不同貯藏年限蒙農1號紅三葉種子活力的研究

馬一鳴，段曉潔，李曉杰，呂麗娟，王俊杰

(內蒙古農業大學草原與資源環境學院，呼和浩特 010018)

紅三葉(TrifoliumpratenseL.)是豆科車軸草屬多年生草本植物，在世界各地廣泛用作優質牧草、綠肥植物、水土保持植物和藥用植物[1]。紅三葉營養價值高，固氮能力強[2]，種子活力高；還含有多種異黃酮類物質，具有抗癌、調節激素平衡和抗氧化的作用[3]。種子壽命是從種子完全成熟到喪失生活力為止所經歷的時間，種子群體的平均壽命是種子發芽率從種子收獲后降低到50%所經歷的時間,又稱種子的“半活期”[4]。經研究發現，壽命長的種子都有硬實休眠的特性。 紅三葉種子也存在硬實休眠，常溫下貯藏要比沒有硬實休眠的種子貯藏期長。 范志超[5]在苦豆子種子休眠特性研究中指出，種子在低溫條件下貯藏更容易解除休眠。為此，本研究在低溫條件下對不同貯藏年限的紅三葉種子進行標準發芽試驗，旨在了解紅三葉種子活力隨時間推移的變化情況，為紅三葉種子長期貯藏和在生產實踐中利用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為-18℃環境下貯藏的蒙農1號紅三葉(TrifoliumpratenseL.cv.Mengnong No. 1)種子，貯藏年份分別為2014年、2017年、2018年、2019年和2020年，均由內蒙古農業大學草原與資源環境學院實驗室提供。

1.2 測定方法

1.2.1千粒重測定

隨機選取1000粒種子,用天平(萬分之一)進行稱重,3次重復。

1.2.2硬實率測定

采用吸脹法測定。隨機選取50粒種子,3次重復，將種子放入培養皿中加入充足水分，2d后統計未吸脹種子數。

硬實率=(未吸脹種子數/供試種子數)×100%

1.2.3發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數測定

首先隨機選取部分顆粒飽滿、無殘缺的蒙農1號紅三葉種子，用砂紙打磨進行預處理。然后隨機選取紅三葉種子50粒，用0.1%的升汞進行消毒，用蒸餾水沖洗3～5次后放入培養皿中，3次重復。將培養皿置于20℃人工智能培養箱中培養，每天記錄發芽種子數，第3d測發芽勢，第10d結束記錄。

發芽率=(發芽終期發芽種子數/供試種子總數)×100%

發芽勢=(第3d發芽的種子數/供試種子總數)×100%

發芽指數=∑(Gt/Dt)

活力指數=發芽指數×G

上式中：Gt為在t日內的發芽數；Dt為相應的發芽日數；G為發芽結束時幼苗的重量。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏年限對紅三葉種子千粒重的影響

紅三葉種子的平均千粒重為1.4540g，隨著貯藏年限的增加呈逐年降低的趨勢，不同年限間差異顯著。由表1看出，當年收獲的種子千粒重最大，為1.6151g；貯藏3年的種子千粒重最小，為1.2834g。貯藏2年和貯藏3年的種子千粒重差異不顯著；貯藏3年和貯藏6年的種子千粒重差異不顯著。從種子的形態上分析，貯藏3年的種子形態較小，種子干癟，明顯不如其他年限種子飽滿，可能是受當年雨水、土壤等氣候環境因素的影響所致。

表1 不同貯藏年限紅三葉種子千粒重

2.2 不同貯藏年限對紅三葉種子硬實率的影響

由圖1可知，紅三葉種子貯藏1年硬實率最高，為46%。當年收獲的種子硬實率低于貯藏1年的種子。貯藏3年的紅三葉種子硬實率最低，為1.33%。貯藏2年的種子硬實率為4%，比貯藏1年的紅三葉種子降低42%。貯藏2年、3年和6年的紅三葉種子硬實率無顯著差異，說明貯藏第2年大部分紅三葉種子已破除硬實，打破休眠。

小寫字母表示不同貯藏年限間硬實率差異顯著(p<0.05)圖1 不同貯藏年限紅三葉種子的硬實率

2.3 不同貯藏年限對紅三葉種子發芽率的影響

由圖2可知，貯藏1～6年打磨后的紅三葉種子發芽率高，平均發芽率為99.47%。貯藏1年未打磨的紅三葉種子發芽率最低，為54%，與其他年份差異顯著。未打磨的種子貯藏6年的發芽率最高，為98%。當年收獲的未打磨種子發芽率顯著高于貯藏1年的種子。貯藏2年未打磨的紅三葉種子比貯藏1年的種子發芽率提高32.67%。未打磨的種子當年收獲和貯藏2年的種子差異不顯著，貯藏2年、3年和6年的種子發芽率差異不顯著。當年收獲的和貯藏1年的紅三葉種子，打磨與未打磨處理間發芽率差異顯著，說明破除硬實能有效提高種子的發芽率。

小寫字母表示不同貯藏年限間發芽率差異顯著(p<0.05)；

2.4 不同貯藏年限對紅三葉種子發芽勢的影響

紅三葉種子打磨后平均發芽勢是97.67%，提高了15.8%，不同年限之間無顯著差異。貯藏1年未打磨的紅三葉種子發芽勢最低，為54%。貯藏2年未打磨的種子比貯藏1年未打磨的種子發芽勢提高了32.67%。未打磨貯藏3年和6年的種子發芽勢相同，為96.67%。未打磨的貯藏2年、3年和6年的種子發芽勢較高，無顯著差異。未打磨的當年收獲種子發芽勢顯著高于貯藏1年的種子。當年收獲的種子和貯藏1年打磨和未打磨的種子，發芽勢差異顯著。

