温度及基质对羽扇豆种子发芽的影响

徐来仙 艾训儒 张应团

摘要：通过测定不同温度和基质条件下羽扇豆（Lupinus micranthus Guss.）种子的发芽率、发芽势、生长量以及幼苗生长过程，分析温度和基质对羽扇豆种子萌发的影响。结果表明，温度对种子萌发和幼苗生长影响明显，是羽扇豆种子萌发与幼苗生长最重要的环境因子，15 ℃最利于获得较高发芽率，25 ℃最有利于获得高生长量;基质对羽扇豆的最大生长量影响极显著，对发芽始期和发芽势影响显著，对发芽率、发芽末期、发芽时间和平均日生长量影响不显著，最具综合优势的基质是珍珠岩，蛭石最有利于幼苗的生长;温度与基质对发芽率、发芽期指标、发芽势和最大生长量有明显交互作用，温度与基质的最优处理是“15 ℃+本地黄心土”和“15 ℃+草炭”。

关键词：羽扇豆（Lupinus micranthus Guss.）种子;发芽特性;温度;基质

中图分类号：S681.9         文献标识码：A

文章编号：0439-8114（2020）17-0075-05

Abstract： By measuring the germination rate， germination energy， growth and seedling growth process of Lupinus micranthus seeds under different temperature and matrix conditions， the effects of temperature and matrix on the germination of L. micranthus seeds were analyzed. The results showed that， temperature had a significant effect on seed germination and seedling growth， and was the most important environmental factor for L. Micranthus seed germination and seedling growth. 15 ℃ was the most conducive to obtain a higher germination rate and 25 ℃ was the most conducive to obtain high growth. The matrix had a very significant effect on the maximum growth of L. micranthus， and had a significant effect on the initial stage and germination energy， but had no significant effect on the germination rate， end stage， germination days and average daily growth. The most comprehensive advantage of the matrix was perlite， vermiculite was the most conducive to the growth of seedlings. Temperature and matrix had obvious interaction effects on germination rate， germination period index， germination energy and maximum growth， the optimal treatment of temperature and matrix was “15 ℃+local yellow heart soil” and “15 ℃+peat”.

Key words： Lupinus micranthus seed; germination characteristics; temperature; matrix

羽扇豆（Lupinus micranthus Guss.）原产地中海，为豆科羽扇豆属一年生草本植物，叶形优美，总状花序顶生[1]、花蝶形、颜色丰富，花期长达2个月，具有较高的观赏价值，也能作绿肥、家禽饲料[2]和应用于食品开发[3]。羽扇豆在原产地自然分布广，品种繁多，中国引种始于20世纪90年代，国内对羽扇豆的研究多集中于种子萌发的外源激素处理效应[1，4-7]、育种及栽培技术等方面[4，8-11]，而对种子萌发特性的系统研究少见报道。

鄂西南山地与羽扇豆原产地均属亚热带，具备引种的气候基础，而引种栽培羽扇豆既可丰富该区域园林绿化植物种类，又可为农牧和食品业提供潜在开发利用的植物资源。种子发芽条件和萌发特性是种子繁殖和引种栽培的依据，为此，研究温度及基质对羽扇豆种子发芽的影响，探讨羽扇豆最适发芽条件，以期为鄂西南山地引种和栽培羽扇豆提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用的羽扇豆种子来源于内蒙古赤峰市喀喇沁旗的赤峰草花种子繁育基地，将种子置于5 ℃冰箱中保存。试验于2018年6—11月在湖北民族大学林学园艺学院种子实验室进行。采用百粒法测定种子千粒重为14.48 g。

1.2 试验方法

试验采用溫度与基质双因素完全随机设计，相互对照。温度设置4个水平：5、15、25、35 ℃;基质设置4个处理：鄂西南本地黄心土（BDHXT）、粒径1～3 mm的蛭石（ZS）、粒径3～6 mm的草炭（CT）、粒径3～7 mm的珍珠岩（ZZY）。

种子萌发处理：将正常、饱满的羽扇豆种子置于装有500 mL去离子水的烧杯中，40 ℃水浴1 h[5]，然后在0.5%的高锰酸钾溶液中浸泡30 min，再将种子用去离子水清洗干净，将处理好的种子放入盛装有基质的发芽盒中，将不同基质发芽盒放置于5、15、25、35 ℃的温箱中，每天12 h光照，培养期间适时补充水分以保持基质的湿润。共16个试验处理，每处理30粒种子，3次重复。

1.3 数据采集与处理

参照文献[12]，自羽扇豆种子置床24 h后开始观察并记录发芽情况，以胚根出现为萌发标志，统计发芽期指标（发芽始期、发芽末期、发芽时间）、发芽率、发芽势;每个试验单元随机抽取10粒种子，自萌发开始每天测定芽长，统计平均日生长量、最大生长量。观察持续到所有种子发芽完成。

