干旱脅迫對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)的影響

尹劍紅等

摘要

[目的] 研究干旱脅迫對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)的影響，為其在干旱條件下的栽培利用提供依據(jù)。[方法]采用不同濃度的聚乙二醇（PEG）（0、5%、10%、20%、30%）模擬干旱脅迫，測(cè)定干旱脅迫下熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)、幼苗鮮重等指標(biāo)。[結(jié)果]低濃度（5%）PEG溶液對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)具有一定的促進(jìn)作用。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號(hào)柱花草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和幼苗鮮重等指標(biāo)受到抑制作用，其中20%和30%的PEG對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)的抑制作用較大。[結(jié)論]熱研二號(hào)柱花草具有一定的抗旱性。低濃度PEG溶液能夠促進(jìn)其種子萌發(fā)，而高濃度PEG溶液則抑制熱研二號(hào)柱花草種子的萌發(fā)。

關(guān)鍵詞干旱脅迫；熱研二號(hào)柱花草；種子萌發(fā)

中圖分類號(hào)S812.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A文章編號(hào)0517-6611（2015）29-070-03

柱花草（Stylosanthes guianensis）為多年生豆科牧草，原產(chǎn)于南美洲，耐酸性土壤，可在pH 4.0～4.5的強(qiáng)酸性土壤上良好生長(zhǎng)，牧草產(chǎn)量高 。熱研二號(hào)柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2）是1952年從國(guó)際熱帶農(nóng)業(yè)中心（CIAT）引進(jìn)的，其牧草產(chǎn)量高、抗性好，是解決海南省蛋白質(zhì)飼料資源緊缺的主要牧草之一。

熱研二號(hào)柱花草適應(yīng)性強(qiáng)，可在廣東等優(yōu)質(zhì)豆科牧草缺乏的地區(qū)推廣。廣東地區(qū)雖然降雨豐富，但每年的10～11月降雨顯著減少，甚至?xí)霈F(xiàn)1個(gè)月沒(méi)有降雨的情況。因此，若要在廣東省更好地推廣種植熱研二號(hào)柱花草，就有必要對(duì)其耐旱性進(jìn)行研究。筆者利用聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫，研究干旱脅迫對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)的影響，以期為熱研二號(hào)柱花草在廣東地區(qū)的推廣提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

熱研二號(hào)柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2），來(lái)自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2試驗(yàn)方法

設(shè)置PEG濃度為0、5%、10%、20%、30% 5個(gè)濃度梯度水平，選取大小一致、子粒飽滿的熱研二號(hào)柱花草種子50粒，60 ℃恒溫水浴鍋中水浴5 min，冷卻后置于直徑為12 cm的培養(yǎng)皿中，以雙層濾紙為發(fā)芽床，每個(gè)處理4次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中，光照培養(yǎng)箱晝夜溫度為28 ℃，光照周期為12 h/12 h（光照/黑暗），光照強(qiáng)度為2 000 lx。從種子置床之日起開(kāi)始觀察，以種子露白為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。每天同一時(shí)間統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，試驗(yàn)第4天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)（Gv），第8天計(jì)算發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）、活力指數(shù)（Vi），測(cè)定胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和幼苗鮮重等指標(biāo)。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.3.1發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽勢(shì)（ Gv）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）、活力指數(shù)（Vi）的計(jì)算。按照以下公式計(jì)算發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽熱（Gv）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）和活力指數(shù)：

發(fā)芽勢(shì)（Gv）= （4 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%（1）

發(fā)芽率（Gr）=（8 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%（2）

發(fā)芽指數(shù)（Gi）=（Gt/Dt）（3）

活力指數(shù)（Vi）=Gi×SL（4）

式中，Gt 為t天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，SL為幼苗鮮重（g）。

1.3.2胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)的測(cè)定。

用刻度為1 mm的直尺測(cè)量胚芽長(zhǎng)和胚根長(zhǎng)，每個(gè)培養(yǎng)皿測(cè)量4株，共16株。

1.3.3幼苗鮮重。試驗(yàn)第8天，用精度為1∶10 000的電子天平稱量其鮮重。

1.4數(shù)據(jù)處理使用Excel和SPSS19.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理及方差分析，采用Duncans 新復(fù)極差法比較不同處理間的差異性。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度PEG對(duì)苜蓿種子萌發(fā)的影響

2.1.1發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)。發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)是衡量種子發(fā)芽能力的重要指標(biāo)，分別反映了種子的發(fā)芽能力和發(fā)芽速度。從圖1可以看出，較低的PEG濃度可以促進(jìn)種子的萌發(fā)，濃度為5%的PEG脅迫下熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽率為86.50%，略高于對(duì)照，與對(duì)照差異不明顯。濃度為10%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽率呈下降趨勢(shì)，但與對(duì)照差異不顯著。當(dāng)PEG濃度為20%，熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽率下降幅度較大，與對(duì)照相比下降20.5%。當(dāng)PEG濃度為30%時(shí)，種子的發(fā)芽率急劇下降，發(fā)芽率僅12.5%。

從圖2可以看出，與對(duì)照相比，5%及10%PEG脅迫下熱研二號(hào)柱花草種子的發(fā)芽勢(shì)呈上升趨勢(shì)，其中5%的PEG脅迫下熱研二號(hào)柱花草發(fā)芽勢(shì)最大（71.5%），較對(duì)照增加了23.0%。但與10%PEG脅迫差異不顯著。在濃度為20%及30%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽勢(shì)的下降幅度較大，與其他處理間差異極顯著，與對(duì)照相比發(fā)芽勢(shì)分別下降35.5%和47.5%，說(shuō)明20%和30%的PEG對(duì)熱研二號(hào)柱花草發(fā)芽勢(shì)的抑制作用較大，特別是30%的PEG對(duì)熱研二號(hào)柱花草種子發(fā)芽勢(shì)的抑制作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他濃度的PEG。

