溫度對4 種秋眠型苜蓿種子萌發的影響

劉皓玥，張曉萌，杜玉賢，王麗宏

（1.河北農業大學農學院 071001；2.河北省作物生長調控實驗室 071001）

紫花苜蓿（Medicagosativa）又稱苜蓿，多年生優質豆科牧草，素有“牧草之王”的美譽。 苜蓿在我國主要產區在西北、華北、東北、江淮流域。 苜蓿品種類型，對溫度、水分脅迫的適應性，是決定苜蓿播種出苗的主要因素，我國苜蓿主要種植在水分虧缺、雨養旱作為主的北方地區和鹽堿地相對嚴重的黃淮海平原農區， 播種出苗與建植已經成為影響苜蓿標準化栽培管理應用的主要因素。 種子萌發期是苜蓿生長發展的關鍵階段，影響到種子本身的播種品質和生長， 同時也可能影響到種子下一代的正常生長發育。 溫度、光照、水分是種子萌發的主要影響因素[1-3]，其中播種時候溫度條件決定種子萌發速度和出苗率， 過高或過低的溫度都不利于種子的萌發[4-5]。 研究表明，在光照、溫度、水等生態因子都處于一個相對適宜的狀態，種子才能完成萌發[3，5，6，7]。 本研究以華北地區苜蓿主栽品種中苜1 號、敖漢、草原2 號、中草3號4 個秋眠型苜蓿種子為材料， 探討溫度條件對苜蓿種子萌發特性的影響，以期為苜蓿標準化栽培技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為苜蓿種子，品種為中苜1 號、敖漢、草原2 號，中草3 號，品種主要適應區域及基本情況介紹見表1，參照《苜蓿秋眠性分級評定》（GB/T37069-2018）[8]，4 個品種均為秋眠型苜蓿品種。

表1 供試苜蓿種子基本情況

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

發芽試驗在人工氣候室內進行，試驗設計3 個處理：白天溫度15℃、25℃和30℃（夜間15℃，L/D=14 光照/10h 黑暗，濕度為60%），每個處理各設3 次重復。 試驗處理前用水浸泡種子0.5h，取30 粒種子置于鋪有2 層濾紙的培養皿中， 加入適量水分讓濾紙充分吸濕，另外在上面加蓋一層濾紙。

1.2.2 測量項目與方法

每天定時觀察統計發芽數， 以種子發芽的芽長突破種子自身長度的1/2 作為發芽標準 （連續3d 沒有種子發芽時結束試驗），實驗過程中保證濾紙濕潤，待種子開始萌發后拿出蓋種子的濾紙。 每日記錄正常萌發的種子數， 試驗結束時測定其胚根重。 試驗第4 天計算發芽勢，發芽率為發芽終期全部正常種苗數占供試種子數的百分比，發芽勢為發芽試驗第4 天正常發芽的種子數占供試種子的百分比。 試驗第8 天測量各處理胚芽長度和胚根長度，每個培養皿各測5 組數據。

發芽率（%）=試驗期內正常發芽種子數/供試種子數×100%

發芽勢（%）=4 天內供試種子發芽數/供試種子數×100%

（Gt 是第t 天的發芽數，Dt 是相應天數）

活力指數（VI）＝GI×S

（S 為一定時期內平均胚根長度（cm）；GI 發芽指數）?

1.3 數據處理

采用EXCEL2010 和SPSS19.0 進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 溫度對苜蓿種子萌發特性的影響

2.1.1 發芽率比較

4 個苜蓿種子發芽率變化見表2，中苜1 號在15℃、25℃和30℃的發芽率明顯高于其他3 個品種，均達到90%以上，其中敖漢品種發芽率在25℃最高，為64.45%，顯著低于中苜1 號，草原2 號，中草3 號。 草原2 號和中苜1 號在3 個溫度處理下發芽率均能達到83.33%以上。

表2 不同溫度對苜蓿種子發芽率的影響

2.1.2 發芽勢比較

如圖1 所示，在15℃、25℃和30℃之間，中苜1 號的發芽勢變化不明顯，其中在25℃的條件下最高，為90%；敖漢的發芽勢變化差異不明顯， 在25℃時最高達到63%； 草原2 號在25℃和30℃的條件下發芽勢相近，15℃的發芽勢最低為77%； 中草3 號的發芽勢隨溫度的升高逐漸遞增，30℃發芽勢最高為87%。 在相同溫度不同品種之間，中苜1 號的發芽勢最好，敖漢的發芽勢最低，其中在30℃的條件下草原2 號和中草3 號的發芽勢相同，為87%。