发芽始期（d）：即发芽开始时间，指从发芽试验开始至第1粒种子开始萌发所需时间;

发芽末期（d）：即发芽结束时间，连续5 d无种子萌发视为发芽结束;

发芽时间（d）：即从第1粒种子萌发开始至最后1粒种子萌发的总天数;

发芽率=（正常发芽的种子数/供试种子总粒数）[×]100%;

发芽势=（日发芽种子数达到高峰时正常发芽种子的总数/供试种子总粒数）[×]100%;

平均日生长量（mm）：即每株幼苗从发芽开始至达到试验期间最大芽长，平均每天的芽长生长量;

最大生长量（mm）：指每株幼苗试验期间最大的生长量（最长芽长）。

用SPSS 18.0软件完成数据整理并进行方差分析和多重比较（Duncan法）分析;用GraphPad Prism5软件绘图。

2 结果与分析

对不同温度与不同基质条件下羽扇豆种子各发芽指标进行方差分析，方差分析结果见表1。由表1可知，温度对羽扇豆种子发芽影响极显著（P<0.01）;基质对羽扇豆种子的最大生长量影响极显著（P<0.01），对发芽始期和发芽势影响显著（P<0.05），对发芽率、发芽末期、发芽时间和平均日生长量影响不显著（P>0.05）;不同温度与不同基质的交互作用对羽扇豆种子发芽率、发芽始期和最大生长量影响极显著（P<0.01），对发芽末期、发芽时间和发芽势影响显著（P<0.05），对平均日生长量无显著影响（P>0.05）。

2.1 温度对羽扇豆种子发芽影响的多重比较分析

对不同温度条件下各发芽指标进行多重比较，结果见表2。从表2可以看出，不同温度间种子发芽率、发芽势、发芽期指标、平均日生长量及最大生长量差异明显，发芽率以15 ℃最高，达到76.4%，显著高于其他温度，再由高到低是5、25、35 ℃，且试验过程中发现幼苗在35 ℃下很快死亡。发芽始期在15、25、35 ℃时差异不显著，均置床1 d就开始发芽，而5 ℃的发芽始期最晚（第7 d）。不同温度下羽扇豆种子发芽末期和发芽时间均为5 ℃最高。发芽势以15 ℃最高，为57.5%，与25 ℃的差异不显著，显著高于5、35 ℃的，说明低温和高温条件下发芽势明显降低。平均日生长量和最大生长量以25 ℃最高，分别为7.4 mm和38.6 mm，均显著高于5、15、35 ℃，其中5 ℃的平均日生长量和最大生长量均最低。综合来看，15 ℃最有利于羽扇豆种子萌发，发芽率、发芽势最高，发芽始期早，25 ℃最有利于羽扇豆获得高的生长量，生长量最高、发芽期指标最早。

2.2 基质对羽扇豆种子发芽影响的多重比较分析

由表2可见，基质对羽扇豆种子发芽始期、发芽势、平均日生长量和最大生长量影响明显，对发芽率、发芽末期和发芽时间无显著影响，珍珠岩的发芽率最高，为66.1%，与草炭、本地黄心土和蛭石差异不显著;发芽势以珍珠岩最高，为51.7%，与草炭和蛭石差异不显著，本地黄心土的发芽势最低;珍珠岩的发芽始期显著早于其他基质，即珍珠岩相对其他3种基质，明显有利于种子提早萌发。蛭石的平均日生长量显著高于本地黄心土。蛭石的最大生长量最高，显著大于珍珠岩、本地黄心土和草炭。总体来看，对羽扇豆种子萌发最具综合优势的基质是珍珠岩，发芽率、发芽势高且萌发早;蛭石最有利于幼苗的生长，生长量高。

2.3 温度与基质的交互作用对羽扇豆种子发芽的影响

由表1可知，温度与基质对羽扇豆种子的发芽率、发芽期指标、发芽势和最大生长量具有显著交互作用，对平均日生长量交互作用不显著。因此，对具有交互效应的各个发芽指标按不同处理进行分析，绘制温度与基质试验中各处理的羽扇豆幼苗生长量动态变化曲线，如图1;针对温度与基质互作效应明显的发芽指标进行各处理间的多重比较，结果见表3。

2.3.1 各处理的幼苗生长变化分析 由图1可知，同一温度不同基质处理下羽扇豆幼苗生长量曲线变化趋势一致，生长量曲线间距小，幼苗生长过程时间长短、生长各阶段到来时间、幼苗的存活率和存活时间均相近;而同一基质不同温度处理下羽扇豆幼苗生长量曲线间距大，变化趋势不一致，说明温度主导了羽扇豆幼苗的生长过程、生长速率和生长量变化。由处理下羽扇豆幼苗生长曲线的形状可知，羽扇豆幼苗经历了缓慢生长期、迅速生长期、逐渐降速期，最后停止生长、幼苗死亡的过程。试验结束时，25、35 ℃的所有处理均完成了幼苗在没有肥水补给条件下的生长过程，达到最大生长量并死亡，而5、15 ℃的所有处理还分别处于缓慢生长期和逐渐降速期。