2.1.2發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)。從圖3可以看出，5%濃度的PEG溶液處理下熱研二號(hào)柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)顯著增加，為54.23，較對(duì)照升高了30.1%；在10%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草發(fā)芽指數(shù)略高于對(duì)照，與對(duì)照差異不顯著。 隨著PEG濃度的進(jìn)一步增加，熱研二號(hào)柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)呈較大幅度的下降趨勢(shì)；在濃度為20%和30%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草的發(fā)芽指數(shù)分別為18.10和2.59，比對(duì)照分別下降了56.6%和93.8 %。

從圖4可以看出，與對(duì)照相比，濃度為5%的PEG溶液處理下熱研二號(hào)柱花草種子的活力指數(shù)上升了9.3%，與對(duì)照差異不顯著。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號(hào)柱花草種子的活力指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)PEG溶液濃度為10%時(shí)，熱研二號(hào)柱花草種子的活力指數(shù)為6.45，較對(duì)照下降10.4%，與對(duì)照差異不顯著。PEG溶液濃度為20%時(shí)，熱研二號(hào)柱花草種子的活力指數(shù)為1.56，較對(duì)照下降78.4%；當(dāng)PEG溶液濃度達(dá)到30%時(shí)，熱研二號(hào)柱花草種子的活力指數(shù)只有0.1，較對(duì)照下降98.5%。

2.1.3熱研二號(hào)柱花草幼苗胚芽長(zhǎng)、胚根長(zhǎng)和鮮重。

從圖5可以看出，濃度為5%和10%的PEG溶液脅迫下熱研二號(hào)柱花草幼苗的胚芽長(zhǎng)高于對(duì)照，其中10%PEG脅迫下柱花草幼苗的胚芽長(zhǎng)比對(duì)照增加1.33 cm，高于5%PEG溶液處理。這說(shuō)明較低濃度的PEG溶液對(duì)熱研二號(hào)柱花草幼苗的胚芽長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用。隨著PEG濃度的增加，幼苗胚芽長(zhǎng)的生長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且PEG濃度越大，其下降趨勢(shì)越明顯。20%和30%的PEG溶液處理的柱花草胚芽長(zhǎng)分別為327和0.70 cm，較對(duì)照分別下降了0.92和3.50 cm。

從圖6可以看出，PEG脅迫下熱研二號(hào)柱花草幼苗胚根長(zhǎng)的變化趨勢(shì)與其胚芽長(zhǎng)的變化趨勢(shì)基本一致。5%和10%PEG溶液處理的熱研二號(hào)柱花草其幼苗的胚根長(zhǎng)高于對(duì)照，其中5%PEG溶液下幼苗胚根長(zhǎng)為3.3 cm，比對(duì)照高0.78 cm。10%PEG脅迫下柱花草胚根長(zhǎng)為3.73 cm，比對(duì)照高120 cm，比5%PEG處理高0.42 cm。隨著PEG濃度的升高，熱研二號(hào)柱花草的胚根長(zhǎng)呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)PEG濃度為20%時(shí)，胚根長(zhǎng)為2.80 cm；當(dāng)PEG濃度為30%時(shí)，胚根長(zhǎng)只有0.51 cm，較對(duì)照下降2.01 cm。

從圖7可以看出，對(duì)照的幼苗鮮重最高，為0.17 g。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號(hào)柱花草幼苗的鮮重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且PEG濃度越高，幼苗鮮重下降越明顯。5%和10%PEG脅迫下熱研二號(hào)柱花草幼苗鮮重分別為0.143 6和0.143 7 g，二者差異不顯著，但顯著低于對(duì)照。當(dāng)PEG

濃度上升到20%時(shí)，幼苗鮮重明顯下降，只有0.085 g，較對(duì)照下降49.9%；當(dāng)PEG濃度達(dá)到30%時(shí)，幼苗鮮重僅0.045

g，較對(duì)照下降了73.4%。

3結(jié)論與討論

種子萌發(fā)是植株正常生長(zhǎng)的開(kāi)始，是植株正常生長(zhǎng)發(fā)育

的重要階段，會(huì)直接影響到植株后期的生長(zhǎng)發(fā)育和形態(tài)建成，從而間接影響后期的產(chǎn)量，即種子迅速整齊的萌發(fā)是后期獲得豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。該研究結(jié)果表明干旱脅迫會(huì)影響熱研二號(hào)柱花草種子的萌發(fā)。在5%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)上升，說(shuō)明輕度干旱脅迫能夠促進(jìn)熱研二號(hào)柱花草種子萌發(fā)與成活，這與姚娜等和韋錦益等的研究結(jié)果一致。當(dāng)PEG溶液濃度升高到一定程度時(shí)，這4個(gè)指標(biāo)則呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且PEG溶液濃度越高，這4個(gè)指標(biāo)下降越明顯。

干旱脅迫影響熱研二號(hào)柱花草幼苗的生長(zhǎng)。濃度為5%和10%的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草幼苗的胚根長(zhǎng)和胚芽長(zhǎng)增加，且10%的PEG處理高于5%的PEG處理。隨PEG濃度的進(jìn)一步升高，熱研二號(hào)柱花草的胚芽長(zhǎng)及胚根長(zhǎng)下降，且PEG濃度越高，胚芽長(zhǎng)及胚根長(zhǎng)下降越明顯，這與韓瑞宏等和易曉華等的研究結(jié)果一致。

在不同濃度的PEG脅迫下，熱研二號(hào)柱花草幼苗的鮮重一直呈下降趨勢(shì)，且隨著PEG濃度的升高，其幼苗鮮重下降越明顯。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

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