圖1 不同溫度對苜蓿種子發芽勢的影響

2.1.3 活力指數和發芽指數

4 個苜蓿種子的活力指數和發芽指數見圖2， 在15℃、25℃、30℃三個溫度下， 中苜1 號的活力指數在25℃最低為137.76，在30℃條件下，活力指數最高為293.75；敖漢的活力指數趨勢和中苜1 號相似，在25℃下最低為57.43，在30℃的條件下最高為155.28；草原2 號的活力指數隨溫度的升高而逐步升高，30℃最高為227.94； 中草3 號的活力指數趨勢與草原2 號相同，30℃最高為281.64。 在15℃的溫度下，草原2 號的活力指數最低為77.83，中苜1 號的活力指數最高為228.91；在25℃的溫度下，敖漢的活力指數最低57.43，草原2 號的活力指數最高為149.97；在30℃的溫度下，敖漢的活力指數最低為155.28，中苜1 號的活力指數最高為293.75。 同一溫度中，敖漢的活力指數低于其他三個品種。

中苜1 號的發芽指數隨溫度的升高緩慢遞增，變化不明顯，在30℃的發芽指數最高為43.71；敖漢的發芽指數在3 個溫度條件下也較為相近，其中在25℃的條件下溫度最高為27.68；草原2號的發芽指數隨溫度的升高而升高， 在30℃的發芽指數最高43.20，25℃和30℃的條件下， 草原2 號的發芽指數差異相對于15℃和25℃的發芽指數差異較??； 中草3 號的發芽指數隨溫度的升高而逐漸升高，30℃的發芽指數最高為42.75。 在同一溫度不同草種之間， 敖漢的發芽指數最低， 中苜1 號的發芽指數最高。

2.2 溫度對苜蓿種子種苗生長的影響

溫度對種子芽長和重量有顯著影響，30℃處理芽長明顯高于其他溫度處理，15℃和25℃差異不顯著。 15℃溫度條件下，中苜1 號芽長最長為5.5cm，草原2 號芽長最短為2.2cm。25℃溫度條件下，中苜1 號芽長最長為5.46cm，敖漢芽長最短為2.03cm。30℃溫度條件下，中苜1 號芽長最長為6.74cm。

圖2 不同溫度對苜蓿種子活力指數和發芽指數的影響

表3 不同溫度對苜蓿種子芽長和重量的影響

3 討論與結論

在通常情況下，種子的發芽率與發芽勢是一致的，種子發芽率高，其發芽勢也高，對種子田間出苗率的影響程度也基本一致[9，10]但發芽勢并不等同于發芽率。 發芽率是指正常發芽的種子量占種子總量的百分比； 發芽勢指規定天數內正常發芽的種子量占種子總量的百分比[11，12]。 種子活力更能表示種子在田間成苗的質量，尤其是在不利的環境條件下，種子活力比發芽率更能表示種子質量的好壞。

不同溫度下，苜蓿種子萌發試驗表明，在15℃～30℃內均能發芽，隨著溫度的升高，30℃時中苜1 號、草原2 號和中草3 號的發芽指數和活力指數最高；25℃時敖漢的活力指數和發芽指數最好。 中苜1 號、敖漢和草原2 號在25℃時發芽整齊、迅速且發芽勢較高、芽長適宜。 因此，25℃是中苜1 號、敖漢和草原2 號繁殖的最佳溫度條件；中草3 號在30℃時發芽率高且發芽勢較好，有較高的活力指數和發芽指數。

影響種子萌發的主導因子是溫度， 由于種子在生理生化等各個方面存在的一些差異，其最適發芽溫度也有所不同。 本次實驗探究了不同溫度對苜蓿種子萌發的影響， 了解其生態適應性和種子萌發所需的適宜條件， 便于在實際生產中選用適宜環境的種子，保證出苗率及種植密度，同時可以計算實際播種量，節約用種，減少生產中的損失，提高草業生產的經濟效益，具有很重要的現實意義并為優質苜蓿品種推廣應用和標準化栽培管理提供參考。