溫度處理對三葉草種子萌發特性的影響

郭郁頻， 李亞奎， 曹春梅， 任永霞， 楊傲薄

(河北北方學院動物科技學院， 河北 張家口 075000)

白三葉(Trifoliumrepens)、紅三葉(T.pratense)是世界上主要的豆科栽培優良牧草，也是重要的草坪草。它們不僅營養全面、產量高，而且外觀優美、綠色期長，具有綠化、美化城市，凈化空氣、保持水土的作用[1-2]。白三葉、紅三葉的飼草價值和觀賞價值越來越受到人們的重視。尤其白三葉，在當前草牧業及草坪建植中發揮著重要作用[3]。種子萌發期是牧草生長發育過程中的關鍵時期，也是鑒定牧草耐寒性的重要時期[4]。種子萌發過程受多種生態因子的影響，溫度是重要因素之一[5]。溫度影響種子的發芽勢、發芽率和萌發速度及田間出苗率[6]，最終影響園林景觀和飼用價值[7]。目前，有關白三葉、紅三葉種子萌發期抗逆性的研究多見于對鹽脅迫的響應[8-9]，而溫度對它們的影響及耐寒性少見報道[10-11]，更未見不同溫度對進口荷蘭白、瑞文德、海發、VNS等4種白三葉種子與進口瑞德紅三葉種子萌發影響的研究。因此，本試驗以海發、瑞文德、VNS、荷蘭白和瑞德等5份三葉草種子為研究對象，研究它們在不同溫度下種子的萌發特性，并利用隸屬函數法綜合評價萌發期耐寒性的強弱，以篩選出較耐寒的材料，為三葉草種植提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料

供試的5個三葉草品種分別是：海發、瑞文德、VNS、荷蘭白白三葉及瑞德紅三葉，原產地為美國，來自北京正道生態科技有限公司提供。

1.2試驗方法

1.2.1試驗設計與方法

發芽試驗采用濾紙法。選擇成熟、飽滿且大小適中、無病蟲害的5份三葉草材料種子為萌發材料。

試驗溫度設置5，10，15，20，25 ℃ 5個處理，以25 ℃為對照，每個處理3次重復。在培養皿中墊入2層濾紙，加入蒸餾水8 mL，每個培養皿均置入100粒種子。

培養皿置于光照培養箱內進行發芽，光照周期為12 h光照/12 h黑暗。每天觀察種子發芽情況，記錄發芽種子數，并適當補充所蒸發的水分。種子發芽以胚根露白2 mm為標志，第8天結束試驗。每培養皿隨機取10株幼苗測其根長和芽長。

1.2.2指標的測定

發芽勢(%)=(試驗前3 d內發芽的種子數/供試種子總數)×100%；

發芽率(%)=(試驗期內發芽的種子數/供試種子總數)×100%；

發芽指數=∑Gt/Dt，(Gt為在t天的種子發芽數，Dt為相對應的種子發芽天數)；

活力指數=GI×S，(S為平均根長)。

以上發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數各指標均采用其相對值，即不同溫度下的指標值/對照的指標值。

耐寒指數=不同溫度下種子萌發指數/對照種子萌發指數；

種子萌發指數=1.00Rd2+0.75Rd4+0.5Rd6+0.25Rd8；式中：Rd2、Rd4、Rd6、Rd8分別為第2、4、6、8天的種子萌發率[12]。

1.3耐寒性綜合評價

用隸屬函數法對低溫下5種三葉草耐寒性進行綜合評價[13]。每個品種各項指標的具體隸屬函數值(Xu)計算公式為：

Xu=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中：X為三葉草品種中某項指標的測定值，Xmax、Xmin為某項指標所有三葉草品種中的最大值和最小值。最后把每個品種各項指標隸屬函數值累加，計算其平均值。平均值越大的品種，耐寒性越強。

