照12 h，温度分布设置为5，10，15，20，25 ℃。根据实际情况每天在培养皿中添加蒸馏水。连续观察培养皿中种子萌发情况，每天定时统计种子萌发数。当连续5 d没有种子萌发则视为萌发结束。最后统计种子萌发率、萌发指数、发芽势等指标[8]。

1.3 试验指标测定方法

发芽率(%)=萌发种子数/供试种子数×100%；

发芽势(%)=7 d萌发种子数/供试种子数×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)；式中：Gt为t天内种子萌发数，Dt为种子萌发天数。

1.4 数据处理

采用统计软件SAS对指标进行差异性比较，并进行Duncan’s多重比较。

2 结果与分析

2.1 温度对二裂委陵菜种子发芽率及发芽速度的影响

发芽温度极显著影响二裂委陵菜种子的发芽率(p<0.001)。随着温度从5 ℃升高到25 ℃，二裂委陵菜种子的发芽率呈现先升高再下降的趋势。10 ℃时发芽率为79.4%，显著高于在其他温度的发芽率(p<0.001)。15 ℃时发芽率为40.8%，显著低于10 ℃时发芽率且显著高于在5，20，25 ℃时的发芽率(p<0.001)。20 ℃时二裂委陵菜的发芽率为33.4%，显著低于10 ℃和15 ℃时的发芽率且显著高于在5 ℃和25 ℃时的发芽率(p<0.001)。5 ℃和25 ℃时二裂委陵菜的发芽率分别是25.0%和25.2%，两者之间没有显著性差异(p>0.05)。

如图1所示，随着时间的推移，各个处理下，发芽数目均为先升高后降低，种子发芽主要集中在前7 d。但是在5 ℃时，二裂委陵菜种子的发芽开始时间晚于在其他温度时的发芽开始时间。

图1 温度对二裂委陵菜种子发芽率的影响

2.2 温度对二裂委陵菜种子发芽势的影响

发芽温度极显著影响二裂委陵菜种子的发芽势(p<0.001)。随着温度从5 ℃升高到25 ℃，二裂委陵菜种子的发芽势呈现先迅速升高再下降的趋势。10 ℃时发芽势为68%，此时发芽种子数占总发芽种子数的85.6%。10 ℃时发芽势显著高于其他温度下二裂委陵菜的发芽势。15 ℃时发芽势为34.4%，此时发芽种子数占总发芽种子数的84.3%。15 ℃时发芽势显著低于10 ℃时发芽势且显著高于在5，20，25 ℃时的发芽势(p<0.001)。20 ℃时二裂委陵菜的发芽势为23.6%，此时发芽种子数占总发芽种子数的70.7%。20 ℃时发芽势显著低于10 ℃和15 ℃时的发芽势且显著高于在5℃和25℃时的发芽势(p<0.001)。5 ℃和25 ℃时二裂委陵菜的发芽势分别为16.2%和17.8%，两者之间没有显著性差异(p>0.05)。5 ℃和25 ℃时二裂委陵菜在前7 d发芽的种子数目占所有发芽种子数的64.3%和71.2%(图2)。

图2 温度对二裂委陵菜种子发芽势的影响

2.3 温度对二裂委陵菜种子发芽指数的影响

发芽温度极显著影响二裂委陵菜种子的发芽指数(p<0.001)。随着温度从5 ℃升高到25 ℃，二裂委陵菜种子的发芽指数呈现先迅速升高再下降的趋势。10 ℃和15 ℃时发芽指数分别为11.3和11.0，两者之间没有显著性差异(p>0.05)，但显著高于其他温度下二裂委陵菜的发芽指数(p<0.001)。20 ℃时二裂委陵菜种子发芽指数为7.5，显著高于在5 ℃和25 ℃时的发芽指数(p<0.001)。在5 ℃和25 ℃时，二裂委陵菜的发芽指数分别为4.0和5.0，两者之间没有显著差异(p>0.05，图3)。

图3 温度对二裂委陵菜发芽指数的影响

2.4 千粒重对二裂委陵菜种子发芽特征的影响

在不同温度下发芽的二裂委陵菜种子千粒重没有显著性差异(p>0.05)。在10 ℃下，种子千粒重显著影响发芽率(p<0.05)和发芽势(p<0.05)。在15 ℃下，千粒重显著影响种子发芽率(p<0.05)。在5，20 ℃和25 ℃下，二裂委陵菜种子千粒重完全不影响种子发芽率(表1)。

表1 种子千粒重对发芽率、发芽势和发芽指数影响

发芽率发芽势发芽指数5℃0．7800．7040．82110℃0．025∗0．015∗0．46015℃0．002∗0．189076320℃0．2340．7600．50025℃0．9330．8660．592

注：“*”表示显著性差异(p>0.05)。

3 结论与讨论

3.1发芽时外界环境的温度通过影响种子内部酶的活性来影响最终发芽结果[9]。温度过低，酶活性比较低，发芽不能进行或者发芽不活跃。因此在本实验中，5 ℃下种子发芽率等指标很低。但是在长期进化过程中，每种植物都形成了与外界环境相适应的最适发芽温度范围[10]。超过最适发芽温度范围，高温将导致种子体内酶失活，反而会降低种子最终发芽结果。本实验所用的二裂委陵菜收集于内蒙古地区，且二裂委陵菜多于春季萌发。在长期进化过程中，二裂委陵菜形成适宜在较低温度萌发的特性。因此，在本实验中，10 ℃下萌发率、发芽势和发芽指数均高于其他温度，15 ℃次之，说明二裂委陵菜最适发芽温度在10～15 ℃之间。超过20 ℃，因为种子体内酶逐渐失活，发芽率等发芽指标逐步下降。这是二裂委陵菜对当地环境适应的一种表现，与徐亮等[11]和王俊军等[12]的研究结果相同。

3.2在本实验中，10～15 ℃下千粒重与种子发芽结果呈显著正相关，证明了种子大小影响种子的发芽结果，这与前人的研究结果相似[13]。千粒重通常反映种子体内所含营养物质的多少，而这些营养物质正是种子发芽所需能量和物质的来源。因此，通常认为种子大小和种子发芽率呈正比。在本实验中，温度过高(20～25 ℃)和过低(5 ℃)均影响到酶活性而改变了发芽结果，故而千粒重不能影响发芽率。

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Influence of Different Temperatures on Seed Germination Characteristics ofPotentillabifurca

LIYang,MAOShaoli,LIQian
(Xi’an Botanical Garden of Shaanxi Province,Xi’an 710061,China;)

The effect of different temperature treatments,i.e.5 ℃,10 ℃,15 ℃,20 ℃ and 25 ℃,onPotentillabifurcaseed germination characteristics was studied.The results showed that 10 ℃ was the best temperature for the seed germination.When lower or higher than 10 ℃,it would inhibit the seed germination.Enzymes activity may be restrained at 5 ℃,and enzymes may be damaged at 20 ℃ and 25 ℃ in our experiment.Seed germination characteristics and seed weight had a significant positive correlation at 10-15 ℃.To conclude,the optimal germination temperature was 10 ℃ forPotentillabifurca,and this is an adaptation of plants to their natural environments.

temperature； seed； germination characteristics

2016-04-17

国家自然科学基金(编号：31500393)；陕西省科学院科技计划项目(编号：2014 K-24；2013 K-01；2013 k-20)。

李 阳(1982—)，女，吉林省镇赉县人；博士，助理研究员，主要从事植物繁殖生态学研究；E-mail：dove18@126.com。

李 倩，E-mail：liqian850310@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.08.021

Q 945.34

A

1001-4705(2016)08-0021-03