低溫脅迫對油菜種子發芽及幼苗生長的影響

李 佳

舟曲縣憨班鎮人民政府農業農村綜合服務中心，甘肅 舟曲 746300

0 引言

油菜又名番油菜、甘藍型油菜、歐洲油菜等，為十字花科云薹屬植物，是重要的油料作物之一。我國油菜栽植面積及產量均居世界首位［1］。舟曲縣位于甘肅省甘南藏族自治州，油菜是當地重要的越冬油料作物。油菜的產量與品質直接影響當地農戶的經濟收益［2］。而在油菜栽培過程中，成苗率、壯苗率直接決定油菜的產量及品質［3］，因此加強對油菜種子發芽及幼苗生長影響因素的研究有重要意義。

水分及溫度是種子萌發的重要影響因素。種子吸水膨脹后，萌發溫度直接影響種子內酶活性。若溫度過低，種子內物質及氣體轉運將受到阻礙，最終影響種子萌發［4］。近年來，部分學者探究了低溫脅迫對作物種子萌發的影響。例如，盧軍等［5］以云煙85 裸種為試驗材料，設置不同的萌發溫度，檢測種子萌發活力和理化特性，發現低溫脅迫導致種子萌發活力下降、出苗整齊度差、幼苗細胞膜受到傷害。沈虹等［6］以39 個西瓜品種（系）、組合為試驗材料，研究低溫脅迫對西瓜種子的影響，發現低溫脅迫會造成西瓜種子發芽勢、相對發芽率、相對胚根長和相對活力指數降低，且溫度越低，上述指標越低。崔婷茹等［7］研究發現，低溫處理會影響不同品種玉米種子的發芽率及幼苗株高、地上部鮮質量、地下部鮮質量、地上部干質量。參考上述研究，筆者以舟曲縣常用油菜品種的種子作為試驗材料，研究低溫脅迫對種子萌發及幼苗生長的影響，以期為當地合理培育油菜幼苗提供依據。

1 試驗材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用油菜品種為隆油8號。

1.2 試驗方法

選擇成熟且飽滿的油菜種子，并將其置于0.5%硫酸銅溶液中浸泡25 min，用清水沖洗4 次，洗凈之后吸干種子上的水備用。在培養皿內墊入脫脂棉和濾紙，均勻放入100 粒種子，并置于GZ-500-GSI 人工氣候箱內培養。此次試驗根據萌發溫度的不同共設置4 個處理，分別為CK（25 ℃）、T1（20 ℃）、T2（15 ℃）、T3（10 ℃），每個處理分別重復3 次，共12 個培養皿。在整個試驗過程中，每日光照及黑暗時間均維持在12 h，相對濕度維持在60%左右。

1.3 測定指標

從播種后第2 天開始，每日記錄發芽種子數量，并計算每日發芽率。播種后第7 天按照式（1）計算油菜種子發芽勢，按照式（2）計算油菜種子發芽指數，按照式（3）計算油菜種子活力指數。播種后21 d，分別測量各處理油菜幼苗苗高、根長、單株鮮質量、單株干質量、鮮干比，并測量幼苗脯氨酸含量［8］、相對電導率［8］、丙二醛含量［9］及可溶性糖含量［9］。

式（2）中：Gt、Dt分別為t日內發芽的種子數及相應的發芽日數。

2 試驗結果與分析

2.1 低溫脅迫對油菜種子發芽的影響

2.1.1 低溫脅迫對油菜種子發芽率的影響。由表1可知，CK 處理種子在第4天開始發芽；T1處理種子在第4 天開始發芽，但第4 天發芽率僅為35.15%，明顯低于CK 處理第4 天的發芽率，第14 天T1處理種子發芽率達到最大值（97.83%）；T2處理種子在第6 天開始萌發，但第6 天發芽率僅為33.99%，明顯低于CK 處理和T1處理第6 天的發芽率，第16 天發芽率達到最大值（85.69%）；T3處理種子在第12 天開始發芽，發芽率僅為2.54%，第18 天發芽率達到最大值（74.36%）。這表明油菜種子發芽率隨著萌發溫度的降低而降低。

