干旱胁迫对热研二号柱花草种子萌发的影响

尹剑红等

摘要

[目的] 研究干旱胁迫对热研二号柱花草种子萌发的影响，为其在干旱条件下的栽培利用提供依据。[方法]采用不同浓度的聚乙二醇（PEG）（0、5%、10%、20%、30%）模拟干旱胁迫，测定干旱胁迫下热研二号柱花草种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗胚芽长、胚根长、幼苗鲜重等指标。[结果]低浓度（5%）PEG溶液对热研二号柱花草种子萌发具有一定的促进作用。随着PEG溶液浓度的升高，热研二号柱花草种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗胚芽长、胚根长和幼苗鲜重等指标受到抑制作用，其中20%和30%的PEG对热研二号柱花草种子萌发的抑制作用较大。[结论]热研二号柱花草具有一定的抗旱性。低浓度PEG溶液能够促进其种子萌发，而高浓度PEG溶液则抑制热研二号柱花草种子的萌发。

关键词干旱胁迫；热研二号柱花草；种子萌发

中图分类号S812.1文献标识码

A文章编号0517-6611（2015）29-070-03

柱花草（Stylosanthes guianensis）为多年生豆科牧草，原产于南美洲，耐酸性土壤，可在pH 4.0～4.5的强酸性土壤上良好生长，牧草产量高 。热研二号柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2）是1952年从国际热带农业中心（CIAT）引进的，其牧草产量高、抗性好，是解决海南省蛋白质饲料资源紧缺的主要牧草之一。

热研二号柱花草适应性强，可在广东等优质豆科牧草缺乏的地区推广。广东地区虽然降雨丰富，但每年的10～11月降雨显著减少，甚至会出现1个月没有降雨的情况。因此，若要在广东省更好地推广种植热研二号柱花草，就有必要对其耐旱性进行研究。笔者利用聚乙二醇（PEG）模拟干旱胁迫，研究干旱胁迫对热研二号柱花草种子萌发的影响，以期为热研二号柱花草在广东地区的推广提供一定的理论依据。

1材料与方法

1.1试验材料

热研二号柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2），来自中国热带农业科学院。

1.2试验方法

设置PEG浓度为0、5%、10%、20%、30% 5个浓度梯度水平，选取大小一致、子粒饱满的热研二号柱花草种子50粒，60 ℃恒温水浴锅中水浴5 min，冷却后置于直径为12 cm的培养皿中，以双层滤纸为发芽床，每个处理4次重复。将培养皿置于光照培养箱中，光照培养箱昼夜温度为28 ℃，光照周期为12 h/12 h（光照/黑暗），光照强度为2 000 lx。从种子置床之日起开始观察，以种子露白为发芽标准。每天同一时间统计发芽率，试验第4天计算发芽势（Gv），第8天计算发芽率（Gr）、发芽指数（Gi）、活力指数（Vi），测定胚芽长、胚根长和幼苗鲜重等指标。

1.3测定项目与方法

1.3.1发芽率（Gr）、发芽势（ Gv）、发芽指数（Gi）、活力指数（Vi）的计算。按照以下公式计算发芽率（Gr）、发芽热（Gv）、发芽指数（Gi）和活力指数：

发芽势（Gv）= （4 d内发芽的种子数/供试种子数）×100%（1）

发芽率（Gr）=（8 d内发芽的种子数/供试种子数）×100%（2）

发芽指数（Gi）=（Gt/Dt）（3）

活力指数（Vi）=Gi×SL（4）

式中，Gt 为t天内的发芽数，Dt为相应的发芽天数，SL为幼苗鲜重（g）。

1.3.2胚芽长和胚根长的测定。

用刻度为1 mm的直尺测量胚芽长和胚根长，每个培养皿测量4株，共16株。

1.3.3幼苗鲜重。试验第8天，用精度为1∶10 000的电子天平称量其鲜重。

1.4數据处理使用Excel和SPSS19.0软件对试验数据进行整理及方差分析，采用Duncans 新复极差法比较不同处理间的差异性。

2结果与分析

2.1不同浓度PEG对苜蓿种子萌发的影响

2.1.1发芽率及发芽势。发芽率和发芽势是衡量种子发芽能力的重要指标，分别反映了种子的发芽能力和发芽速度。从图1可以看出，较低的PEG浓度可以促进种子的萌发，浓度为5%的PEG胁迫下热研二号柱花草种子发芽率为86.50%，略高于对照，与对照差异不明显。浓度为10%的PEG胁迫下，热研二号柱花草种子发芽率呈下降趋势，但与对照差异不显著。当PEG浓度为20%，热研二号柱花草种子发芽率下降幅度较大，与对照相比下降20.5%。当PEG浓度为30%时，种子的发芽率急剧下降，发芽率仅12.5%。

