不同贮藏年限蒙农1号红三叶种子活力的研究

2021-04-12马一鸣段晓洁李晓杰吕丽娟王俊杰

草原与草业 2021年1期

马一鸣，段晓洁，李晓杰，吕丽娟，王俊杰

(内蒙古农业大学草原与资源环境学院，呼和浩特 010018)

红三叶(TrifoliumpratenseL.)是豆科车轴草属多年生草本植物，在世界各地广泛用作优质牧草、绿肥植物、水土保持植物和药用植物[1]。红三叶营养价值高，固氮能力强[2]，种子活力高；还含有多种异黄酮类物质，具有抗癌、调节激素平衡和抗氧化的作用[3]。种子寿命是从种子完全成熟到丧失生活力为止所经历的时间，种子群体的平均寿命是种子发芽率从种子收获后降低到50%所经历的时间,又称种子的“半活期”[4]。经研究发现，寿命长的种子都有硬实休眠的特性。红三叶种子也存在硬实休眠，常温下贮藏要比没有硬实休眠的种子贮藏期长。范志超[5]在苦豆子种子休眠特性研究中指出，种子在低温条件下贮藏更容易解除休眠。为此，本研究在低温条件下对不同贮藏年限的红三叶种子进行标准发芽试验，旨在了解红三叶种子活力随时间推移的变化情况，为红三叶种子长期贮藏和在生产实践中利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为-18℃环境下贮藏的蒙农1号红三叶(TrifoliumpratenseL.cv.Mengnong No. 1)种子，贮藏年份分别为2014年、2017年、2018年、2019年和2020年，均由内蒙古农业大学草原与资源环境学院实验室提供。

1.2 测定方法

1.2.1千粒重测定

随机选取1000粒种子,用天平(万分之一)进行称重,3次重复。

1.2.2硬实率测定

采用吸胀法测定。随机选取50粒种子,3次重复，将种子放入培养皿中加入充足水分，2d后统计未吸胀种子数。

硬实率=(未吸胀种子数/供试种子数)×100%

1.2.3发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数测定

首先随机选取部分颗粒饱满、无残缺的蒙农1号红三叶种子，用砂纸打磨进行预处理。然后随机选取红三叶种子50粒，用0.1%的升汞进行消毒，用蒸馏水冲洗3～5次后放入培养皿中，3次重复。将培养皿置于20℃人工智能培养箱中培养，每天记录发芽种子数，第3d测发芽势，第10d结束记录。

发芽率=(发芽终期发芽种子数/供试种子总数)×100%

发芽势=(第3d发芽的种子数/供试种子总数)×100%

发芽指数=∑(Gt/Dt)

活力指数=发芽指数×G

上式中：Gt为在t日内的发芽数；Dt为相应的发芽日数；G为发芽结束时幼苗的重量。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏年限对红三叶种子千粒重的影响

红三叶种子的平均千粒重为1.4540g，随着贮藏年限的增加呈逐年降低的趋势，不同年限间差异显著。由表1看出，当年收获的种子千粒重最大，为1.6151g；贮藏3年的种子千粒重最小，为1.2834g。贮藏2年和贮藏3年的种子千粒重差异不显著；贮藏3年和贮藏6年的种子千粒重差异不显著。从种子的形态上分析，贮藏3年的种子形态较小，种子干瘪，明显不如其他年限种子饱满，可能是受当年雨水、土壤等气候环境因素的影响所致。

表1 不同贮藏年限红三叶种子千粒重

2.2 不同贮藏年限对红三叶种子硬实率的影响

由图1可知，红三叶种子贮藏1年硬实率最高，为46%。当年收获的种子硬实率低于贮藏1年的种子。贮藏3年的红三叶种子硬实率最低，为1.33%。贮藏2年的种子硬实率为4%，比贮藏1年的红三叶种子降低42%。贮藏2年、3年和6年的红三叶种子硬实率无显著差异，说明贮藏第2年大部分红三叶种子已破除硬实，打破休眠。

小写字母表示不同贮藏年限间硬实率差异显著(p<0.05)图1 不同贮藏年限红三叶种子的硬实率

2.3 不同贮藏年限对红三叶种子发芽率的影响

由图2可知，贮藏1～6年打磨后的红三叶种子发芽率高，平均发芽率为99.47%。贮藏1年未打磨的红三叶种子发芽率最低，为54%，与其他年份差异显著。未打磨的种子贮藏6年的发芽率最高，为98%。当年收获的未打磨种子发芽率显著高于贮藏1年的种子。贮藏2年未打磨的红三叶种子比贮藏1年的种子发芽率提高32.67%。未打磨的种子当年收获和贮藏2年的种子差异不显著，贮藏2年、3年和6年的种子发芽率差异不显著。当年收获的和贮藏1年的红三叶种子，打磨与未打磨处理间发芽率差异显著，说明破除硬实能有效提高种子的发芽率。