1.4數據統計分析

用Excel軟件進行數據的處理和作圖。用SPSS 17.0軟件進行方差分析和多重比較。百分率數據分析之前先進行反正弦轉換。

2 結果與分析

2.1溫度對相對發芽勢的影響

由圖1可知，不同溫度對5種三葉草種子的相對發芽勢均有顯著影響。5 ℃時，5個品種由高到低依次是VNS、荷蘭白、海發、瑞文德、瑞德；15 ℃時，VNS、荷蘭白較高，分別達92%、89%，海發、瑞德較低，為40%左右；20 ℃時，除瑞德、瑞文德顯著低于25 ℃(對照)外，其他品種20 ℃與25 ℃差異均不顯著，且荷蘭白、VNS 20 ℃的發芽勢均超過25 ℃。不同溫度下，5個品種相對發芽勢總體趨勢為：荷蘭白的最高，瑞德的最低。

注：柱圖不同字母表示差異顯著(p<0.05)，相同字母表示差異不顯著(p>0.05)，下同。圖1 不同溫度下的相對發芽勢

2.2溫度對相對發芽率的影響

由圖2可知，在5 ℃時，荷蘭白的相對發芽率最高，為32%，其次為VNS，瑞文德與瑞德最低，僅為4%、3%；10 ℃時，VNS、瑞文德、荷蘭白都比較高，均在80%以上，瑞德、海發較低在30%左右；15 ℃時，VNS、瑞文德、荷蘭白都在90%以上，瑞德、海發雖然相對較低，但也均在65%以上；海發、瑞文德、瑞德在25 ℃時達到最高，荷蘭白、VNS在20 ℃達到最高。從圖2還可看出，海發、瑞德不同溫度間顯著差異；瑞文德、VNS在5，10，15 ℃與20，25 ℃均有顯著差異；荷蘭白5，10 ℃時與15，20，25 ℃有顯著差異。從相對發芽率指標來看，不同溫度下，5個品種中荷蘭白、VNS較高，瑞德較低。

圖2 不同溫度下的相對發芽率

2.3溫度對相對發芽指數的影響

由圖3可以看出，海發、荷蘭白、VNS在20 ℃時相對發芽指數達到最高值，分別為1.03、1.08、1.08，都超過了25 ℃，且VNS 20 ℃與25 ℃之間差異顯著；瑞德、瑞文德在25 ℃時發芽指數最大。5 ℃時，海發、荷蘭白的較大，其次是VNS，瑞德、瑞文德較低；10 ℃時，相對發芽指數由高到低依次為荷蘭白、VNS、瑞文德、海發、瑞德；15 ℃時5種種子相差較少，但瑞德較低。

圖3 不同溫度下的相對發芽指數

2.4溫度對相對活力指數的影響

由圖4可以看出，溫度對5種三葉草的相對活力指數均有顯著影響，并且差異性較大。5 ℃時，5個品種的相對活力指數均為0或接近于0；10 ℃時，海發最低，為0.04，其他品種均在0.1左右；15 ℃時，瑞文德最高，VNS最低；20 ℃時，荷蘭白、VNS的達到最高并超過25 ℃，VNS 20 ℃顯著高于25 ℃；25 ℃時海發、瑞文德、瑞德達到最高，并與其它處理差異顯著或極顯著。由以上分析得出，5種三葉草相比較，瑞文德、荷蘭白在低溫下的相對活力指數較高，VNS、海發較低。

表1 5種三葉草品種萌發期耐寒性綜合評價

耐寒指標隸屬值相對發芽勢相對發芽率相對發芽指數相對活力指數耐寒指數五項指標的平均值排序海發0.1640.2550.4530.1770.2850.2674瑞文德0.3050.4520.3410.3330.3360.3543VNS0.3960.6300.5120.3130.4600.4622荷蘭白0.5730.6190.6240.5000.5910.5811瑞德0.0810.1890.2480.3850.1530.2115

