不同贮藏年限的2种三叶草属牧草种子活力的研究

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(内蒙古农业大学草原与资源环境学院， 呼和浩特 010019)

三叶草属(TrifoliumL.) 牧草常见一年生或多年生，约有 250个种，其中农业价值高的有25种[1]，其中红三叶是最重要的1个种。由于红三叶具有营养价值丰富、种子活力高等特性[2]，成为一种具有较高饲用价值的优良牧草，被世界各地广泛栽培[3]。野火球抗旱性、抗寒性及对干旱、寒冷地区的适应性均强于白三叶和红三叶[4]，所以在我国东北、华北等地区均有种植。此外，由于花期较长，花色鲜艳，还可以作为观赏植物和蜜源植物[5]。目前，红三叶、野火球在栽培、育种和利用方面备受关注，而在种子活力方面的报道较少。本试验以红三叶和野火球种子为材料，通过发芽试验，旨在了解不同贮藏年限的红三叶、野火球种子活力的变化规律，探索种子适宜的贮藏年限，同时为红三叶、野火球在内蒙古地区的生产和栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为在4～10 ℃环境下贮藏的红三叶和野火球种子。其中，贮藏当年的红三叶种子分别来源于扎兰屯和俄罗斯，并在沙尔沁实验区驯化种植(以下简称0 z、0 e)，详见表1。

表1 不同贮藏年限下的2种牧草种子

名称学名贮藏年限 (年)红三叶Trifolium pratense0z0e1214野火球Trifolium Lupinaster03111415

1.2 测定内容与方法

1.2.1 千粒重测定

从库存种子中随机数取1 000粒种子，用万分之一天平称重，重复3次。

1.2.2 硬实率的测定

随机取50粒种子，重复3次，置培养皿中加入充足水分使其充分吸胀，每隔2 h统计吸胀与未吸胀种子数，至48 h结束。计算硬实率公式如下：

硬实率(%)=(未吸胀种子数/测试种子总数)×100%。

1.2.3 种子打磨处理

随机选取大小均匀、颗粒饱满且无机械损伤的种子，用砂纸打磨至表皮破损程度一致，未经打磨的种子作为对照。

1.2.4 发芽率及活力的测定

选取净种子 50 粒，重复3次。种子用0.1%的升汞进行消毒，冲洗3～5次后置培养皿中于室温(15～26 ℃)下培养。每天记录发芽种子数，第4天测发芽势，到第7天结束。计算发芽率﹑发芽指数﹑活力指数公式如下：

表3 不同贮藏年限红三叶种子未打磨与打磨的变化情况

贮藏年限(年)0z0e1214发芽率(%)对照14.67±0.667c6.00±1.155c8.00±1.155c66.67±3.33a54.67±6.36b打磨处理72.67±0.0371b67.33±0.0593b86±0.0503a91.33±0.0291a95.33±0.024a提高百分比(%)5861.337824.6640.66硬实率(%)对照95.33±1.764a94.67±1.333a90.67±1.764a28±2.00c44.67±3.33b打磨处理27.33±0.0371a32.67±0.0593a13.67±0.0491b8.00±0.0252b3.33±0.0167b降低百分比(%)6862772041.34

表4 不同贮藏年限野火球种子未打磨与打磨的变化情况

发芽率(%)=(发芽终期全部发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽指数(GI)=Gt/Dt；

活力指数(VI)=(Gt/Dt)×S；

式中：Gt为t日的发芽数；Dt为相应的发芽日数；S为第7天的幼苗鲜重。

1.2.5 数据处理

采用SPSS 20.00软件和SAS 8.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏年限2种牧草种子千粒重的变化

由表2可知，在同一地区收获的2种牧草种子相比，红三叶的千粒重高于野火球；而对同一年度收获的红三叶，来源于扎兰屯的野生红三叶的千粒重显著高于来自俄罗斯的野生材料。不同贮藏年限种子千粒重的表现不同，其原因可能与田间生长过程中降水量、温度和其他因素不同等有关。