小写字母表示不同贮藏年限间发芽率差异显著(p<0.05)；

2.4 不同贮藏年限对红三叶种子发芽势的影响

红三叶种子打磨后平均发芽势是97.67%，提高了15.8%，不同年限之间无显著差异。贮藏1年未打磨的红三叶种子发芽势最低，为54%。贮藏2年未打磨的种子比贮藏1年未打磨的种子发芽势提高了32.67%。未打磨贮藏3年和6年的种子发芽势相同，为96.67%。未打磨的贮藏2年、3年和6年的种子发芽势较高，无显著差异。未打磨的当年收获种子发芽势显著高于贮藏1年的种子。当年收获的种子和贮藏1年打磨和未打磨的种子，发芽势差异显著。

图3 不同贮藏年限红三叶种子发芽势的变化

2.5 不同贮藏年限对红三叶种子发芽指数的影响

贮藏1年未打磨的种子发芽指数最低，为24.22(见图4)。未打磨当年收获的种子与贮藏1年的种子，发芽指数无显著差异。未打磨贮藏1年的种子发芽指数显著低于贮藏2年的种子，且随着贮藏年限的延长发芽指数有增长的趋势。贮藏6年未打磨的种子发芽指数最高，为45.96，与其他年限未打磨种子的发芽指数有显著差异。打磨后的红三叶种子平均发芽指数为41.28，当年收获的种子发芽指数显著低于其他贮藏年限种子的发芽指数。贮藏1年和贮藏3年打磨种子与未打磨种子发芽指数之间差异显著，其他年限打磨与未打磨种子发芽指数之间差异不显著。

图4 不同贮藏年限红三叶种子发芽指数的变化

2.6 不同贮藏年限对红三叶种子活力指数的影响

贮藏1年的红三叶种子活力指数最低，为7.74(图5)。贮藏2年的红三叶种子活力指数最高，比贮藏1年的种子活力指数提高了4.71。贮藏3年和贮藏6年的种子活力指数低于贮藏2年的种子，但高于当年收获和贮藏1年的种子。贮藏6年的种子仍然保持较高的活力指数，与当年收获的种子和贮藏2年、贮藏3年的种子活力指数无显著差异。贮藏1年与当年收获的种子，活力指数无显著差异。

图5 不同贮藏年限红三叶种子活力指数的变化

3 讨论

3.1 种子贮藏条件对种子休眠的影响

硬实是豆科种子中普遍存在的特性。硬实种子的休眠，主要是由于种皮透水、透气性差以及对胚生长的机械束缚造成的[6]，解除硬实种子休眠的方法有化学处理法、物理处理法和生物处理法[7～8]，崔乐乐等[9]用砂纸打磨新品系黄花苜蓿种子效果较好,能完全破除种子硬实,发芽率可达98%。红三叶经过打磨处理后种子活力高，平均发芽率为99.47%，这与李悦煊[10]的研究结果一致。种子硬实的影响因素包括遗传因素、环境条件以及贮藏条件等[11]，贮藏温度是其中重要的影响因子。对于硬实率高的种子，常温下解除种子硬实休眠是非常困难的，在低温条件下解除休眠的速度会加快。范志超[5]在对苦豆子休眠特性的研究中发现，低温条件下种子硬实率下降明显高于常温条件下。裴云霞等[12]认为，低温贮藏能够有效保持枫香种子活力。本研究是在-18℃低温条件下进行的，结果表明当年收获的和贮藏1年的红三叶种子硬实率高、发芽率低，贮藏2年的种子硬实率降低到4%，且贮藏2年、贮藏3年和贮藏6年的种子没有显著差异，说明种子未发芽是由于硬实的存在而不是种子质量的原因。当年收获种子的硬实率低于贮藏1年的种子，原因可能是由于收获当年降水多、环境湿度大不利于形成种子硬实，所以当年收获种子的硬实率较低。由此可知，红三叶种子在低温条件下贮藏，大部分种子可以解除休眠，贮藏超过2年的种子播前可以不经过打磨处理直接利用。

3.2 种子贮藏寿命对种子活力的影响

种子活力是种子品质的重要指标[13]，寿命长的种子保持高种子活力。杨蕾等[14]的研究表明，贮藏2年后红三叶种子大部分可以打破休眠，种子活力和生活力最高，这与本研究结果相似。帕提曼·阿布都热合曼对不同贮藏年份实葶葱种子活力进行研究的结果表明，实葶葱种子2～3年发芽率高，贮藏超过5年的实葶葱种子活力极大丧失，失去种用价值[15]。本研究发现，贮藏1年的种子发芽率、发芽势和发芽指数最低，贮藏2年的种子发芽率提高32.67%，发芽势提高32.67%，发芽指数提高14；贮藏1～6年的种子发芽率、发芽势、发芽指数均呈上升趋势。红三叶种子贮藏1年活力指数最低，贮藏2年活力指数最高，当年收获的和贮藏2年、贮藏3年、贮藏6年的种子活力指数无显著差异，说明红三叶种子耐贮藏，即使贮藏6年的种子仍保持高种子活力，具有较高的种用价值。由于材料有限，有关贮藏超过6年甚至更长时间的红三叶种子的活力还有待于进一步研究。