施磷水平对不同基因型花生种子发芽期耐寒能力的影响

陈小姝，杨富军，刘海龙，白冬梅，高华援*，王绍伦，吕永超，孙晓苹，李春雨

(1.吉林省农业科学院花生研究所，吉林 公主岭 136100； 2.山西省农业科学院经济作物研究所，山西 汾阳 032200)



施磷水平对不同基因型花生种子发芽期耐寒能力的影响

陈小姝1，杨富军1，刘海龙1，白冬梅2，高华援1*，王绍伦1，吕永超1，孙晓苹1，李春雨1

(1.吉林省农业科学院花生研究所，吉林 公主岭 136100； 2.山西省农业科学院经济作物研究所，山西 汾阳 032200)

以3种基因型(耐寒型、中间型和敏感型)共10份花生种子为材料，于6个浓度梯度的过磷酸钙溶液(0浓度为对照)浸泡进行发芽试验，以露白率，发芽率及相对发芽率为指标，研究了在常温(25℃)浸种与低温(2℃)浸种下不同基因型花生种质发芽能力。结果表明：在种子吸胀萌发期，25℃/72h平均露白率由高到低为P2>P3>P4>P1>P5>P0；2℃/72h平均露白率由高到低P4>P2>P5>P3>P1>P0，无论常温浸种还是低温浸种，72h露白率都高于对照水平。3种基因型的10份花生种质25℃/120h发芽率明显高于2℃/120h发芽率，经低温处理后，耐寒型种质(S8，B1，Y4)和中间型种质(E4，Q2)发芽率高于中间型种质(H56)和敏感型种质(H33，J11，J19，J4)，且敏感型种质随磷浓度的增高种子的发芽率随之增高。通过露白率与发芽率的相关性分析发现，针对不同基因型可以增施不同浓度的磷肥来提高花生种子发芽期的耐寒能力，耐寒型种质以P3最明显，中间型种质以P2最明显，敏感型种质以P5最明显。

耐寒；基因型；花生；发芽试验；磷

花生生长发育受诸多外界因素的影响，温度是其中重要因素之一。在我国广大花生产区，低温影响早播春花生萌芽出苗的现象十分普遍。发生在长江流域的“倒春寒”、华南地区的“秋季冷害”、两广地区的“寒露风”、东北地区的“低温冷害”等均使花生播种后遭遇低温威胁，造成生长减缓、干物质积累减少，轻者延缓花生萌芽和幼苗生长发育，重者使部分种子丧失发芽能力，出苗不齐、苗势弱、出苗时间延长、冷害死苗、产量降低等不利后果[1]，严重影响了产量和质量。

磷是植物生长发育的必要元素，在对碳水化合物的合成、运输、氮的代谢和脂肪合成以及提高植物外界环境的适应能力方面起着重要作用[2-3]。韦翔华等[4]研究表明，适当施磷可以增加植物内可溶性糖的含量，增强植物的抗寒能力。目前，关于磷提升植物耐寒能力等方面的研究仅见于西瓜[5]、番茄[6]、玉米[7]、水稻[8]等作物中，而关于磷营养对提升花生耐寒能力的研究还未见报道。本研究就低温胁迫下，施磷水平对不同基因型的花生种子的耐寒发芽能力进行研究，以期为建立在大田种植中以磷肥施用为关键技术的花生抵御低温冷害施肥措施提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择3种基因型的花生品种耐寒型、中间型及敏感型[9]，共10份种质，分别由山东农业大学、吉林省农业科学院花生研究所、中国农业科学院油料作物所和山东省花生研究所提供(表1)。2015年5月20日播种于吉林省农业科学院花生研究所公主岭试验田，9月23日收获，随机挑选成熟度好、整齐一致的一级种子用于试验。

