低溫脅迫下高羊茅種子發芽特性研究

摘 要:采用4個高羊茅品種，研究了高羊茅種子在低溫脅迫和常溫下的發芽特性。研究發現，在低溫脅迫下，陳種子的發芽為線性趨勢，而新種子的發芽為指數趨勢。低溫對高羊茅種子發芽速率有明顯減緩作用，而對發芽率影響不大。研究還發現，高羊茅種子萌動開始后的2～3天發芽速率最高，在這個時期保持良好的發芽環境對將來的成苗至關重要。

關鍵詞:低溫脅迫;高羊茅;發芽趨勢;成苗

中圖分類號:S688.401文獻標識號:A文章編號:1001-4942(2010)02-0050-03

草坪在美化環境、凈化空氣、保持水土等方面具有重要作用。高羊茅(Festuca arundinacea Schreb.)又叫葦狀羊茅，是多年生牧草，叢生型，須根發達，適應性廣，具有耐寒、耐踐踏、抗病性強、與雜草競爭力強的特點[1]。高羊茅是一種較為耐熱的冷季型草坪草，不但能忍受冬季低溫，保持濃綠，而且也能在一定程度上忍受夏季的高溫而不至枯黃[2]，因此適合在我國大部分地區生長，近年來已成為我國主要的草坪草之一[3]。

目前，我國高羊茅種子主要依靠進口。高羊茅作為一種能夠忍受低溫的草坪草，特別適合在中國北方地區種植。然而，高羊茅一般在春季和秋季播種，易受北方寒流影響而導致成坪不全，低溫脅迫已成為提高我國北方地區草坪使用價值的限制因子[4]。由于不同高羊茅品種耐低溫程度不同，在進行大規模草坪生產前，有必要對引種的不同品種高羊茅進行耐低溫鑒定，從而篩選出最適合當地種植的品種。作者對不同品種高羊茅種子進行常溫和低溫發芽試驗，以研究其發芽特性和低溫對高羊茅種子發芽成苗的影響，以期對高羊茅種子質量判定提供指導，并對不同品種高羊茅低溫耐受性進行判定。

1 材料與方法

1.1 供試品種

本研究采用了4個高羊茅品種，分別為Amigo、Alamo、Quest和Reward，均購自Jacklin Seed公司。

1.2 發芽試驗

常溫發芽試驗:3層濾紙浸水后放入小型正方型發芽盒(內徑11.5 cm)，每盒放100粒種子，4次重復，每天12小時光照，25℃恒溫培養10天。

低溫脅迫發芽試驗:發芽程序同常溫發芽試驗，25℃培養3天后，模擬寒流氣候條件，第4天置于0～5℃低溫環境下脅迫1天，然后恢復至25℃并保持恒溫至第10天。

種子發芽后(以根長超過種子長度或者芽長超過種子長度一半視為發芽)，每天記錄發芽種子數并移除已發芽的種子。發芽試驗持續10天，計算不同品種的發芽勢(初次計數的總發芽百分率)、發芽率(末次計數的總發芽百分率)、發芽指數[5，6]和平均發芽天數[7] ，其中發芽勢和發芽率的數據均進行平方根轉換。

1.3 數據分析

試驗結果數據采用SAS軟件的ANOVA過程和GLM過程進行方差分析，采用Tukey方法進行多重比較[8]，采用Microsoft Office Excel 2003軟件繪制圖表。

2 結果與分析

2.1 低溫脅迫和常溫下不同高羊茅品種發芽參數的比較

表1顯示，4個高羊茅品種中，Alamo的發芽勢、發芽率和發芽指數均顯著低于其它3個品種(α=0.05)，平均發芽天數顯著高于其它3個品種，說明Alamo的種子活力顯著低于其它3個品種。Quest發芽率顯著高于其它3個品種，發芽勢、發芽指數和平均發芽天數與Amigo沒有顯著差異，發芽指數顯著高于Reward。Amigo在發芽勢和平均發芽天數上與Reward相比沒有顯著差異，發芽率和發芽指數顯著高于Reward。綜合比較，4個高羊茅品種的活力排序為Quest > Amigo > Reward > Alamo。

