低温贮藏年限对柱花草种子活性的影响

罗小燕 张瑜 王文强 王秋燕 丁西朋 白昌军

摘 要 为确定柱花草种子在低温条件下的安全贮藏年限，本研究以低温环境（5～7℃）下贮藏1～8 a的9份柱花草种子为实验材料，通过测定其发芽率、发芽指数、活力指数，对不同贮藏年限柱花草种子的萌发特性进行研究。结果表明：在5～7℃条件下，柱花草种子活力（发芽率、发芽指数、活力指数）随贮藏时间的增加而降低，西卡柱花草种子耐贮藏能力显著低于圭亚那柱花草，而圭亚那柱花草中TPRC90105柱花草种子最耐贮藏，TPRC90144柱花草种子最不耐贮藏。据试验结果确定，圭亚那柱花草种子低温条件下的贮藏年限应不超过5 a，而西卡柱花草种子应不超过4 a。该研究结果为柱花草种子的长期、安全贮藏提供了有力的理论依据。

关键词 柱花草种子 ；低温贮藏 ；贮藏年限 ；萌发特性

分类号 S339.3+2

柱花草（Stylosanthes Spp.）又名笔花豆，巴西苜蓿，主要分布于美洲、非洲和东南亚地区，其品质优良，适口性极好，对土壤适应性广，是热带、亚热带地区重要豆科牧草和饲料植物资源。生产上，柱花草通常以种子作为栽培和繁殖材料[1-2]，因而对其种子贮藏与萌芽特性方面的研究将对生产实践有着重要的指导意义。许多学者研究了不同处理方式对柱花草种子萌芽特性的影响，如：黄慧德和易克贤研究表明，辐射量高于20.64 C/kg时，60Co-γ射线辐射会使柱花草种子发芽率会大大降低[3]；庄南生等研究发现，短时间的He-Ne激光、超声波照射能够促进柱花草种子的萌发及幼苗生长[4-5]；刘壮等发现，用石英砂磨破种皮能促进西卡柱花草种子的发芽[6]；罗富成等研究结果表明75℃温水浸种6 h 2 μg/L萘乙酸浸润苗床复合处理能够打破柱花草种子硬实性，提高发芽率[7]；孙悦等研究表明，南亚瓦鳞苔水提液对柱花草种子萌发及其幼苗生长有明显的促进作用[8]。但是关于柱花草种子贮藏方式的研究很少有报道，邹冬梅以热研5号柱花草种子为材料，研究表明经超干处理能显著提高其耐藏性[9]，而低温贮藏年限方面的报道尚未见到。本文以9份不同柱花草种子为材料，通过发芽试验测定其在低温种质库中不同贮藏年限后的发芽率、发芽势及活力指数，了解长期低温贮藏条件下种子活性的变化，寻求柱花草在低温环境下的有效贮藏年限，以期为柱花草种质资源长期、安全贮藏和利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

参试材料为9份柱花草种质资源种子，包括1份西卡柱花草种子和8份圭亚那柱花草种子，均系中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所提供。具体种质编号、中文名及拉丁名如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 贮藏条件

从2005年11月开始至2012年11月，每年收集相同来源的柱花草种子，经常规加工，自然风干，种子含水量为10%左右；选择饱满、健康的种子，贮藏于温度5～7℃、湿度60%左右的低温种质库中。 贮藏年限为1、2、3、4、5、6、7、8 a。

1.2.2 种子活力指标测定

分别对9份不同贮藏年限的柱花草种子进行发芽的生理测定，根据国家农作物种子检验规程总则GB3543.1-1995的规定进行发芽实验[10]，以滤纸为发芽床，于25℃恒温条件下于人工智能气候箱中进行发芽。每个处理设3个重复，每个重复50粒（从供试种子中随机取出），置床后适时喷水以保持湿度，逐日统计发芽数并记录生长情况，第8天测量正常幼苗（胚根+胚芽）长度（每个处理随机抽取15株正常生长的幼苗进行测量），第10天统计发芽率，并计算发芽指数及活力指数。最后根据国家豆科草种子质量分级标准GB6141-2008的规定[11]及实验中幼苗的生长情况确定不同柱花草种子的有效贮藏时间。