圖3 不同貯藏年限紅三葉種子發芽勢的變化

2.5 不同貯藏年限對紅三葉種子發芽指數的影響

貯藏1年未打磨的種子發芽指數最低，為24.22(見圖4)。未打磨當年收獲的種子與貯藏1年的種子，發芽指數無顯著差異。未打磨貯藏1年的種子發芽指數顯著低于貯藏2年的種子，且隨著貯藏年限的延長發芽指數有增長的趨勢。貯藏6年未打磨的種子發芽指數最高，為45.96，與其他年限未打磨種子的發芽指數有顯著差異。打磨后的紅三葉種子平均發芽指數為41.28，當年收獲的種子發芽指數顯著低于其他貯藏年限種子的發芽指數。貯藏1年和貯藏3年打磨種子與未打磨種子發芽指數之間差異顯著，其他年限打磨與未打磨種子發芽指數之間差異不顯著。

圖4 不同貯藏年限紅三葉種子發芽指數的變化

2.6 不同貯藏年限對紅三葉種子活力指數的影響

貯藏1年的紅三葉種子活力指數最低，為7.74(圖5)。貯藏2年的紅三葉種子活力指數最高，比貯藏1年的種子活力指數提高了4.71。貯藏3年和貯藏6年的種子活力指數低于貯藏2年的種子，但高于當年收獲和貯藏1年的種子。貯藏6年的種子仍然保持較高的活力指數，與當年收獲的種子和貯藏2年、貯藏3年的種子活力指數無顯著差異。貯藏1年與當年收獲的種子，活力指數無顯著差異。

圖5 不同貯藏年限紅三葉種子活力指數的變化

3 討論

3.1 種子貯藏條件對種子休眠的影響

硬實是豆科種子中普遍存在的特性。硬實種子的休眠，主要是由于種皮透水、透氣性差以及對胚生長的機械束縛造成的[6]，解除硬實種子休眠的方法有化學處理法、物理處理法和生物處理法[7～8]，崔樂樂等[9]用砂紙打磨新品系黃花苜蓿種子效果較好,能完全破除種子硬實,發芽率可達98%。紅三葉經過打磨處理后種子活力高，平均發芽率為99.47%，這與李悅煊[10]的研究結果一致。種子硬實的影響因素包括遺傳因素、環境條件以及貯藏條件等[11]，貯藏溫度是其中重要的影響因子。對于硬實率高的種子，常溫下解除種子硬實休眠是非常困難的，在低溫條件下解除休眠的速度會加快。范志超[5]在對苦豆子休眠特性的研究中發現，低溫條件下種子硬實率下降明顯高于常溫條件下。裴云霞等[12]認為，低溫貯藏能夠有效保持楓香種子活力。本研究是在-18℃低溫條件下進行的，結果表明當年收獲的和貯藏1年的紅三葉種子硬實率高、發芽率低，貯藏2年的種子硬實率降低到4%，且貯藏2年、貯藏3年和貯藏6年的種子沒有顯著差異，說明種子未發芽是由于硬實的存在而不是種子質量的原因。當年收獲種子的硬實率低于貯藏1年的種子，原因可能是由于收獲當年降水多、環境濕度大不利于形成種子硬實，所以當年收獲種子的硬實率較低。由此可知，紅三葉種子在低溫條件下貯藏，大部分種子可以解除休眠，貯藏超過2年的種子播前可以不經過打磨處理直接利用。

3.2 種子貯藏壽命對種子活力的影響

種子活力是種子品質的重要指標[13]，壽命長的種子保持高種子活力。楊蕾等[14]的研究表明，貯藏2年后紅三葉種子大部分可以打破休眠，種子活力和生活力最高，這與本研究結果相似。帕提曼·阿布都熱合曼對不同貯藏年份實葶蔥種子活力進行研究的結果表明，實葶蔥種子2～3年發芽率高，貯藏超過5年的實葶蔥種子活力極大喪失，失去種用價值[15]。本研究發現，貯藏1年的種子發芽率、發芽勢和發芽指數最低，貯藏2年的種子發芽率提高32.67%，發芽勢提高32.67%，發芽指數提高14；貯藏1～6年的種子發芽率、發芽勢、發芽指數均呈上升趨勢。紅三葉種子貯藏1年活力指數最低，貯藏2年活力指數最高，當年收獲的和貯藏2年、貯藏3年、貯藏6年的種子活力指數無顯著差異，說明紅三葉種子耐貯藏，即使貯藏6年的種子仍保持高種子活力，具有較高的種用價值。由于材料有限，有關貯藏超過6年甚至更長時間的紅三葉種子的活力還有待于進一步研究。

4 結論

4.1在-18℃低溫條件下貯藏的紅三葉種子，千粒重隨貯藏年限的增加有降低的趨勢。

4.2在-18℃低溫條件下貯藏的紅三葉種子，貯藏第2年大部分已解除硬實打破休眠，可不經打磨處理直接利用。

4.3在低溫貯藏條件下紅三葉種子耐貯藏，貯藏2年的紅三葉種子活力較高，貯藏6年的種子仍保持較高的種子活力。