由于品種Alamo在4個發芽參數上與其它3個品種相比均差異顯著，其絕對值小到無法滿足生產，可以判定為陳種子，不再進行常溫發芽試驗。

從表2可以看出，品種Amigo和品種Reward均表現為:低溫脅迫下種子的發芽勢和發芽指數均顯著低于常溫發芽，平均發芽天數顯著高于常溫發芽，低溫脅迫和常溫發芽的種子在發芽率上沒有顯著差異(α=0.05)。品種Quest種子低溫脅迫下的發芽指數顯著低于常溫發芽，平均發芽天數顯著高于常溫發芽，而在發芽勢和發芽率2個參數上沒有顯著差異。總體比較，3個品種常

溫發芽種子的發芽勢均比低溫脅迫發芽種子高出10%以上，而發芽指數均顯著高于低溫脅迫發芽種子，平均發芽天數均顯著低于低溫脅迫發芽種子，可以認為低溫脅迫均不同程度降低了3個品種的發芽速率。

2.2 低溫脅迫和常溫下不同高羊茅品種發芽趨勢分析

對Amigo、Quest和Reward 3個品種而言，常溫下高羊茅種子從第4天開始發芽，5～7天發芽百分率迅速上升，至第8天新增發芽數急劇減少，發芽百分率接近發芽率(圖1);低溫脅迫下高羊茅種子發芽明顯變慢，從第5天開始發芽，6～8天發芽百分率迅速上升，至第9天新增發芽數急劇減少，發芽百分率接近發芽率(圖2)。

低溫脅迫下，陳種子Alamo從第5天開始發芽，隨著發芽天數的增加，發芽百分率穩步上升，其發芽趨勢曲線與其它3個品種有明顯區別(圖2)。

將低溫脅迫下4個高羊茅品種的發芽天數與發芽百分率曲線進行擬合得到表3的結果。從表3可以看出，Amigo、Quest和Reward 3個品種的種子發芽趨勢曲線，其對數決定系數均顯著高于線性決定系數，且均大于80%;而陳種子Alamo的發芽趨勢曲線，其線性決定系數和對數決定系數均顯著高于另外3個品種，均大于95%，并且其線性決定系數大于對數決定系數。因此，可以認為Amigo、Quest和Reward 3個品種的新種子發芽趨勢主要遵循對數規律，而陳種子Alamo的發芽趨勢主要遵循線性規律。

3 討論

種子活力指種子或種子批在發芽和幼苗生長期間內在活性與表現性能潛在水平的所有特性總和[9]。隨著貯藏時間的延長，種子不可避免地發生劣變，導致活力下降[10，11]。因此，陳種子通常表現為發芽勢、發芽率、發芽指數下降，而平均發芽天數升高[12]，在低溫脅迫環境下更是如此。從高羊茅種子萌發開始至發芽結束的過程中，新種子的發芽數迅速增多，發芽趨勢表現為指數關系，驗證了高活力種子具有較高的發芽速率，而陳種子每天增加的發芽數始終保持在一個較低水平上，并且基本保持不變，發芽趨勢表現為線性關系，說明低活力種子不能保證出苗整齊。本研究發現，高羊茅種子萌動開始后的2～3天發芽速率最高，在這個時期保持良好的發芽環境不但有利于保持發芽速率，而且有利于保證出苗整齊、培育壯苗，對將來的成苗至關重要。

當植物受到低溫脅迫時，各種代謝活動都會受低溫影響而失調，使植物對低溫逆境作出反應[4]。在低溫脅迫下，種子細胞的細胞膜滲透性、脯氨酸含量和可溶性蛋白質含量均會發生不同程度的變化[13]，在宏觀上表現為發芽速率明顯下降。本研究采用的3個高羊茅品種新種子，在低溫脅迫下發芽速率明顯下降。然而，高羊茅種子在低溫脅迫下的發芽率與常溫發芽相比差別不大，發芽趨勢也極為類似，都呈指數關系，這說明高羊茅作為一種冷季型草坪草，能夠忍受一定程度的低溫。然而，低溫脅迫會傷害種子活力[14]，低溫條件下播種在降低種子發芽速率的同時，可能會影響出苗率。本研究表明，低溫導致了Amigo、Quest和Reward 3個品種發芽速率明顯降低，然而Quest種子個別重復在低溫下仍保持了較高的發芽勢，從而使之與常溫相比差異不顯著。因此，可以認為高羊茅品種Quest種子活力較強，耐低溫能力也較強，適合在北方地區推廣種植。

參 考 文 獻:

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