2.2 不同贮藏年限下2种牧草种子生活力的变化

由表3可知，未经打磨的红三叶种子，贮藏当年和贮藏1年的种子发芽率较低，硬实率较高且均无显著差异(p>0.05)，贮藏2年的种子，发芽率最高，硬实率最低；打磨处理后，贮藏1年、2年、14年的种子发芽率较高，无显著差异(p>0.05)，贮藏当年的种子发芽率较低，硬实率较低且均无显著差异(p>0.05)；同一贮藏年限下，经打磨的种子发芽显著提高，贮藏1年的种子提高程度最大(78%)，打磨后的种子硬实率平均降低了53.67%；贮藏14年的红三叶种子仍具有很高的生活力。

表2 不同贮藏年限2种牧草种子千粒重

红三叶贮藏年限(年)0z0e1214千粒重(g)1.555a1.397c1.341b1.079e1.521b野火球贮藏年限(年)0e3111415千粒重(g)1.530a1.143c1.107d1.508b1.007e

注：同行不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。

未经打磨处理的野火球种子，贮藏当年的种子发芽率最低，而贮藏3年时发芽率最高，贮藏14年、15年的种子发芽率无显著差异(p>0.05)；贮藏当年的种子硬实率最高，其他贮藏年限下，种子硬实率无显著差异(p>0.05)；打磨处理后，贮藏3年的种子发芽率最高，硬实率最低，而贮藏当年的种子发芽率最低，硬实率最高；贮藏11年、14年、15年的种子硬实率无显著差异(p>0.05)。打磨处理后，种子发芽率平均提高26.53%，硬实率平均降低了27.60%，贮藏当年的种子发芽率提高程度和硬实率降低程度最大。贮藏14年的2种牧草种子中，未经打磨时发芽率无显著差异，打磨后，红三叶种子发芽率显著(p<0.05)高于野火球种子。未经打磨时红三叶种子的硬实率显著(p<0.05)高于野火球种子，打磨后无显著(p>0.05)差异(表4)。

2.3 不同贮藏年限下2种牧草种子活力的变化

未经打磨处理的红三叶种子，贮藏当年和贮藏1年的种子发芽指数较低且无显著差异(p>0.05)；贮藏2年的种子发芽指数最高(27.46)，随着贮藏年限的延长，发芽指数显著降低，但高于贮藏当年和贮藏1年的种子。打磨处理后，贮藏1年的种子发芽指数最高(28.67)，与0 e的种子差异不显著(p>0.05)，但均显著(p<0.05)高于其他贮藏年限的种子；随着贮藏年限的延长，发芽指数明显降低，贮藏14年的种子最低(17.80)。结果表明，贮藏当年和贮藏1年的未打磨种子由于种皮致密、不透水或透水性差致使发芽指数较低，而贮藏2年的种子打破种子休眠机制，发芽指数最高；贮藏14年的种子由于时间过长，种子自身的活力下降，发芽指数显著降低。经打磨处理后，贮藏2年和14年的种子与未经打磨的种子发芽指数差异不显著(p>0.05)(图1)。

注：大写字母表示不同贮藏年限间差异显著性(p<0.05)，小写字母表示同一贮藏年限间，对照与处理间的差异显著性(p<0.05)。下同。图1 不同贮藏年限红三叶种子打磨后活力的变化

未经打磨处理的野火球种子，在贮藏3年时发芽指数最高(24.83)，显著高于其他贮藏年限的种子，随着贮藏年限的延长，发芽指数显著降低，贮藏14年与贮藏15年的种子差异不显著(p>0.05)；贮藏当年的种子发芽指数最低(1.45)。打磨处理后，贮藏当年的种子发芽指数(29.09)与贮藏11年(22.97)的差异不显著(p>0.05)，贮藏3年的种子发芽指数最高(29.09)，显著高于其他贮藏年限的种子；同样贮藏14年的种子，未打磨与打磨后种子的发芽指数无显著差异，而贮藏15年种子，未经打磨种子的发芽指数显著(p<0.05)高于打磨过的种子，导致这一现象的原因可能是打磨过程中损坏了种子自身的结构,使种子不能正常发芽。结果表明，贮藏当年的种子由于硬实率高，导致发芽指数很低，随着贮藏年限的延长，种子打破自身硬实和生理休眠，发芽指数上升，但在贮藏14年后呈现下降趋势，说明种子本身活力及生活力下降(图2)。