从图2可以看出，与对照相比，5%及10%PEG胁迫下热研二号柱花草种子的发芽势呈上升趋势，其中5%的PEG胁迫下热研二号柱花草发芽势最大（71.5%），较对照增加了23.0%。但与10%PEG胁迫差异不显著。在浓度为20%及30%的PEG胁迫下，热研二号柱花草种子发芽势的下降幅度较大，与其他处理间差异极显著，与对照相比发芽势分别下降35.5%和47.5%，说明20%和30%的PEG对热研二号柱花草发芽势的抑制作用较大，特别是30%的PEG对热研二号柱花草种子发芽势的抑制作用远远大于其他浓度的PEG。

2.1.2发芽指数与活力指数。从图3可以看出，5%浓度的PEG溶液处理下热研二号柱花草种子的发芽指数显著增加，为54.23，较对照升高了30.1%；在10%的PEG胁迫下，热研二号柱花草发芽指数略高于对照，与对照差异不显著。 随着PEG浓度的进一步增加，热研二号柱花草种子的发芽指数呈较大幅度的下降趋势；在浓度为20%和30%的PEG胁迫下，热研二号柱花草的发芽指数分别为18.10和2.59，比对照分别下降了56.6%和93.8 %。

从图4可以看出，与对照相比，浓度为5%的PEG溶液处理下熱研二号柱花草种子的活力指数上升了9.3%，与对照差异不显著。随着PEG溶液浓度的升高，热研二号柱花草种子的活力指数呈现下降趋势。当PEG溶液浓度为10%时，热研二号柱花草种子的活力指数为6.45，较对照下降10.4%，与对照差异不显著。PEG溶液浓度为20%时，热研二号柱花草种子的活力指数为1.56，较对照下降78.4%；当PEG溶液浓度达到30%时，热研二号柱花草种子的活力指数只有0.1，较对照下降98.5%。

2.1.3热研二号柱花草幼苗胚芽长、胚根长和鲜重。

从图5可以看出，浓度为5%和10%的PEG溶液胁迫下热研二号柱花草幼苗的胚芽长高于对照，其中10%PEG胁迫下柱花草幼苗的胚芽长比对照增加1.33 cm，高于5%PEG溶液处理。这说明较低浓度的PEG溶液对热研二号柱花草幼苗的胚芽长具有一定促进作用。随着PEG浓度的增加，幼苗胚芽长的生长呈现下降趋势，且PEG浓度越大，其下降趋势越明显。20%和30%的PEG溶液处理的柱花草胚芽长分别为327和0.70 cm，较对照分别下降了0.92和3.50 cm。

从图6可以看出，PEG胁迫下热研二号柱花草幼苗胚根长的变化趋势与其胚芽长的变化趋势基本一致。5%和10%PEG溶液处理的热研二号柱花草其幼苗的胚根长高于对照，其中5%PEG溶液下幼苗胚根长为3.3 cm，比对照高0.78 cm。10%PEG胁迫下柱花草胚根长为3.73 cm，比对照高120 cm，比5%PEG处理高0.42 cm。随着PEG浓度的升高，热研二号柱花草的胚根长呈现下降趋势。当PEG浓度为20%时，胚根长为2.80 cm；当PEG浓度为30%时，胚根长只有0.51 cm，较对照下降2.01 cm。

从图7可以看出，对照的幼苗鲜重最高，为0.17 g。随着PEG溶液浓度的升高，热研二号柱花草幼苗的鲜重呈现下降趋势，且PEG浓度越高，幼苗鲜重下降越明显。5%和10%PEG胁迫下热研二号柱花草幼苗鲜重分别为0.143 6和0.143 7 g，二者差异不显著，但显著低于对照。当PEG

浓度上升到20%时，幼苗鲜重明显下降，只有0.085 g，较对照下降49.9%；当PEG浓度达到30%时，幼苗鲜重仅0.045

g，较对照下降了73.4%。

3结论与讨论

种子萌发是植株正常生长的开始，是植株正常生长发育

的重要阶段，会直接影响到植株后期的生长发育和形态建成，从而间接影响后期的产量，即种子迅速整齐的萌发是后期获得丰产的基础。该研究结果表明干旱胁迫会影响热研二号柱花草种子的萌发。在5%的PEG胁迫下，热研二号柱花草种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等指标上升，说明轻度干旱胁迫能够促进热研二号柱花草种子萌发与成活，这与姚娜等和韦锦益等的研究结果一致。当PEG溶液浓度升高到一定程度时，这4个指标则呈现下降趋势，且PEG溶液浓度越高，这4个指标下降越明显。

干旱胁迫影响热研二号柱花草幼苗的生长。浓度为5%和10%的PEG胁迫下，热研二号柱花草幼苗的胚根长和胚芽长增加，且10%的PEG处理高于5%的PEG处理。随PEG浓度的进一步升高，热研二号柱花草的胚芽长及胚根长下降，且PEG浓度越高，胚芽长及胚根长下降越明显，这与韩瑞宏等和易晓华等的研究结果一致。

在不同浓度的PEG胁迫下，热研二号柱花草幼苗的鲜重一直呈下降趋势，且随着PEG浓度的升高，其幼苗鲜重下降越明显。

安徽农业科学2015年

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