2.5溫度對耐寒指數的影響

溫度對5種三葉草的耐寒指數有顯著影響。由圖5可知，5 ℃時瑞德、瑞文德耐寒指數相對較低，荷蘭白較高；10 ℃時，荷蘭白依然為最高，達到0.56，瑞德最低，為0.17；15 ℃、20 ℃時，荷蘭白耐寒指數依然最高，瑞德最低，并且20 ℃時荷蘭白、VNS的高于25 ℃(對照)，海發20 ℃接近25 ℃，20 ℃時耐寒指數由高到低依次為荷蘭白、VNS、海發、瑞文德、瑞德。25 ℃時，海發、瑞文德、瑞德達到最高，海發20 ℃與25 ℃差異不顯著，瑞文德、瑞德與其它處理差異顯著或極顯著。由上述可知，低溫下，荷蘭白的耐寒能力明顯高于其他品種，而瑞德的耐寒能力相對較差。

圖4 不同溫度下的相對活力指數

圖5 不同溫度下的耐寒指數

2.6萌發期耐寒性的綜合評價

用隸屬函數法對5，10 ℃下5個三葉草品種5項指標進行了綜合評價，結果詳見表1。由表1可知，荷蘭白、VNS、瑞文德、海發、瑞德的隸屬函數總平均值從高到低分別是：0.581、0.462、0.354、0.267、0.211。隸屬函數值越大，耐寒性越強。綜合評價說明，荷蘭白的耐寒性最強，VNS第二，其次為瑞文德、海發，瑞德的耐寒性最差。

3 討 論

3.1溫度對種子萌發的影響

耐寒性受多種因素影響，溫度是決定種子萌發的主要條件之一。僅用單項指標評價很難全面反映5種三葉草品種的耐寒性強弱，所以選用了多個指標進行綜合評價[14]，并且采用相對值減少種子自身因素的影響。結果表明，低溫(5～10 ℃)條件下，各品種的各項指標顯著低于20 ℃或25 ℃(對照)時的指標，荷蘭白、VNS總體上在20 ℃各項指標達到最高，瑞文德、海發、瑞德總體上在25 ℃各項指標達到最高，說明20 ℃為荷蘭白、VNS的最適萌發溫度，25 ℃為瑞文德、海發、瑞德的最適萌發溫度，這與宋采博的研究結果基本一致[15]。5 ℃時，瑞德、瑞文德相對發芽勢較低，為2%，發芽受到了極大的限制，生長速度緩慢；10 ℃時瑞文德相對發芽勢有了提升達到37%，而瑞德卻仍然只有10%，原因是低溫狀態下酶的活性受到了極大的影響，導致萌發受到了限制。

3.2隸屬函數應用的廣泛性

利用隸屬函數法進行評判植物的抗逆性已有較多的研究報道[16-17]。本試驗采用隸屬函數法對5種三葉草進行綜合評價，更具有科學性和準確性，隸屬函數具有提高各個指標的全面性，也能解決多個指標容易弄混的困難。

3.35種三葉草對低溫的響應

不同溫度對5種三葉草萌發有較大影響，荷蘭白、VNS在萌發期有較強的耐寒能力。荷蘭白和VNS在10 ℃時各項指標明顯高于其他品種，相對發芽率都超過了80%，瑞文德也接近80%，而瑞德和海發在10 ℃時，相對發芽率均在30%左右。所以在生產實際中，可根據不同品種萌發時對溫度的需求來合理安排播種時間。相對來說，荷蘭白比較適合在較寒冷的地區播種種植。

4 結 論

4.125 ℃是海發、瑞德、瑞文德種子發芽的適宜溫度；20 ℃為荷蘭白、VNS的最適萌發溫度。

4.2隸屬函數法綜合評價，5種三葉草萌發期耐寒性強弱順序為：荷蘭白>VNS>瑞文德>海發>瑞德。