表1 不同處理油菜種子發芽率 %

2.1.2 低溫脅迫對種子萌發指標的影響。由表2可知，隨著萌發溫度的降低，油菜種子發芽勢、發芽指數、活力指數3 個指標均呈現逐漸降低趨勢。具體來看，CK、T1、T2、T3處理間油菜種子發芽勢差異顯著；CK與T1處理油菜種子發芽指數差異不顯著，但顯著高于T2處理（14.40）和T3處理（5.07）；油菜種子活力指數以CK 處理最高（11.89），分別比T1、T2、T3處理高1.27、3.76、6.98，其中CK 與T1處理油菜種子活力指數差異不顯著，T1與T2處理油菜種子活力指數差異不顯著。

表2 不同處理油菜種子萌發指標

2.2 低溫脅迫對油菜幼苗生長特性的影響

由表3可知，CK 處理油菜幼苗苗高最高（4.65 cm），T3處理最低（2.82 cm），其中CK 與T1處理油菜幼苗苗高差異不顯著，T1與T2處理油菜幼苗苗高差異不顯著；CK 與T1處理油菜幼苗根長差異不顯著，但明顯高于T2處理（5.94 cm）和T3處理（3.78 cm）；CK、T1、T2處理間油菜幼苗單株鮮質量差異不顯著，T1、T2、T3處理間油菜幼苗單株鮮質量差異不顯著，CK處理油菜幼苗單株鮮質量明顯高于T3處理；不同處理油菜幼苗單株干質量差異不顯著；油菜幼苗鮮干比由高到低排序依次為CK、T1、T2、T3，其中CK 與T1處理油菜幼苗鮮干比差異不顯著。

表3 不同處理油菜幼苗各生長指標

2.3 低溫脅迫對油菜幼苗生理特性的影響

由表4 可知，不同處理油菜幼苗脯氨酸含量存在顯著差異，其中T3處理脯氨酸含量最高（8.46 μg/g），T1處理油菜幼苗脯氨酸含量最低（5.70 μg/g），其余處理居中，T1與CK 處理油菜幼苗脯氨酸含量差異不顯著；油菜幼苗可溶性糖含量在7.76～12.99 mg/g，其中T3處理油菜幼苗可溶性糖含量最高，CK處理油菜幼苗可溶性糖含量最低，T2與T3處理油菜幼苗可溶性糖含量差異不顯著，CK 與T1處理油菜幼苗可溶性糖含量差異不顯著；隨著萌芽溫度的降低，油菜幼苗相對電導率呈現出持續升高的趨勢，由CK 處理的25.65%逐漸升高至T3處理的81.44%，其中CK 與T1處理油菜幼苗相對電導率差異不顯著，T1與T2處理油菜幼苗相對電導率差異不顯著；CK、T1、T2處理間油菜幼苗丙二醛含量差異不顯著，但明顯低于T3處理（6.99 nmol/g）。

表4 不同處理油菜幼苗各生理特性指標

3 討論與結論

種子活力主要用于評價種子健壯程度，是種子品質的重要評價指標，可反映種子發芽特性和幼苗生長能力，會對作物苗期的生長情況產生直接影響，決定著作物生長后期對外界環境的抗逆特性。通常，種子活力的評價指標主要包括種子發芽率、發芽勢、發芽指數及活力指數等［10］。上述各指標中，發芽率主要體現種子發芽數量隨著時間的變化，發芽勢主要體現種子發芽速度，發芽指數及活力指數主要體現種子發芽整齊度。種子活力越低，其發芽速度越慢，發芽整齊度越差［11］。該研究發現，隨著溫度的降低，油菜種子發芽率、發芽速度、發芽整齊度均有所降低，這與沙曉梅等［12］的研究結果一致。

植株體內的滲透調節物質含量直接體現其對環境的適應情況。當植物遭受逆境脅迫時，其自身會迅速進行滲透調節，以維持細胞內外滲透平衡。相對電導率主要用于反映植物細胞受損傷程度，丙二醛含量反映植物對逆境脅迫反應的強弱。該研究發現，隨著萌發溫度的降低，油菜幼苗滲透調節物質含量、相對電導率及丙二醛含量升高，這與常博文等［13］的研究結果一致。

該研究表明，隨著萌發溫度的降低，油菜種子發芽率、發芽勢、發芽指數、活力指數及油菜幼苗各生長指標均呈現逐漸降低趨勢，但油菜幼苗的滲透調節物質含量、相對電導率、丙二醛含量呈現逐漸增長趨勢。在20～25 ℃環境下，油菜種子發芽率最高，幼苗整齊度最佳，幼苗生長效果最好，且其滲透調節物質、相對電導率及丙二醛含量最低，表明該溫度范圍最適宜油菜種子萌發及幼苗生長發育。