溫度對田菁與合萌種子萌發率的影響及二者之間的化感作用

歐陽威，陳 琳，楊 媛

（1.華東師范大學光華書院，上海 200241；2.華東師范大學孟憲承書院，上海 200241）

田菁與合萌是2 種常見的綠肥植物，同屬于豆科蝶形花亞科，形態相似且常伴生于相同環境，以水邊濕潤地帶居多，田菁有時也見于較干旱的地方或鹽堿地。田菁適應性強，耐鹽、耐澇、抗旱，抵抗病蟲能力強，是改良鹽堿地的先鋒作物，合萌清熱解毒，常作藥用。

田菁生長快，產量高，具有極高的經濟價值和生態價值，一直以來都是人們研究的熱點。有研究表明，田菁能顯著改善土壤的養分狀況，提高土壤中有機質和氮的含量，且化感作用不會對農作物的生長產生阻礙作用［1］；同時又有研究發現，旺盛生長的田菁在提高土壤肥力的同時，能抑制其他雜草的生長，甚至導致某些雜草死亡［2-3］。此外，關于田菁種子萌發的研究也不在少數，大量研究表明，溫水浸泡、濃硫酸浸泡、細沙揉搓等方法可以提高田菁種子的萌發率［4-6］。近年來，對于合萌的相關研究較少。

一般在春季及初夏都很少看見田菁與合萌，盛夏即7—8 月時田菁與合萌才大量出現。鑒于這2 種植物親緣關系較近、生境類似且常常伴生在一起，很可能都對發芽的溫度具有較高要求或存在某些相互作用，但又有研究表示這2 種植物的種子萌發對溫度要求不高，只是苗期較長，以至于春天萌發后到盛夏才被看見［7］。本研究用人工氣候箱對這2 種植物的種子進行培養，探究了溫度對田菁與合萌種子萌發率的影響及二者之間的化感作用，旨在為今后田菁與合萌的種植和培育提供科學理論的指導。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

本研究所用的種子均為當年在野外采集的成熟田菁與合萌種子，采集前確保母株生長健壯、形態正常，采集后挑選其中顆粒飽滿、大小均勻的種子備用。使用的培養箱為RXZ-280 人工氣候箱，培養皿為直徑90 mm的一次性塑料圓皿。

1.2 實驗過程

每次設置3 個實驗組，分別為田菁組、合萌組與混合組，田菁組包含田菁種子100 粒，合萌組包含合萌種子100 粒，混合組包含田菁、合萌種子各50 粒。同時設置3 個平行實驗，取其發芽率的平均值進行統計學分析。

實驗分2個階段完成，第一階段固定白天溫度為35 ℃，調節夜晚溫度分別為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃。第二階段根據第一階段的綜合發芽情況，確定夜晚溫度為20 ℃，調節白天溫度分別為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，所有實驗的光周期均設置為白天14 h，夜晚10 h，光源為白色LED 光源。

實驗前先用40 ℃溫水浸泡種子6 h，同時將3 層濾紙鋪在培養皿里，用蒸餾水完全潤濕，然后把浸泡處理過的種子均勻鋪在濾紙上，蓋上培養皿蓋子。為方便氣體交換，提前在每個培養皿的蓋子上鉆3 個直徑約5 mm的小孔。

1.3 數據統計分析

從第2 天開始，每天記錄1 次發芽的種子數，持續記錄28 d（由預實驗確定），發芽標準為胚根突破種皮。實驗數據先用Excel 進行記錄，然后用Spss 和GraphPad進行顯著性檢驗及圖表制作。

2 結果與分析

2.1 影響田菁種子萌發率的因素

結果（圖1）表明，在一定的溫度范圍內，隨著白天溫度的升高，田菁種子的萌發率先下降后上升，隨著夜間溫度的升高，田菁種子的萌發率先上升后下降。通過T檢驗發現，夜間溫度固定在20 ℃時，田菁的萌發率在白天溫度為35 ℃處理與白天溫度為25 ℃處理具有顯著性差異，在不同的夜間溫度下各處理沒有顯著差異。當白天溫度為35 ℃時，混合組中的田菁萌發率顯著高于田菁組中的田菁萌發率。這說明田菁種子的萌發率主要受白天溫度的影響，夜間溫度對其影響不大，適當升高白天溫度有利于田菁種子的萌發。同時，合萌對田菁種子的萌發影響不大，僅當白天溫度較高（35 ℃）時具有一定的促進作用。

圖1 田菁種子萌發率

2.2 影響合萌種子萌發率的因素

實驗結果（圖2）表明，在一定溫度范圍內，隨著白天溫度的升高，合萌種子的萌發率先上升后下降，隨著夜間溫度的升高，合萌種子的萌發率先下降后上升。通過T檢驗發現，夜間溫度固定在20 ℃時，合萌的萌發率在白天溫度為25 ℃和30 ℃時與其他2 組具有極顯著差異；固定白天溫度為35 ℃，夜間溫度為25 ℃處理和30 ℃處理有顯著差異。當晝夜溫度均為20 ℃時，混合組中的合萌萌發率顯著高于合萌組中的合萌萌發率。這說明合萌種子的萌發率同樣受白天溫度的影響較大，受夜間溫度的影響較小，但是萌發率隨溫度的變化趨勢與田菁完全相反。夜間溫度對合萌種子的萌發有一定影響，但不如白天溫度的影響明顯。同時，田菁對合萌種子的萌發影響不大，僅當白天溫度較低（20 ℃）時具有一定的促進作用。

圖2 合萌種子萌發率

3 結論與討論

田菁與合萌以其優越的生理特性，在改良土壤、治理鹽堿地以及用作牲畜飼料等領域發揮了巨大作用，已成為人們關注和培育的對象。因此，深入了解其生長發育特點和其與其他植物之間的相互作用非常必要。

通過本項研究發現，雖然田菁與合萌的形態相似，生境相似，但是它們的生態位并不完全相同，相比之下，田菁種子的最佳萌發溫度高于合萌種子。在培育田菁時，控制萌發溫度為夜間20～25 ℃，白天35 ℃或更高，有望提高種子發芽率。在培育合萌時，控制萌發溫度為夜間15～20 ℃、白天25～30 ℃，有望提高種子的發芽率。

推測田菁與合萌很可能具有相互促進的作用，以至于經常一起出現，但這種相互作用并非在任何時候都能表現出來。而且根據現有研究，沒有證據證明田菁與合萌會通過化感作用抑制其他植物的生長（有研究表明田菁的化感作用對后茬作物幼苗的生長具有促進作用，但旺盛生長時會通過庇蔭作用抑制雜草的生長［1-2］）。鑒于田菁與合萌的固氮能力強，還能增加土壤中的有機質含量［3］，認為田菁與合萌是可以放心使用的優質綠肥。

在整個實驗中，種子萌發率普遍偏低（不超過50%），猜測很可能是因為當年采集的種子含有較高濃度的促休眠激素（如脫落酸等），所以建議培育時選用往年的種子或延長浸種時間并勤換水。此外，由于時間關系，本項研究僅初步探究了溫度對田菁與合萌種子萌發率的影響及二者之間的化感作用，并沒有確定田菁與合萌種子萌發的最適溫度，因此將在下步研究中繼續探索，爭取為田菁與合萌的種植和培育提供更多有價值的指導。