表1 供试种子名称及来源

发芽床：采用直径(Φ)=15cm的玻璃培养皿，使用前保持洁净。

光照培养箱：控温范围0～40℃。

试验用磷：过磷酸钙(分析纯，P2O5含量18%)。

1.2 试验方法

1.2.1 配制磷溶液 配制0、0.08、0.16、0.24、0.32、0.40 mg/kg不同浓度的过磷酸钙溶液，分别以P0、P1、P2、P3、P4、P5表示。

1.2.2 发芽方法 采用纸上(TP)法进行发芽试验。TP法是在培养皿上覆盖3层滤纸，种子直接放在滤纸上。低温胁迫发芽：参照封海胜[10]冷浸处理的方法，将清水和5种浓度的磷溶液制成2℃冷水。将试验种子分别放在2℃溶液中浸种48h，后置于培养皿中，每培养皿放30粒种子，重复3次。芽床用清水充分湿润。将芽床放于恒温培养箱中进行暗培养，恒定温度25℃，保持芽床湿润，干时加水。正常温度发芽：将试验种子分别放在清水和5种浓度的磷溶液中25℃浸种4h后，置于培养皿里，每培养皿放30粒种子，重复3次。芽床用清水充分湿润。将芽床放于恒温培养箱中进行暗培养，恒温25℃，保持芽床湿润，干时加水。

1.2.3 统计方法 每天观察记载发芽种子数，当胚根伸长，突破种皮即为露白；当胚根长≥1/2种长，即视为发芽。分别统计24h、48h、72h、96h、120h的露白率和发芽率。露白率(PSWRBT)=(露白种子数/种子总数)×100%

发芽率(GP)=(发芽种子数/种子总数)×100%

根据不同的浸种处理方法，分别采集120h发芽率做为基准发芽率，计算相对发芽率：

利用 SPSS 18.0 软件对数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 磷水平对花生种子露白率的影响

常温条件下，3种基因型的10种花生种子于24h、48h和72h均能露白(图1-a)。低温下，耐寒型和中间型的花生种子可露白(图1-b)；敏感型花生种子无露白，在25℃/48h条件培养下才开始露白。

从表2、表3可见，不论是常温(25℃)浸种还是低温(2℃)浸种，磷溶液对3种类型的花生种质的露白率都有很大的影响，3种基因型种质在不同浸种温度条件下，对不同磷溶液的敏感性不同。常温(25℃)浸种，耐寒型种质(S8，Y4)和中间型种质(E4，Q2)24h对磷溶液表现敏感，P0～P5的露白率呈现显著性差异；耐寒型种质(B1)、中间型种质(H56)和敏感型种质(H33，J11，J19，J4) 24h对磷溶液表现不敏感，P0～P5的露白率无显著性差异。低温(2℃)浸种，中间型种质(E4)24h对磷溶液表现敏感，P0～P5的露白率呈现显著性差异；敏感型种质(J11，J19，J4)48h对磷溶液表现敏感，P0～P5的露白率呈显著性差异；耐寒型种质(S8)和中间型种质(H56)72h对磷溶液表现敏感，P0～P5的露白率呈显著性差异。

表2 不同基因型花生种子25℃/24h～25℃/72h平均露白率 (%)

注：**表示在p=0.05时差异显著；*表示在p=0.1时差异显著(下同)。

Note: ** indicate significance atp=0.05 level respectively. * indicate significance atp=0.1 level respectively (the same as below).

图1 花生露白 Fig.1 The early stage of seed germination

表 3 不同基因型花生种子2℃/24h～2℃/72h平均露白率 (%)

从3种不同基因型种质的72h平均露白率可以看出，常温(25℃)浸种条件下，经P2浓度磷溶液浸泡后，种子的72h平均露白率最高，低温(2℃)浸种条件下，经P4浓度磷溶液浸泡后，种子的72h平均露白率最高。

