温度对4 种秋眠型苜蓿种子萌发的影响

刘皓玥，张晓萌，杜玉贤，王丽宏

（1.河北农业大学农学院 071001；2.河北省作物生长调控实验室 071001）

紫花苜蓿（Medicagosativa）又称苜蓿，多年生优质豆科牧草，素有“牧草之王”的美誉。 苜蓿在我国主要产区在西北、华北、东北、江淮流域。 苜蓿品种类型，对温度、水分胁迫的适应性，是决定苜蓿播种出苗的主要因素，我国苜蓿主要种植在水分亏缺、雨养旱作为主的北方地区和盐碱地相对严重的黄淮海平原农区， 播种出苗与建植已经成为影响苜蓿标准化栽培管理应用的主要因素。 种子萌发期是苜蓿生长发展的关键阶段，影响到种子本身的播种品质和生长， 同时也可能影响到种子下一代的正常生长发育。 温度、光照、水分是种子萌发的主要影响因素[1-3]，其中播种时候温度条件决定种子萌发速度和出苗率， 过高或过低的温度都不利于种子的萌发[4-5]。 研究表明，在光照、温度、水等生态因子都处于一个相对适宜的状态，种子才能完成萌发[3，5，6，7]。 本研究以华北地区苜蓿主栽品种中苜1 号、敖汉、草原2 号、中草3号4 个秋眠型苜蓿种子为材料， 探讨温度条件对苜蓿种子萌发特性的影响，以期为苜蓿标准化栽培技术提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为苜蓿种子，品种为中苜1 号、敖汉、草原2 号，中草3 号，品种主要适应区域及基本情况介绍见表1，参照《苜蓿秋眠性分级评定》（GB/T37069-2018）[8]，4 个品种均为秋眠型苜蓿品种。

表1 供试苜蓿种子基本情况

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

发芽试验在人工气候室内进行，试验设计3 个处理：白天温度15℃、25℃和30℃（夜间15℃，L/D=14 光照/10h 黑暗，湿度为60%），每个处理各设3 次重复。 试验处理前用水浸泡种子0.5h，取30 粒种子置于铺有2 层滤纸的培养皿中， 加入适量水分让滤纸充分吸湿，另外在上面加盖一层滤纸。

1.2.2 测量项目与方法

每天定时观察统计发芽数， 以种子发芽的芽长突破种子自身长度的1/2 作为发芽标准 （连续3d 没有种子发芽时结束试验），实验过程中保证滤纸湿润，待种子开始萌发后拿出盖种子的滤纸。 每日记录正常萌发的种子数， 试验结束时测定其胚根重。 试验第4 天计算发芽势，发芽率为发芽终期全部正常种苗数占供试种子数的百分比，发芽势为发芽试验第4 天正常发芽的种子数占供试种子的百分比。 试验第8 天测量各处理胚芽长度和胚根长度，每个培养皿各测5 组数据。

发芽率（%）=试验期内正常发芽种子数/供试种子数×100%

发芽势（%）=4 天内供试种子发芽数/供试种子数×100%

（Gt 是第t 天的发芽数，Dt 是相应天数）

活力指数（VI）＝GI×S

（S 为一定时期内平均胚根长度（cm）；GI 发芽指数）?

1.3 数据处理

采用EXCEL2010 和SPSS19.0 进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 温度对苜蓿种子萌发特性的影响

2.1.1 发芽率比较

4 个苜蓿种子发芽率变化见表2，中苜1 号在15℃、25℃和30℃的发芽率明显高于其他3 个品种，均达到90%以上，其中敖汉品种发芽率在25℃最高，为64.45%，显著低于中苜1 号，草原2 号，中草3 号。 草原2 号和中苜1 号在3 个温度处理下发芽率均能达到83.33%以上。

表2 不同温度对苜蓿种子发芽率的影响

2.1.2 发芽势比较

如图1 所示，在15℃、25℃和30℃之间，中苜1 号的发芽势变化不明显，其中在25℃的条件下最高，为90%；敖汉的发芽势变化差异不明显， 在25℃时最高达到63%； 草原2 号在25℃和30℃的条件下发芽势相近，15℃的发芽势最低为77%； 中草3 号的发芽势随温度的升高逐渐递增，30℃发芽势最高为87%。 在相同温度不同品种之间，中苜1 号的发芽势最好，敖汉的发芽势最低，其中在30℃的条件下草原2 号和中草3 号的发芽势相同，为87%。

