PEG模擬干旱對(duì)5種觀賞草種子萌發(fā)的影響

潘 淼 魏靜宇 魏進(jìn)華

（北華大學(xué) 吉林吉林132013）

目前，植物耐旱性研究主要有自然失水脅迫和聚乙二醇（polyethylene glycol,簡(jiǎn)稱PEG）模擬干旱脅迫2種處理方式。在植物滲透脅迫研究中，聚乙二醇溶液的培養(yǎng)是一種常見(jiàn)而理想的模擬干旱脅迫方法[1]。自然的干旱脅迫不能精確土壤的水勢(shì)，而聚乙二醇溶液可以定量精確土壤水勢(shì)。董浩等[2]對(duì)4種果園綠肥植物種子用PEG-6000模擬干旱脅迫試驗(yàn)。劉曉東[3]、何蘭芳[4]、段金秀[5]、郝 文濤[6]等均采用PEG-6000模擬干旱對(duì)玉帶草（Phalaris arundinacea L.var.picta L.）、草地早熟禾（Poa pratensis L.）等觀賞草進(jìn)行脅迫試驗(yàn)，種子萌發(fā)狀況均與脅迫濃度呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

斑葉芒（Miscanthus sinensis‘Variegatus’），芒穎大麥草（Hordeum jubatum L.），藍(lán)羊茅（Festuca glauca Vill.）， 絨毛狼尾草 ［Pennisetum setaceum（Forssk.）Chiov.］， 狼 尾 草 ［Pennisetum alopecuroides（L.）Spreng.］5種觀賞草是園林中常見(jiàn)的觀賞草。觀賞草的抗旱性是評(píng)價(jià)其生態(tài)適應(yīng)性的主要指標(biāo)，目前，主要集中在幼苗抗旱性研究，種子干旱適應(yīng)性研究并不深入。因此，本文作者對(duì)5種觀賞草種子在干旱脅迫下的萌發(fā)特點(diǎn)進(jìn)行研究，為日后觀賞草在干旱環(huán)境下的播種繁殖提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)采用的狼尾草、絨毛狼尾草、斑葉芒、芒穎大麥草、藍(lán)羊茅種子于2020年9月購(gòu)買于吉林旭日花木有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

2020年9 月將種子消毒后置于培養(yǎng)皿加入PEG-6000溶液，濃度梯度分別是0、10%、15%、20%、25%，置于20℃的恒溫條件下觀察種子萌發(fā)指標(biāo)，每個(gè)處理重復(fù)3次，于2020年10月試驗(yàn)完畢。

1.3 指標(biāo)與測(cè)算方法

發(fā)芽率GP（%）=試驗(yàn)結(jié)束時(shí)發(fā)芽的數(shù)量/總的種子數(shù)量×100[7]。

發(fā)芽勢(shì)GR（%）=發(fā)芽高峰期時(shí)發(fā)芽的種子數(shù)/總的種子數(shù)量×100[7]。

發(fā)芽指數(shù)GI=ΣG t/Dt，式中，G t為在t日的發(fā)芽數(shù)量，Dt為實(shí)際的發(fā)芽試驗(yàn)天數(shù)[8]。

相對(duì)發(fā)芽率RGP（%）=（各濃度發(fā)芽率/對(duì)照組發(fā)芽率）×100[8]。

相對(duì)發(fā)芽勢(shì)RGR（%）=（各濃度發(fā)芽勢(shì)/對(duì)照組發(fā)芽勢(shì)）×100[9]。

相對(duì)發(fā)芽指數(shù)RGI=（各濃度發(fā)芽指數(shù)/對(duì)照組發(fā)芽指數(shù)）×100[10]。

1.4 統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 2007進(jìn)行處理并計(jì)算出均值及標(biāo)準(zhǔn)誤；通過(guò)SPSS進(jìn)行單因素方差分析，采用Duncan法；多重比較采用LSD法，設(shè)為0.05水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG-6000濃度對(duì)觀賞草種子萌發(fā)的影響