2.2 磷水平对花生种子发芽能力的影响

由图2、图3可看出，25℃/120h发芽率明显高于2℃/120h发芽率，耐寒型种质在25℃/120h发芽率高于80%，中间型种质在25℃/120h发芽率高于60%，敏感型种质在25℃/120h发芽率高于50%，经低温处理后，可以看出，耐寒型种质(S8，B1，Y4)和中间型种质(E4，Q2)平均发芽率可以达到40%，中间型种质(H56)和敏感型种质(H33)P0浓度下，120h没有种子发芽，敏感型种质(J11，J19，J4)磷浓度的增高可以提高种子的发芽率，从而提高种子发芽的耐寒能力。

图2 10个品种25℃/120h平均发芽率 Fig.2 The average GP (25℃/120h) of ten varities

图3 10个品种2℃/120h平均发芽率 Fig.3 The average GP (2℃/120h) of ten varities

通过相对发芽率可以得知，耐寒型Y4和中间型Q2在P0浓度下相对发芽率最高；耐寒型S8在P3浓度下相对发芽率最高；耐寒型B1在P4浓度下相对发芽率最高；中间型E4在P2浓度下相对发芽率最高；中间型H56和敏感型(H33，J11，J19，J4)在P5浓度下相对发芽率最高。从表4可看出，耐寒型和中间型的相对发芽率较高，敏感型的相对发芽率较低，低温条件下，不同浓度的磷溶液对花生种子的发芽能力有一定的提高，可以针对不同基因型施以不同浓度的磷肥。

表 4 不同基因型花生种子的相对发芽率 (2℃/25℃)

2.3 相关性分析

分别对三种不同的基因型进行露白率和发芽率的相关性分析，从图4可以看出，耐寒型种子经25℃/72h浸种，P2、P3、P5浓度对露白率和发芽率影响均较大而P0浓度影响均较高，P1浓度对发芽率影响大，P4浓度对露白率影响大；经2℃/72h，P3，P4浓度对露白率和发芽率影响较高而P1浓度影响较小，P0浓度对发芽率影响较大，P2，P5浓度对露白率影响大；对于耐寒型种质可以选择P3浓度来提高种子发芽期的耐寒能力。

图4 耐寒型种质露白率与发芽率相关性 Fig.4 Correlation of PSWRBT and GP of cold-resistant type

从图5可以看出，中间型种子经25℃/72h浸种，P2，P3，P4浓度对露白率和发芽率影响较高而P0，P5浓度对此影响较小，P1浓度对发芽率影响大；经2℃/72h浸种，P2，P3浓度对露白率和发芽率影响较高，P0，P1，P5浓度对发芽率影响较大；对于中间型种质可以选择P2浓度来提高种子发芽期的耐寒能力。

从图6可以看出，敏感型种子经25℃/72h浸种，P4，P5浓度对露白率和发芽率影响较高，P1浓度对露白率影响大；经2℃/72h浸种，P1，P2，P3，P5浓度对露白率和发芽率影响较高，P0，P4浓度对露白率影响较大；对于敏感型种质可以选择P5浓度来提高种子发芽期的耐寒能力。

图5 中间型种质露白率与发芽率相关性Fig.5 Correlation of PSWRBT and GP of middle type

图6 敏感型种质露白率与发芽率相关性 Fig.6 Correlation of PSWRBT and GP of sensitive type

3 讨 论

聂呈荣等研究发现在不同温度下适当浓度的喷施宝浸种能提高花生种子的发芽率[11]，常温下以100 mg/L最明显，低温下以1000 mg/L最明显，高温下以300 mg/L最明显。本实验使用不同浓度的过磷酸钙溶液，研究单一磷元素对不同基因型花生种子发芽时期耐寒能力的影响，发现针对耐寒型种质，以0.24 mg/L提高耐寒能力最明显，中间型种质以0.16 mg/L最明显，敏感型种质以0.40 mg/L最明显。聂呈荣研究发现选用大粒花生种子，可以提高抗高温、低温的能力，种子发芽率、平均生长势和活力指数高[12]。本试验结论与聂呈荣研究结论基本一致，敏感型种子(J19)为大粒花生，其耐寒能力较高于其他敏感型种子，且增施磷肥以后，随磷肥浓度的增加，耐寒能力也有所提高。