图2 不同贮藏年限野火球种子打磨后活力的变化

注：小写字母表示不同贮藏年限间活力指数的差异显著性(p<0.05)。下同。图3 不同贮藏年限红三叶种子活力指数的变化

图4 不同贮藏年限野火球种子活力指数的变化

由图3、图4可知，贮藏当年和贮藏1年红三叶种子活力指数均较低且无显著差异(p>0.05)；贮藏2年的种子，活力指数(9.315)最高；贮藏14年的种子活力指数显著下降，但仍高于贮藏当年和贮藏1年的种子。贮藏当年的野火球种子活力指数均最低；随着贮藏年限的延长，野火球种子的活力指数呈先升高后降低的趋势，在贮藏3年时，种子活力指数(8.957)最高；贮藏11年与贮藏14年的种子发芽率无显著差异(p>0.05)，但贮藏11年种子的活力指数显著(p<0.05)高于贮藏15年的种子。

3 讨 论

豆科植物硬实率高的原因与种子遗传因素及成熟过程中的干燥程度有关[6]。由于硬实导致种子吸水困难，使种子处于休眠而难以萌发，同时，种子内抑制物也影响其萌发[7]，这是植物长期适应环境条件及季节性变化，为度过不良环境而形成的一种特性[8]，但硬实率高则会影响田间出苗率。因此在实际生产利用中，通常进行打磨破除硬实[9]，以提高其发芽率。红三叶种子经打磨处理后，发芽率平均提高了48.07%，硬实率平均降低了53.67%；野火球种子发芽率平均提高了26.53%，硬实率平均降低了27.60%，与任健等[10]的研究结果一致。李青丰等[11]的实验结果显示，新收获的种子中硬实种子较陈旧的种子发芽率低，生活力随着储藏年限增加而降低。李忠贤[12]利用刀片划破硬实大豆种皮，平均发芽率达到96%以上。许多研究表明，机械损伤种皮是处理硬实种子最有效的方法[13-15]。所以对豆科硬实率高的种子播种前打磨种皮消除硬实是必要的。本实验中，贮藏14年红三叶、野火球种子发芽率较贮藏当年的红三叶、野火球种子发芽率高出44.33%、32.67%；贮藏2年的红三叶种子活力指数较贮藏14年的下降了2.72，这与李青丰等[11]研究结果一致。刚收获的三叶草种子千粒重较大，因刚收获的种子含水量高，但贮藏14年的红三叶、野火球种子千粒重分别为1.521 g、1.508 g，可能是因为该地区生长当年的雨水或土壤肥力较好，使种子粒大饱满。

休眠是植物对环境的一种适应，对一些豆科植物来说，种皮的不透性是造成种子休眠的主要原因，处于休眠期的种子，硬实率较高，发芽率和种子活力受到明显阻碍。贮藏1年的红三叶种子发芽率仅为8%，可见，贮藏1年的红三叶种子的仍处于休眠期。种子劣变过程中发芽率、发芽指数、活力指数降低，且种子的活力与劣变具有相关性，种子活力随种子劣变程度的加深而降低，劣变使种子最终失去发芽能力[16]。贮藏2年的红三叶种子与贮藏3年的野火球种子生活力、发芽指数均最高，随着贮藏年限的延长，活力指数呈现下降趋势。贮藏当年的2种牧草种子活力和活力指数无显著差异，而贮藏14年的红三叶种子的生活力显著(p<0.05)高于野火球种子。

4 结 论

4.1经打磨处理后，红三叶种子发芽率平均提高了52.53%，硬实率降低了53.67%；野火球种子发芽率平均提高了26.53%，硬实率平均降低了27.60%。

4.2随着贮藏年限的延长，红三叶种子的活力及生活力在贮藏2年时最大，说明红三叶种子，贮藏2年的时间完全可以解除休眠，破除硬实；野火球种子在贮藏3年时生活力和活力最大，但随着贮藏年限的延长，呈现下降趋势，但仍具较高的活力。

4.3同一贮藏条件下，红三叶种子较野火球种子更耐贮藏。