图1 不同温度对苜蓿种子发芽势的影响

2.1.3 活力指数和发芽指数

4 个苜蓿种子的活力指数和发芽指数见图2， 在15℃、25℃、30℃三个温度下， 中苜1 号的活力指数在25℃最低为137.76，在30℃条件下，活力指数最高为293.75；敖汉的活力指数趋势和中苜1 号相似，在25℃下最低为57.43，在30℃的条件下最高为155.28；草原2 号的活力指数随温度的升高而逐步升高，30℃最高为227.94； 中草3 号的活力指数趋势与草原2 号相同，30℃最高为281.64。 在15℃的温度下，草原2 号的活力指数最低为77.83，中苜1 号的活力指数最高为228.91；在25℃的温度下，敖汉的活力指数最低57.43，草原2 号的活力指数最高为149.97；在30℃的温度下，敖汉的活力指数最低为155.28，中苜1 号的活力指数最高为293.75。 同一温度中，敖汉的活力指数低于其他三个品种。

中苜1 号的发芽指数随温度的升高缓慢递增，变化不明显，在30℃的发芽指数最高为43.71；敖汉的发芽指数在3 个温度条件下也较为相近，其中在25℃的条件下温度最高为27.68；草原2号的发芽指数随温度的升高而升高， 在30℃的发芽指数最高43.20，25℃和30℃的条件下， 草原2 号的发芽指数差异相对于15℃和25℃的发芽指数差异较小； 中草3 号的发芽指数随温度的升高而逐渐升高，30℃的发芽指数最高为42.75。 在同一温度不同草种之间， 敖汉的发芽指数最低， 中苜1 号的发芽指数最高。

2.2 温度对苜蓿种子种苗生长的影响

温度对种子芽长和重量有显著影响，30℃处理芽长明显高于其他温度处理，15℃和25℃差异不显著。 15℃温度条件下，中苜1 号芽长最长为5.5cm，草原2 号芽长最短为2.2cm。25℃温度条件下，中苜1 号芽长最长为5.46cm，敖汉芽长最短为2.03cm。30℃温度条件下，中苜1 号芽长最长为6.74cm。

图2 不同温度对苜蓿种子活力指数和发芽指数的影响

表3 不同温度对苜蓿种子芽长和重量的影响

3 讨论与结论

在通常情况下，种子的发芽率与发芽势是一致的，种子发芽率高，其发芽势也高，对种子田间出苗率的影响程度也基本一致[9，10]但发芽势并不等同于发芽率。 发芽率是指正常发芽的种子量占种子总量的百分比； 发芽势指规定天数内正常发芽的种子量占种子总量的百分比[11，12]。 种子活力更能表示种子在田间成苗的质量，尤其是在不利的环境条件下，种子活力比发芽率更能表示种子质量的好坏。

不同温度下，苜蓿种子萌发试验表明，在15℃～30℃内均能发芽，随着温度的升高，30℃时中苜1 号、草原2 号和中草3 号的发芽指数和活力指数最高；25℃时敖汉的活力指数和发芽指数最好。 中苜1 号、敖汉和草原2 号在25℃时发芽整齐、迅速且发芽势较高、芽长适宜。 因此，25℃是中苜1 号、敖汉和草原2 号繁殖的最佳温度条件；中草3 号在30℃时发芽率高且发芽势较好，有较高的活力指数和发芽指数。

影响种子萌发的主导因子是温度， 由于种子在生理生化等各个方面存在的一些差异，其最适发芽温度也有所不同。 本次实验探究了不同温度对苜蓿种子萌发的影响， 了解其生态适应性和种子萌发所需的适宜条件， 便于在实际生产中选用适宜环境的种子，保证出苗率及种植密度，同时可以计算实际播种量，节约用种，减少生产中的损失，提高草业生产的经济效益，具有很重要的现实意义并为优质苜蓿品种推广应用和标准化栽培管理提供参考。