1.2.3 测定指标

计算发芽率（GR）、发芽指数（GI）及活力指数（VI），公式如下：

发芽率（GR）=最终发芽种子数/供试种子总数×100%

发芽指数（GI）=∑Gt/Dt

活力指数（VI）=发芽指数（GI）×S

式中，Gt为t日发芽数，Dt为相应的天数，S为幼苗长度。

1.2.4 数据分析

本试验所有数据均用Microsoft Excel 2003（Microsoft Company）和JMP（SAS Institute Inc.， Cary， NC， USA）统计软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 低温贮藏年限对柱花草种子发芽率的影响

通过对不同贮藏年限柱花草种子的发芽率进行统计发现，9份不同柱花草资源种子的发芽率均随着贮藏年限的增加而不断降低。9份种子发芽率最高的均为贮藏1 a的种子，平均发芽率达87.56%，其中最高的是E4柱花草，达94.00%，最低的是西卡柱花草为76.00%。贮藏2～3 a的柱花草种子，发芽率略有下降，但平均发芽率仍在80%以上，且与贮藏1 a的柱花草种子发芽率之间差异不显著。贮藏4～5 a，9份柱花草种子的平均发芽率与贮藏1 a的柱花草种子平均发芽率相比显著下降，平均发芽率下降为72.89%～77.41%。而贮藏年限达5 a后，9份柱花草种子的平均发芽率急剧下降，年限为6、7和8 a的柱花草种子对应的平均发芽率仅为62.89%、49.78%和34.37%。见表2。

表2中结果显示，虽然9份不同柱花草资源种子的发芽率均随着贮藏年限的增加而不断降低，但是不同贮藏年限对不同柱花草资源种子发芽率的影响并不完全一致。西卡柱花草种子的发芽率明显要低于圭亚那柱花草种子，且其发芽率在低温贮藏1～4 a内无显著降低，但贮藏4 a后急剧下降。在圭亚那柱花草资源中，随贮藏年限增加，发芽率下降最快的为TPRC90144柱花草，贮藏3 a TPRC90144柱花草种子的发芽率和贮藏1 a的发芽率存在显著差异，贮藏7 a后其发芽率就由93.33%降至36.00%，远远低于其他圭亚那柱花草资源。而TPRC90105柱花草种子最耐贮藏，低温贮藏8 a后，其种子发芽率仍可达62.00%，显著高于其他圭亚那柱花草资源。

国家豆科草种子质量分级标准GB4161-2008中规定，圭亚那柱花草和西卡柱花草发芽率低于70%（三级）的种子应不予收购、出售，不准作为种用[11]。因此，从发芽率来看，圭亚那柱花草种子在低温环境下贮藏时间以不超过5 a为宜，而西卡柱花草种子不应超过4 a。

2.2 低温贮藏年限对柱花草种子发芽指数的影响

发芽指数可以反映种子萌发的速度和整齐度。通过对不同贮藏年限柱花草种子的发芽指数进行统计发现，同发芽率一样，9份不同柱花草资源种子的发芽指数均随着贮藏年限的增加而不断降低。9份种子发芽指数最高的均为贮藏1 a的种子，平均发芽指数达31.12，其中最高的是TPRC90105柱花草达33.50，最低的是西卡柱花草为26.42。贮藏2～3 a的柱花草种子，发芽指数略有下降，但平均发芽指数仍在28.40以上，且与贮藏1 a的柱花草种子发芽指数之间差异不显著。贮藏4～5 a，9份柱花草种子的平均发芽指数与贮藏1 a的柱花草种子平均发芽指数相比显著下降，平均发芽指数下降为24.99～26.93。而贮藏年限达5 a后，9份柱花草种子的平均发芽指数急剧下降，贮藏6、7和8 a柱花草种子的平均发芽指数分别仅为21.64、17.25和11.73。见表3。