磷是植物生长发育必需的营养元素之一，不同作物的研究表明，施磷能显著提高植物的抗逆性，尤其是耐寒能力[13]。通过对羽衣甘蓝[14]，西瓜[15]，番茄[6]，水稻[16]等作物增施磷肥研究时发现，适当增施磷肥可增强羽衣甘蓝耐寒性、提高西瓜幼苗的耐寒性、使番茄耐寒性提高、提高水稻耐寒性能力，且增磷对非耐寒品种的影响明显高于耐寒品种。本研究通过对低温条件下不同磷溶液处理花生发芽期的耐寒能力进行研究，发现磷可以提高低温条件下花生发芽期的耐寒能力，不同耐寒品种耐寒程度具有明显差异，尤其对敏感型种质提升明显。

4 结 论

施磷水平对不同基因型的花生种子均可以提高发芽期的耐寒能力。在低温条件吸胀的种子在24h内虽然没有萌动，但通过增施磷肥，48h内即可萌动。且随着磷溶液浓度的提高，种子在72h内的露白率有所提高，以P4浓度对提高种子萌发的耐寒能力最好。

今后在实际大田栽培过程中，可以针对不同基因型花生种子，增施不同浓度的磷肥，以提高花生在发芽期的耐寒能力，尤其是在春花生早播时期，可减少低温灾害对播种后发芽的影响。

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Effect of Phosphorus Level on Cold-tolerance of Different Genotypes of Peanut in Germination Stage

CHEN Xiao-shu1, YANG Fu-jun1, LIU Hai-long1, BAI Dong-mei2, GAO Hua-yuan1*, WANG Shao-lun1, LÜ Yong-chao1, SUN Xiao-ping1, LI Chun-yu1

(1. Peanut Research Institute, Jilin Academy of Agricultural Sciences, Gongzhuling 136100, China;2. Institute of Industrial Crops, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Fenyang 032200, China)

Study on the germination ability of peanut (three genotypes) through soaking seeds in six phosphorus level at 25 ℃ and 2 ℃ respectively, and percentage of the number of seeds with radicals breaking through testa (PSWRBT)，germination percent (GP) and relative germination percent (RGR) were taken as indexes. The results showed that, at the early germination stage, the average PSWRBT of 25 ℃/72 h from high to low were P2 > P3 > P4 > P1 > P5 > P0; the average PSWRBT of 2 ℃/72 h from high to low were P4 > P2 > P5 > P3 > P1 > P0. No matter what circumstances (25 ℃ or 2 ℃), all PSWRBT of 72 h was higher than control. The GP of 25 ℃/120 h was higher than 2 ℃/120 h of ten seeds (three genotypes). The GP of cold-resistant Type (S8, B1, Y4) and middle Type (E4, Q2) were higher than middle Type (H56) and sensitive Type (H33, J11, J19, J4) with low-temperature treatment, and the GP of sensitive Type increased with phosphorus concentration. Discovered through correlation of GP and PSWRBT, various phosphorus concentrations can improve capacity of cold-resistant on seed germination stage for different genotypes of peanut, P3 was optimal for cold-resistant type, P2 was optimal for middle type, P5 was optimal for sensitive type.

cold-tolerance; genotype; peanut; germination test; phosphorus

10.14001/j.issn.1002-4093.2017.01.005

2017-01-04

国家花生产业技术体系(CARS-14)；吉林省科技发展计划(20150204012NY)；中国农业科技东北创新中心/博士后研究项目

陈小姝(1982-)，女，天津武清区，吉林省农业科学院花生研究所助理研究员，博士，主要从事花生抗逆栽培研究。

*通讯作者：高华援(1964-)，男，研究员，硕士，主要从事花生育种与栽培研究。E-mail: ghy6413@163.com

S565.2; S143.2+2

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