黑麦草种子萌发特性研究

(滁州职业技术学院食品与环境工程系，安徽 滁州 239000)

草坪草种子是建植草坪最基本的生产资料，其活力的高低直接影响到草坪草的生产[1]。黑麦草种子发芽快，成坪速度快，一般在5～7d出苗，30～40d初步成坪，是广泛应用在冬季不大寒冷的南方地区以及南北过渡带四季常绿的混播材料[2～4 ]。植物种子萌发过程从吸水开始，经过物理吸水及生理代谢吸水等过程，促进种子胚乳的营养物质分解与转化，最终种子开始萌发[5，6]。因此，吸水特性是种子活力的重要指标，种子吸水特性直接关系种子发芽特性，且种子发芽特性是影响种用价值的关键指标，通常采用发芽率、发芽势和发芽指数等来表示。关于经济作物种子吸水特性和发芽特性的研究较多[7～10]，而黑麦草(LoliurnperenneL.)种子的吸水特性、发芽特性及两者的相关性报道较少。为此，笔者以黑麦草“金石”种子为试验材料，研究其动态的吸水和发芽规律，并对两者间的相关性进行了分析，以期通过间接方法或早期观测来鉴定或评价种子萌发特性，为黑麦草种子质量检测和播种建植提供科学依据和技术指标。

1 材料与方法

1.1 供试材料

选用市售的黑麦草“金石”种子。种子为2018年7月新繁殖的干种子，含水量为8.6%，千粒重为3.3901g。

1.2 试验方法

1.2.1 种子吸水特性的测定

选取选粒径适中、颗粒饱满的100粒净种子放置培养皿中，加25℃蒸馏水，要求水全部淹没种子，用密封袋密封培养皿，在光照培养箱(“广大”LRH-250-G)进行培养，白天8h(25℃)，黑暗16h(15℃)条件下进行吸水与发芽试验。前6h，每2h取出种子，吸水纸吸干，称重；6h后每隔3h称重，直到39h。重复4次。

分别计算各时间段的种子吸水量W和吸水率R：

W=Wt-W0

式中:Wt为吸水t时后的种子质量，g；W0为试验前干种子质量，g。

1.2.2 种子发芽特性测定

根据牧草种子检测规程，在第6天进行初次计数，第14天进行末次计数，第20天测定各处理正常幼苗的长度，并进行计算发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、平均发芽时间、发芽值。计算方法参见文献[11]和[12]中的种子发芽特性指标测定方法。

2 结果与分析

2.1 黑麦草种子萌发动态吸水特性研究

图1 黑麦草“金石”种子的动态吸水量变化

从图1可知，黑麦草种子的吸水量随着时间呈现出逐渐上升，浸泡到36h，黑麦草种子的吸水量基本趋于饱和状态，吸水量达到2.225g，即充分吸水后的质量达到干种子质量的1.7倍；黑麦草动态吸水过程可以分为3个阶段，即“快-慢-快”，第1阶段0～9h为快速阶段，吸水速度快，平均速度达到0.14g/h,此过程主要是物理吸胀过程，干种子在水中浸泡的状态下，吸收水分速度快；第2阶段9～24h为慢速阶段，平均吸水速度为0.02g/h,此阶段主要是原生质的吸水趋向饱和；细胞膨压增加，阻碍了细胞的进一步吸水；第3阶段24～36h的吸水速度又有所上升，平均吸水速度为0.05g/h，其原因是种子代谢活跃，细胞吸水进一步加快，这也是具有种子活力的吸水特征。采用常见曲线函数分别对其进行回归分析(见表1)，其相关性最大的是三次函数，回归方程为y=0.0019x3-0.044x2+0.4066x+0.1088，R2= 0.994。

表1 黑麦草“金石”种子吸水量(Y)随吸水时间(X)变化的曲线估计

2.2 黑麦草草坪草种子动态发芽率变化

黑麦草种子在第6天就开始发芽，发芽率达到8%，这说明黑麦草种子发芽速度快；第14天末次计数发芽率为93%，其中从第8天开始进入快速发芽阶段，黑麦草种子发芽势强(见图2)。利用相应回归方程进行分析，相关性最大的是三次函数，回归方程为y=-0.001x3+0.0276x2-0.1173x+ 0.0503，R2= 0.9508。

2.3 黑麦草草坪草种子吸水特性与发芽特性的相关性

图2 黑麦草“金石”种子的动态发芽率变化

通过表2的相关性分析可知，黑麦草种子的发芽势、发芽率、平均发芽时间、发芽值与种子的吸水量并不存在相关性，各个时间段吸水量多少不能衡量种子发芽率和发芽势等指标。15～36h吸水量与种子发芽指数和活力指数呈显著正相关(P<0.05)，相关性大小基本一致，且随着时间的推移，这种相关性越大，说明15～36h吸水量直接关系种子的发芽指数和活力指数，这也表明15～36h间种子吸水量可以预测发芽指数和活力指数；而种子的吸水率与发芽特性不存在显著相关(见表3)。

表2 黑麦草“金石”种子吸水量与种子发芽特性的相关性

表3 黑麦草“金石”种子吸水率与种子发芽特性的相关性

3 讨论与结论

种子是种子植物繁殖的重要材料，从形态发生的观点看，种子的发育是比较特殊的，因为它由雌雄配子体的协调发育，最后形成由基因组不同的细胞所组成的嵌合体，一般较大种子物种在种子萌发和幼苗生长阶段具有较大优势[13，14]。该研究结果表明，黑麦草种子的吸水量也呈现“快-慢-快”的规律，此规律与其他植物的吸水特性具有一致性[15～17]。黑麦草种子较大，发芽快，第6天就开始发芽，发芽率达到8%，第14天末次计数发芽率为93%，发芽势强，发芽整齐，也验证大粒种子具有较强萌发特性[14]。黑麦草种子动态吸水量、发芽率随时间都可以用三次函数进行拟合，相关性达到极显著水平(P<0.01)。相关性分析结果表明，15～36h间种子吸水量与发芽指数、活力指数呈现出正相关性，15～36h间种子吸水量可以预测发芽指数和活力指数，可能15h前主要是种子吸涨吸水，与种子死活无关的缘故[18，19]，因而种子的吸水率与发芽特性不存在显著相关。种子发芽是复杂的过程，受到多因素影响，其发芽特性与种子形态特性、发芽外界环境的关系有待于进一步深入研究。