虽然9份不同柱花草资源种子的发芽指数均随着贮藏年限的增加而不断降低，但是不同柱花草资源种子发芽指数受贮藏年限的影响并不完全一致。从表3可发现，西卡柱花草种子的发芽指数明显要低于圭亚那柱花草种子，且其发芽指数在低温贮藏1～4 a内无显著降低，但贮藏4 a后开始急剧下降。在圭亚那柱花草资源中，随贮藏年限的增加，发芽指数下降最快的为TPRC90144柱花草，贮藏3 a TPRC90144柱花草种子的发芽指数和贮藏1 a的发芽指数之间存在显著差异，贮藏6 a后其发芽指数就由32.50降至19.50，明显低于其他圭亚那柱花草资源。发芽指数下降速度最慢的是TPRC90105柱花草种子，低温贮藏8 a后，其种子发芽指数仍可达22.42，显著高于其他圭亚那柱花草资源。因此，从发芽指数的变化也可以看出，供试的8份圭亚那柱花草资源中，最不耐贮藏的是TPRC90144柱花草，最耐贮藏的是TPRC90105柱花草。

2.3 低温贮藏年限对柱花草种子活力指数的影响

活力指数不仅反映了初期的出芽情况，还反映了幼苗的生活力强弱。通过对不同贮藏年限柱花草种子的活力指数进行统计发现，9份不同柱花草资源种子的活力指数变化趋势与发芽率、发芽指数的变化趋势接近，均随着贮藏年限的增加而不断降低。9份种子活力指数最高的均为贮藏1 a的种子，平均活力指数达175.76，其中最高的是TPRC90105柱花草达234.65，最低的是西卡柱花草为114.50。贮藏2 a的柱花草种子，其活力指数略有下降，平均活力指数为156.32，但与贮藏1 a的柱花草种子发芽指数之间差异不显著。贮藏3～5 a，9份柱花草种子的平均发芽指数与贮藏1 a的柱花草种子平均发芽指数相比显著下降，并呈逐年下降的趋势，平均活力指数分别为145.73、132.81、121.90，但相互之间差异不显著。而贮藏年限达5 a后，9份柱花草种子的平均活力指数急剧下降，贮藏6、7和8 a柱花草种子的平均活力指数分别仅为95.13、75.41和47.35。见表4。

表4中结果还表明，虽然9份不同柱花草资源种子的活力指数均随着贮藏年限的增加而不断降低，但是不同贮藏年限对不同柱花草资源种子活力指数的影响有一定差异。西卡柱花草种子的活力指数明显要低于圭亚那柱花草种子，且其活力指数在低温贮藏1～4 a内无显著降低，但贮藏4 a后急剧下降。在圭亚那柱花草资源中，随贮藏年限增加，活力指数下降最快的为TPRC90144柱花草，贮藏6 a后其活力指数就由163.70降至67.60，显著低于其他圭亚那柱花草资源。而TPRC90105柱花草种子最耐贮藏，低温贮藏8 a后，其种子活力指数仍可达113.30，显著比其他圭亚那柱花草资源高。

2.4 不同种质柱花草种子活性及幼苗生长状况比较

从以上结果可知，不同柱花草资源种子的发芽率、发芽指数和活力指数均随着贮藏年限的增加而不断降低，但不同贮藏年限对不同柱花草资源种子活性及幼苗生长状况的影响存在一定差异。在相同的贮藏年限下，9份不同柱花草资源种子中，西卡柱花草的发芽率均值和发芽指数均值都显著低于圭亚那柱花草种子，而在8份圭亚那柱花草资源之间，发芽率均值和发芽指数均值无显著差异。但9份不同柱花草资源种子的活性指数均值相互之间存在显著差异，且活力指数均值和幼苗的生长状况有一定的相关性，如活力指数均值最高的TPRC90105柱花草种子，贮藏8 a后其幼苗健壮，生长整齐，其次是E4、90139和热研5号柱花草，种子经低温贮藏1～5 a后，其幼苗仍生长良好；然后是USE873017、 CIAT11365和TPRC90144柱花草，种子经低温贮藏6 a后，其幼苗生长后期腐烂严重；活性表现最差是西卡柱花草种子贮藏至5 a，发芽率低，出芽不齐，后期90%以上幼苗腐烂。见表5。