2.1.1 PEG-6000濃度對(duì)觀賞草種子發(fā)芽率的影響方差分析結(jié)果顯示（表1），隨著PEG-6000溶液濃度的升高，對(duì)5種觀賞草種子萌發(fā)抑制程度越顯著。不同觀賞草種子發(fā)芽率指標(biāo)對(duì)PEG-6000響應(yīng)存在種間差異，絨毛狼尾草和狼尾草在PEG-6000溶液濃度達(dá)到10%時(shí)，發(fā)芽率即發(fā)生顯著變化；當(dāng)PEG-6000溶液濃度達(dá)到15%時(shí)，斑葉芒、芒穎大麥草種子發(fā)芽率與對(duì)照組差異顯著。由圖1可知，不同草種在PEG-6000溶液脅迫下，種子發(fā)芽率存在差異顯著性，隨著脅迫濃度的增加差異顯著性增大。其中，藍(lán)羊茅除了在PEG-6000溶液濃度為15%時(shí)，其他條件下相對(duì)發(fā)芽率均為最高；絨毛狼尾草在PEG-6000溶液濃度為10%和15%時(shí)，相對(duì)發(fā)芽率最低；PEG-6000溶液濃度為20%和25%時(shí)，芒穎大麥草對(duì)干旱脅迫的響應(yīng)最大，相對(duì)發(fā)芽率最低；斑葉芒和狼尾草在不同濃度的脅迫下，相對(duì)發(fā)芽率變化幅度較小。綜上，藍(lán)羊茅種子耐旱性最強(qiáng)。

圖1 5種觀賞草種子相對(duì)發(fā)芽率

表1 PEG-6000脅迫下5種觀賞草種子發(fā)芽率（單位：%）

2.1.2 PEG-6000濃度對(duì)觀賞草種子發(fā)芽勢(shì)的影響方差分析結(jié)果顯示（表2），在PEG-6000溶液濃度10%時(shí)，芒穎大麥草和絨毛狼尾草發(fā)芽勢(shì)出現(xiàn)顯著差異，在PEG-6000溶液濃度達(dá)到15%時(shí)，斑葉芒、藍(lán)羊茅、狼尾草發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照組比較差異顯著。在PEG-6000溶液濃度25%脅迫下狼尾草發(fā)芽勢(shì)變化最顯著。由圖2可知，5種觀賞草的相對(duì)發(fā)芽勢(shì)隨著溶液濃度增加而降低。在PEG-6000溶液濃度10%時(shí)，藍(lán)羊茅相對(duì)發(fā)芽勢(shì)顯著增長(zhǎng)；在PEG-6000溶液濃度15%時(shí)，芒穎大麥草相對(duì)發(fā)芽勢(shì)顯著高于其他草種；在PEG-6000溶液濃度20%時(shí)，斑葉芒相對(duì)發(fā)芽勢(shì)最高，芒穎大麥草相對(duì)發(fā)芽勢(shì)顯著低于其他草種；在PEG-6000溶液濃度25%時(shí)，斑葉芒相對(duì)發(fā)芽勢(shì)顯著高于其他草種。

表2 PEG-6000脅迫下5種觀賞草種子發(fā)芽勢(shì)（單位：%）

圖2 5種觀賞草種子相對(duì)發(fā)芽勢(shì)

