温度处理对三叶草种子萌发特性的影响

郭郁频， 李亚奎， 曹春梅， 任永霞， 杨傲薄

(河北北方学院动物科技学院， 河北 张家口 075000)

白三叶(Trifoliumrepens)、红三叶(T.pratense)是世界上主要的豆科栽培优良牧草，也是重要的草坪草。它们不仅营养全面、产量高，而且外观优美、绿色期长，具有绿化、美化城市，净化空气、保持水土的作用[1-2]。白三叶、红三叶的饲草价值和观赏价值越来越受到人们的重视。尤其白三叶，在当前草牧业及草坪建植中发挥着重要作用[3]。种子萌发期是牧草生长发育过程中的关键时期，也是鉴定牧草耐寒性的重要时期[4]。种子萌发过程受多种生态因子的影响，温度是重要因素之一[5]。温度影响种子的发芽势、发芽率和萌发速度及田间出苗率[6]，最终影响园林景观和饲用价值[7]。目前，有关白三叶、红三叶种子萌发期抗逆性的研究多见于对盐胁迫的响应[8-9]，而温度对它们的影响及耐寒性少见报道[10-11]，更未见不同温度对进口荷兰白、瑞文德、海发、VNS等4种白三叶种子与进口瑞德红三叶种子萌发影响的研究。因此，本试验以海发、瑞文德、VNS、荷兰白和瑞德等5份三叶草种子为研究对象，研究它们在不同温度下种子的萌发特性，并利用隶属函数法综合评价萌发期耐寒性的强弱，以筛选出较耐寒的材料，为三叶草种植提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试的5个三叶草品种分别是：海发、瑞文德、VNS、荷兰白白三叶及瑞德红三叶，原产地为美国，来自北京正道生态科技有限公司提供。

1.2试验方法

1.2.1试验设计与方法

发芽试验采用滤纸法。选择成熟、饱满且大小适中、无病虫害的5份三叶草材料种子为萌发材料。

试验温度设置5，10，15，20，25 ℃ 5个处理，以25 ℃为对照，每个处理3次重复。在培养皿中垫入2层滤纸，加入蒸馏水8 mL，每个培养皿均置入100粒种子。

培养皿置于光照培养箱内进行发芽，光照周期为12 h光照/12 h黑暗。每天观察种子发芽情况，记录发芽种子数，并适当补充所蒸发的水分。种子发芽以胚根露白2 mm为标志，第8天结束试验。每培养皿随机取10株幼苗测其根长和芽长。

1.2.2指标的测定

发芽势(%)=(试验前3 d内发芽的种子数/供试种子总数)×100%；

发芽率(%)=(试验期内发芽的种子数/供试种子总数)×100%；

发芽指数=∑Gt/Dt，(Gt为在t天的种子发芽数，Dt为相对应的种子发芽天数)；

活力指数=GI×S，(S为平均根长)。

以上发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数各指标均采用其相对值，即不同温度下的指标值/对照的指标值。

耐寒指数=不同温度下种子萌发指数/对照种子萌发指数；

种子萌发指数=1.00Rd2+0.75Rd4+0.5Rd6+0.25Rd8；式中：Rd2、Rd4、Rd6、Rd8分别为第2、4、6、8天的种子萌发率[12]。

1.3耐寒性综合评价

用隶属函数法对低温下5种三叶草耐寒性进行综合评价[13]。每个品种各项指标的具体隶属函数值(Xu)计算公式为：

Xu=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)

式中：X为三叶草品种中某项指标的测定值，Xmax、Xmin为某项指标所有三叶草品种中的最大值和最小值。最后把每个品种各项指标隶属函数值累加，计算其平均值。平均值越大的品种，耐寒性越强。

1.4数据统计分析

用Excel软件进行数据的处理和作图。用SPSS 17.0软件进行方差分析和多重比较。百分率数据分析之前先进行反正弦转换。

2 结果与分析

2.1温度对相对发芽势的影响

由图1可知，不同温度对5种三叶草种子的相对发芽势均有显著影响。5 ℃时，5个品种由高到低依次是VNS、荷兰白、海发、瑞文德、瑞德；15 ℃时，VNS、荷兰白较高，分别达92%、89%，海发、瑞德较低，为40%左右；20 ℃时，除瑞德、瑞文德显著低于25 ℃(对照)外，其他品种20 ℃与25 ℃差异均不显著，且荷兰白、VNS 20 ℃的发芽势均超过25 ℃。不同温度下，5个品种相对发芽势总体趋势为：荷兰白的最高，瑞德的最低。

注：柱图不同字母表示差异显著(p<0.05)，相同字母表示差异不显著(p>0.05)，下同。图1 不同温度下的相对发芽势

2.2温度对相对发芽率的影响

由图2可知，在5 ℃时，荷兰白的相对发芽率最高，为32%，其次为VNS，瑞文德与瑞德最低，仅为4%、3%；10 ℃时，VNS、瑞文德、荷兰白都比较高，均在80%以上，瑞德、海发较低在30%左右；15 ℃时，VNS、瑞文德、荷兰白都在90%以上，瑞德、海发虽然相对较低，但也均在65%以上；海发、瑞文德、瑞德在25 ℃时达到最高，荷兰白、VNS在20 ℃达到最高。从图2还可看出，海发、瑞德不同温度间显著差异；瑞文德、VNS在5，10，15 ℃与20，25 ℃均有显著差异；荷兰白5，10 ℃时与15，20，25 ℃有显著差异。从相对发芽率指标来看，不同温度下，5个品种中荷兰白、VNS较高，瑞德较低。