3 讨论与结论

3.1 讨论

种子活力受遗传基因、耐脱水性和贮藏方式等多种因素的影响，但是不管以什么方式贮藏，种子活性都会随时间的增加而逐渐降低[12]。柱花草种子的发芽率、发芽指数和活力指数都随着贮藏时间的增加而降低，在低温贮藏1～5 a（西卡柱花草1～4 a）内，下降较为缓慢，而在贮藏5 a后，迅速下降。蒋海玉等[13]研究表明，在自然贮藏条件下，贮藏1～7 a后，油菜种子的发芽率由92.13%降至88.92%，而在贮藏8 a后，发芽率迅速降至59.38，贮藏10 a后，发芽率降至1.19%，贮藏12 a后，完全不发芽[13]。百喜草种子利用布袋贮藏法只能贮藏1 a，贮藏2 a后，其平均生活力就由85%以上降至20%以下[14]。纪亚君和刘勇[15]研究表明，燕麦种子的最适常温贮藏时间为1～3 a，存放8～9 a的燕麦种子则失去发芽力。研究结果表明，与其他作物，柱花草种子活性随着低温贮藏年限的增长而降低，且在安全贮藏期种子活性随贮藏时间增加缓慢下降，而超过安全贮藏期，其活性迅速下降。

因遗传背景的不同，不同来源种子的最适贮藏时间存在很大的差异。李建祥等[16]研究表明，不同树木种子的有效时间差异很大，最长的为4 a（如日本落、刺槐等），最短的为越冬（如板栗、核桃、枫杨等）[16]。宁秀呈[17]研究表明，不同水稻类型品种安全贮藏年限差异很大，为12～50 a甚至更长时间，籼稻种子的安全贮藏年限要大于粳稻种子，而不同籼稻种子的安全贮藏年限也不同，短的只有12 a，最长的可达129 a[17]。研究表明不同柱花草种子的安全贮藏时间也有很大的不同，综合发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗生长状况，结合国家豆科草种子质量分级标准GB6141-2008的规定，确定西卡柱花草种子的安全贮藏年限为4 a，低于圭亚那柱花草种子；圭亚那柱花草种子的安全贮藏年限为5 a，而最耐贮藏的TPRC90105柱花草安全贮藏年限可达7 a。

3.2 结论

根据本研究结果及国家豆科草种子分级标准GB4161-2008规定柱花草种子发芽率不能低于70%（三级）水平，建议圭亚那柱花草种子在低温库中的贮藏时间不超过5 a，西卡柱花草种子贮藏时间不超过4 a。且不同柱花草资源种子的耐贮藏能力有一定的差异，9份柱花草在低温环境下的有效贮藏限分别为：TPRC90105柱花草7 a，90139柱花草、澳克雷柱花草、USE873017柱花草、TPRC90144柱花草、E4柱花草、热研5号柱花草和CIAT11365柱花草5 a，西卡柱花草4 a。

参考文献

[1] 林志强. 柱花草栽培技术[J]. 广东农业科学，2008（7）：135-136.

[2] 傅小霞，漆智平，何华玄. 柱花草RAPD品种鉴定方法[J]. 种子，2005，24（12）：6-9.

[3] 黄慧德，易克贤. 60Co-γ辐射对柱花草种子发芽的影响[J]. 热带农业科学，2001，92（4）：22-25.

[4] 庄南生，唐燕琼，王 英， 等. He～Ne激光对柱花草

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