2.1.3 PEG-6000濃度對(duì)觀賞草種子發(fā)芽指數(shù)的影響 通過(guò)發(fā)芽指數(shù)可以判定種子活性，方差分析結(jié)果顯示 （表3），PEG-6000溶液濃度為10%時(shí)，斑葉芒、芒穎大麥草、絨毛狼尾草、狼尾草發(fā)芽指數(shù)出現(xiàn)顯著差異，PEG-6000溶液濃度為15%時(shí)，藍(lán)羊茅發(fā)芽指數(shù)開(kāi)始出現(xiàn)顯著差異。絨毛狼尾草發(fā)芽指數(shù)變化最為明顯，各階段都呈現(xiàn)出顯著性差異。由圖3可知，絨毛狼尾草隨著PEG-6000溶液濃度的增加相對(duì)發(fā)芽指數(shù)變化幅度最大，在最低抑制濃度時(shí)，藍(lán)羊茅相對(duì)發(fā)芽指數(shù)上升，在濃度為10%和15%時(shí)絨毛狼尾草相對(duì)發(fā)芽指數(shù)最低，其次是斑葉芒，說(shuō)明在這2種濃度抑制下響應(yīng)明顯，在濃度為20%和25%時(shí)，芒穎大麥草相對(duì)發(fā)芽指數(shù)最低，說(shuō)明高抑制濃度對(duì)芒穎大麥草有明顯的抑制作用。

圖3 5種觀賞草種子相對(duì)發(fā)芽指數(shù)

表3 PEG-6000脅迫下5種觀賞草種子發(fā)芽率發(fā)芽指數(shù)（單位：%）

2.2 觀賞草種、PEG-6000濃度和種子萌發(fā)指標(biāo)的相關(guān)性分析

由表4可知，5種觀賞草的相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)與PEG-6000脅迫濃度呈顯著負(fù)相關(guān)。對(duì)這5種觀賞草種子的相對(duì)發(fā)芽率進(jìn)行回歸分析，相對(duì)發(fā)芽率與PEG-6000脅迫濃度間的回歸模型主要表現(xiàn)為多項(xiàng)回歸方程。

表4 不同草種和PEG-6000濃度與觀賞草種子萌發(fā)的相關(guān)性

斑葉芒回歸方程：y=0.000 2x2-1.525 4x+101.05。

芒穎大麥草回歸方程：y=-0.249 7x2+2.391 9x+100.78。

藍(lán)羊茅回歸方程：y=-0.024 8x2+0.100 5x+100.12。

絨毛狼尾草回歸方程：y=-0.089 1x2-1.241 1x+100.29。

狼尾草回歸方程：y=-0.018 4x2-0.247 7x+100.04。

根據(jù)回歸曲線方程計(jì)算可知，PEG-6000脅迫芒穎大麥草和絨毛狼尾草的半致死濃度分別為19.85%和17.74%，介于15%～20%之間。由圖4可知，藍(lán)羊茅在干旱脅迫下種子相對(duì)發(fā)芽率最高，其次為狼尾草；在低濃度抑制下絨毛狼尾草相對(duì)發(fā)芽率最低，在高濃度抑制時(shí)芒穎大麥草相對(duì)發(fā)芽率最低。

圖4 不同PEG-6000濃度下5種觀賞草種子的相對(duì)發(fā)芽率

3 結(jié)論

（1）PEG-6000對(duì)5種觀賞草種子的萌發(fā)抑制程度差異顯著（P＜0.05），隨著PEG-6000濃度的增加，抑制作用增強(qiáng)。

（2）在PEG-6000濃度相同時(shí)，5種觀賞草種子的相對(duì)發(fā)芽率、相對(duì)發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)發(fā)芽指數(shù)的變化存在差異，根據(jù)相對(duì)發(fā)芽率變化，藍(lán)羊茅種子耐旱能力最強(qiáng)，在低濃度抑制下絨毛狼尾草種子相對(duì)發(fā)芽率最低，在高濃度抑制時(shí)芒穎大麥草種子相對(duì)發(fā)芽率最低。

（3）5種觀賞草的相對(duì)發(fā)芽率與PEG-6000脅迫濃度間的回歸模型主要表現(xiàn)為多項(xiàng)回歸方程，PEG-6000脅迫芒穎大麥草和絨毛狼尾草的半致死濃度分別為19.85%和17.74%，介于15%～20%之間。