温度越高，到达最高生长量的时间越短，种子养分耗尽结束生命越早。35 ℃的所有处理在第2～4天已到达最大生长量并迅速死亡，不适宜幼苗的存活，除“35 ℃+ZS”处理，其他3个处理的最大生长量均很低，且“35 ℃+ZS”处理仅比5 ℃的略高，而5 ℃的处理在试验结束时幼苗还处于缓慢生长期。在5～25 ℃，随着温度的降低，相同温度不同基质间的曲线距离越小，生长速率和生长量差异越小。除曲线差异很小的5 ℃外，蛭石处理在低温条件下较早进入迅速生长期、增速缓慢、保持时间长、生命更持久，这与“2.2”中“蛭石最有利于羽扇豆幼苗的生长，生长量高、发芽始期早”相符合。

2.3.2 各处理的综合评价 由表3可知，发芽率最高的是“15 ℃+BDHXT”处理，为88.9%，与“15 ℃+CT”处理差异不显著，发芽率以“35 ℃+BDHXT”处理最低，与“35 ℃+ZS”“25 ℃+BDHXT”和“35 ℃+CT”处理差异不显著。除5 ℃下各基质外，其余温度基质组合的发芽始期无显著差异，第1～2天开始萌发，“5 ℃+CT”处理的发芽始期最晚（第8天），与“5 ℃+BDHXT”处理差异不显著;在不同基质条件下，15 ℃的发芽率均高于其他温度条件。发芽末期以25、35 ℃条件下各基质最早，且兩两间差异不显著，“5 ℃+ZZY”和“5 ℃+CT”处理的发芽末期最晚，但与“5℃+ZS”处理的差异不显著。蛭石、草炭和珍珠岩在15、25、35 ℃条件下发芽时间短且差异不显著，且在5 ℃下发芽时间均最长（12～15 d）;本地黄心土条件下5、15 ℃的发芽时间显著晚于25、35 ℃。在本地黄心土和草炭条件下15 ℃的发芽势最高，分别为56.7%和66.7%;蛭石条件下15、25 ℃的发芽势最高，珍珠岩条件下5 ℃的发芽势最低。不同基质条件下5、15 ℃的平均日生长量最大，两两间差异不显著;本地黄心土和草炭在15～35 ℃，随着温度的升高，平均日生长量减小。“25 ℃+ZS”处理的最大生长量最高，为54.1 mm，显著高于其他温度基质水平组合;各基质条件下5、35 ℃的最大生长量最小，两两间差异不显著。

根据发芽指标的重要程度，按发芽率、最大生长量、发芽末期、发芽时间、发芽势的顺序，对试验处理进行选择，与上一个指标表现最好的处理差异不显著的处理进入下一个指标的选择，对所有指标选择完后留下的处理就是综合评价最优的处理。根据表3中各发芽指标和幼苗生长指标的多重比较结果进行综合评价，“15 ℃+BDHXT”和“15 ℃+CT”是综合表现最优的处理。

3小结与讨论

温度对种子萌发和幼苗生长影响明显，是羽扇豆种子萌发与幼苗生长最重要的环境因子，15 ℃最利于获得较高发芽率，25 ℃最有利于获得高生长量;基质对羽扇豆的最大生长量影响极显著，对发芽始期和发芽势影响显著，对发芽率、发芽末期、发芽时间和平均日生长量影响不显著，最具综合优势的基质是珍珠岩，蛭石最有利于幼苗的生长;温度与基质对羽扇豆种子的发芽率、发芽期指标、发芽势和最大生长量有明显交互作用，对平均日生长量交互作用不显著，温度与基质的最优处理是“15 ℃+BDHXT”和“15 ℃+CT”。

温度显著影响种子的萌发率，适宜的温度促进种子的萌发，而发芽率又是衡量种子萌发条件适宜与否最重要的指标。本研究结果表明，羽扇豆种子在15 ℃下的发芽率最高，与楚爱香等[6]研究中多叶羽扇豆种子的最高发芽率为20 ℃不同，可能由于种、种源或产地不同。

不同基质含有不同的营养物质、微生物种类，其松紧程度也不同，从而影响种子萌发、幼苗生长[13]。本研究结果表明，羽扇豆种子萌发最具综合优势的基质是珍珠岩，蛭石最有利于幼苗的生长，与李宽中等[4]采用泥炭∶珍珠岩∶沙=3∶1∶1和泥炭∶珍珠岩=2∶1两种基质对多叶羽扇豆出苗率影响不显著的结果不一致，可能由于基质种类或植物种类不同。“15 ℃+BDHXT”和“15 ℃+CT”为温度与基质的最优处理，其中本地黄心土广泛存在于鄂西南地区，经济实惠。

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