温度对田菁与合萌种子萌发率的影响及二者之间的化感作用

欧阳威，陈 琳，杨 媛

（1.华东师范大学光华书院，上海 200241；2.华东师范大学孟宪承书院，上海 200241）

田菁与合萌是2 种常见的绿肥植物，同属于豆科蝶形花亚科，形态相似且常伴生于相同环境，以水边湿润地带居多，田菁有时也见于较干旱的地方或盐碱地。田菁适应性强，耐盐、耐涝、抗旱，抵抗病虫能力强，是改良盐碱地的先锋作物，合萌清热解毒，常作药用。

田菁生长快，产量高，具有极高的经济价值和生态价值，一直以来都是人们研究的热点。有研究表明，田菁能显著改善土壤的养分状况，提高土壤中有机质和氮的含量，且化感作用不会对农作物的生长产生阻碍作用［1］；同时又有研究发现，旺盛生长的田菁在提高土壤肥力的同时，能抑制其他杂草的生长，甚至导致某些杂草死亡［2-3］。此外，关于田菁种子萌发的研究也不在少数，大量研究表明，温水浸泡、浓硫酸浸泡、细沙揉搓等方法可以提高田菁种子的萌发率［4-6］。近年来，对于合萌的相关研究较少。

一般在春季及初夏都很少看见田菁与合萌，盛夏即7—8 月时田菁与合萌才大量出现。鉴于这2 种植物亲缘关系较近、生境类似且常常伴生在一起，很可能都对发芽的温度具有较高要求或存在某些相互作用，但又有研究表示这2 种植物的种子萌发对温度要求不高，只是苗期较长，以至于春天萌发后到盛夏才被看见［7］。本研究用人工气候箱对这2 种植物的种子进行培养，探究了温度对田菁与合萌种子萌发率的影响及二者之间的化感作用，旨在为今后田菁与合萌的种植和培育提供科学理论的指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

本研究所用的种子均为当年在野外采集的成熟田菁与合萌种子，采集前确保母株生长健壮、形态正常，采集后挑选其中颗粒饱满、大小均匀的种子备用。使用的培养箱为RXZ-280 人工气候箱，培养皿为直径90 mm的一次性塑料圆皿。

1.2 实验过程

每次设置3 个实验组，分别为田菁组、合萌组与混合组，田菁组包含田菁种子100 粒，合萌组包含合萌种子100 粒，混合组包含田菁、合萌种子各50 粒。同时设置3 个平行实验，取其发芽率的平均值进行统计学分析。

实验分2个阶段完成，第一阶段固定白天温度为35 ℃，调节夜晚温度分别为15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃。第二阶段根据第一阶段的综合发芽情况，确定夜晚温度为20 ℃，调节白天温度分别为20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，所有实验的光周期均设置为白天14 h，夜晚10 h，光源为白色LED 光源。

实验前先用40 ℃温水浸泡种子6 h，同时将3 层滤纸铺在培养皿里，用蒸馏水完全润湿，然后把浸泡处理过的种子均匀铺在滤纸上，盖上培养皿盖子。为方便气体交换，提前在每个培养皿的盖子上钻3 个直径约5 mm的小孔。

1.3 数据统计分析

从第2 天开始，每天记录1 次发芽的种子数，持续记录28 d（由预实验确定），发芽标准为胚根突破种皮。实验数据先用Excel 进行记录，然后用Spss 和GraphPad进行显著性检验及图表制作。

2 结果与分析

2.1 影响田菁种子萌发率的因素

结果（图1）表明，在一定的温度范围内，随着白天温度的升高，田菁种子的萌发率先下降后上升，随着夜间温度的升高，田菁种子的萌发率先上升后下降。通过T检验发现，夜间温度固定在20 ℃时，田菁的萌发率在白天温度为35 ℃处理与白天温度为25 ℃处理具有显著性差异，在不同的夜间温度下各处理没有显著差异。当白天温度为35 ℃时，混合组中的田菁萌发率显著高于田菁组中的田菁萌发率。这说明田菁种子的萌发率主要受白天温度的影响，夜间温度对其影响不大，适当升高白天温度有利于田菁种子的萌发。同时，合萌对田菁种子的萌发影响不大，仅当白天温度较高（35 ℃）时具有一定的促进作用。

图1 田菁种子萌发率

2.2 影响合萌种子萌发率的因素

实验结果（图2）表明，在一定温度范围内，随着白天温度的升高，合萌种子的萌发率先上升后下降，随着夜间温度的升高，合萌种子的萌发率先下降后上升。通过T检验发现，夜间温度固定在20 ℃时，合萌的萌发率在白天温度为25 ℃和30 ℃时与其他2 组具有极显著差异；固定白天温度为35 ℃，夜间温度为25 ℃处理和30 ℃处理有显著差异。当昼夜温度均为20 ℃时，混合组中的合萌萌发率显著高于合萌组中的合萌萌发率。这说明合萌种子的萌发率同样受白天温度的影响较大，受夜间温度的影响较小，但是萌发率随温度的变化趋势与田菁完全相反。夜间温度对合萌种子的萌发有一定影响，但不如白天温度的影响明显。同时，田菁对合萌种子的萌发影响不大，仅当白天温度较低（20 ℃）时具有一定的促进作用。

图2 合萌种子萌发率

3 结论与讨论

田菁与合萌以其优越的生理特性，在改良土壤、治理盐碱地以及用作牲畜饲料等领域发挥了巨大作用，已成为人们关注和培育的对象。因此，深入了解其生长发育特点和其与其他植物之间的相互作用非常必要。

通过本项研究发现，虽然田菁与合萌的形态相似，生境相似，但是它们的生态位并不完全相同，相比之下，田菁种子的最佳萌发温度高于合萌种子。在培育田菁时，控制萌发温度为夜间20～25 ℃，白天35 ℃或更高，有望提高种子发芽率。在培育合萌时，控制萌发温度为夜间15～20 ℃、白天25～30 ℃，有望提高种子的发芽率。

推测田菁与合萌很可能具有相互促进的作用，以至于经常一起出现，但这种相互作用并非在任何时候都能表现出来。而且根据现有研究，没有证据证明田菁与合萌会通过化感作用抑制其他植物的生长（有研究表明田菁的化感作用对后茬作物幼苗的生长具有促进作用，但旺盛生长时会通过庇荫作用抑制杂草的生长［1-2］）。鉴于田菁与合萌的固氮能力强，还能增加土壤中的有机质含量［3］，认为田菁与合萌是可以放心使用的优质绿肥。

在整个实验中，种子萌发率普遍偏低（不超过50%），猜测很可能是因为当年采集的种子含有较高浓度的促休眠激素（如脱落酸等），所以建议培育时选用往年的种子或延长浸种时间并勤换水。此外，由于时间关系，本项研究仅初步探究了温度对田菁与合萌种子萌发率的影响及二者之间的化感作用，并没有确定田菁与合萌种子萌发的最适温度，因此将在下步研究中继续探索，争取为田菁与合萌的种植和培育提供更多有价值的指导。