图2 不同温度下的相对发芽率

2.3温度对相对发芽指数的影响

由图3可以看出，海发、荷兰白、VNS在20 ℃时相对发芽指数达到最高值，分别为1.03、1.08、1.08，都超过了25 ℃，且VNS 20 ℃与25 ℃之间差异显著；瑞德、瑞文德在25 ℃时发芽指数最大。5 ℃时，海发、荷兰白的较大，其次是VNS，瑞德、瑞文德较低；10 ℃时，相对发芽指数由高到低依次为荷兰白、VNS、瑞文德、海发、瑞德；15 ℃时5种种子相差较少，但瑞德较低。

图3 不同温度下的相对发芽指数

2.4温度对相对活力指数的影响

由图4可以看出，温度对5种三叶草的相对活力指数均有显著影响，并且差异性较大。5 ℃时，5个品种的相对活力指数均为0或接近于0；10 ℃时，海发最低，为0.04，其他品种均在0.1左右；15 ℃时，瑞文德最高，VNS最低；20 ℃时，荷兰白、VNS的达到最高并超过25 ℃，VNS 20 ℃显著高于25 ℃；25 ℃时海发、瑞文德、瑞德达到最高，并与其它处理差异显著或极显著。由以上分析得出，5种三叶草相比较，瑞文德、荷兰白在低温下的相对活力指数较高，VNS、海发较低。

表1 5种三叶草品种萌发期耐寒性综合评价

耐寒指标隶属值相对发芽势相对发芽率相对发芽指数相对活力指数耐寒指数五项指标的平均值排序海发0.1640.2550.4530.1770.2850.2674瑞文德0.3050.4520.3410.3330.3360.3543VNS0.3960.6300.5120.3130.4600.4622荷兰白0.5730.6190.6240.5000.5910.5811瑞德0.0810.1890.2480.3850.1530.2115

2.5温度对耐寒指数的影响

温度对5种三叶草的耐寒指数有显著影响。由图5可知，5 ℃时瑞德、瑞文德耐寒指数相对较低，荷兰白较高；10 ℃时，荷兰白依然为最高，达到0.56，瑞德最低，为0.17；15 ℃、20 ℃时，荷兰白耐寒指数依然最高，瑞德最低，并且20 ℃时荷兰白、VNS的高于25 ℃(对照)，海发20 ℃接近25 ℃，20 ℃时耐寒指数由高到低依次为荷兰白、VNS、海发、瑞文德、瑞德。25 ℃时，海发、瑞文德、瑞德达到最高，海发20 ℃与25 ℃差异不显著，瑞文德、瑞德与其它处理差异显著或极显著。由上述可知，低温下，荷兰白的耐寒能力明显高于其他品种，而瑞德的耐寒能力相对较差。

图4 不同温度下的相对活力指数

图5 不同温度下的耐寒指数

2.6萌发期耐寒性的综合评价

用隶属函数法对5，10 ℃下5个三叶草品种5项指标进行了综合评价，结果详见表1。由表1可知，荷兰白、VNS、瑞文德、海发、瑞德的隶属函数总平均值从高到低分别是：0.581、0.462、0.354、0.267、0.211。隶属函数值越大，耐寒性越强。综合评价说明，荷兰白的耐寒性最强，VNS第二，其次为瑞文德、海发，瑞德的耐寒性最差。

3 讨 论

3.1温度对种子萌发的影响

耐寒性受多种因素影响，温度是决定种子萌发的主要条件之一。仅用单项指标评价很难全面反映5种三叶草品种的耐寒性强弱，所以选用了多个指标进行综合评价[14]，并且采用相对值减少种子自身因素的影响。结果表明，低温(5～10 ℃)条件下，各品种的各项指标显著低于20 ℃或25 ℃(对照)时的指标，荷兰白、VNS总体上在20 ℃各项指标达到最高，瑞文德、海发、瑞德总体上在25 ℃各项指标达到最高，说明20 ℃为荷兰白、VNS的最适萌发温度，25 ℃为瑞文德、海发、瑞德的最适萌发温度，这与宋采博的研究结果基本一致[15]。5 ℃时，瑞德、瑞文德相对发芽势较低，为2%，发芽受到了极大的限制，生长速度缓慢；10 ℃时瑞文德相对发芽势有了提升达到37%，而瑞德却仍然只有10%，原因是低温状态下酶的活性受到了极大的影响，导致萌发受到了限制。

3.2隶属函数应用的广泛性

利用隶属函数法进行评判植物的抗逆性已有较多的研究报道[16-17]。本试验采用隶属函数法对5种三叶草进行综合评价，更具有科学性和准确性，隶属函数具有提高各个指标的全面性，也能解决多个指标容易弄混的困难。

3.35种三叶草对低温的响应

不同温度对5种三叶草萌发有较大影响，荷兰白、VNS在萌发期有较强的耐寒能力。荷兰白和VNS在10 ℃时各项指标明显高于其他品种，相对发芽率都超过了80%，瑞文德也接近80%，而瑞德和海发在10 ℃时，相对发芽率均在30%左右。所以在生产实际中，可根据不同品种萌发时对温度的需求来合理安排播种时间。相对来说，荷兰白比较适合在较寒冷的地区播种种植。

4 结 论

4.125 ℃是海发、瑞德、瑞文德种子发芽的适宜温度；20 ℃为荷兰白、VNS的最适萌发温度。

4.2隶属函数法综合评价，5种三叶草萌发期耐寒性强弱顺序为：荷兰白>VNS>瑞文德>海发>瑞德。