不同成熟度黄花苜蓿种子发芽力与活力分析

赵永泉，苏德毕力格，唐 芳，石凤翎，*，韩国栋

(1.呼伦贝尔市林业和草原事业发展中心，海拉尔 021008；2. 内蒙古农业大学草原与资源环境学院，呼和浩特 010018)

黄花苜蓿(MedicagofalcataL.)，是我国北方森林草原、草甸草原上一种优良的豆科牧草之一，具有抗旱、抗寒、抗逆性强、寿命长、对土壤和降雨要求不严等优良特性，黄花苜蓿含有丰富的蛋白质和维生素等营养成分，是理想的天然草地改良和人工草地建植的重要牧草[1]。黄花苜蓿与紫花苜蓿相比其产量和再生性差，但其适口性和营养价值与紫花苜蓿相近，并且抗逆性和抗寒性强于紫花苜蓿，是苜蓿育种的重要种质资源，具有极高的饲用价值、生态价值和遗传育种价值[2-3]。

牧草种子的活力是衡量其品质优劣的重要指标，影响着种子的种用价值。高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力，是丰产的基础[4]。种子活力的大小受遗传因素影响，同时还受栽培管理、采收时间、贮藏条件等的影响。种子的收获时间和成熟度有着密切联系。张毅等[5]研究证明种皮颜色Y值(黄色)与有色大麦种子活力呈正相关关系，其余各颜色指标均呈负相关关系；李贺勤等[6]研究发现甘蓝种子大小和颜色分级能有效提高甘蓝种子质量，且存在种皮颜色越深、种子越大，种子活力就越高的变化趋势。张震东等[7]以同一草木樨种批中3种不同颜色的种子和混样为试验材料，进行标准发芽试验、低温发芽试验和干旱发芽试验和种子浸泡液电导率，试验结果表明不同颜色的草木樨种子活力间存在显著差异。吕鹏辉等[8]以红三叶同一种子批中的黄色、黄褐色、褐色以及混色种子为试验材料，综合评价各颜色种子活力，发现不同颜色红三叶种子的萌发指标存在显著差异，其中黄色种子表现最优。本研究针对野生黄花苜蓿抚育过程中整个群落种子成熟持续期较长、种子收获期难把握，造成收获种子质量差的问题，利用种子颜色判别种子成熟度，检测不同颜色(成熟度)种子活力的变化，为确定适宜采种期、收获高活力种子提供依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

2020年在内蒙古自治区呼伦贝尔市鄂温克旗维特很地区收获野生黄花苜蓿种子，将该批黄花苜蓿种子按照颜色确定成熟度，分离出暗绿色的未熟种子(GS)、黄褐色的完熟种子(YS)、褐色的枯熟种子(BS)，以混合收获的种子作为对照(CK)(见图1)。

图1 不同成熟度黄花苜蓿种子

1.2 实验方法

1.2.1不同成熟度种子所占比例

在无杂质的均匀的种子批中，随机称取混收种子。从中分离出不同成熟度种子，用万分之一天平称重后统计粒数，最后计算不同成熟度种子所占重量比和粒数比。

1.2.2发芽试验与活力指数测定

采用纸上(TP)发芽法，随机选取不同成熟度的种子100粒，置于铺有双层滤纸的培养皿中，3次重复，置25℃恒温箱中进行发芽。在第3 d统计硬实种子数，取出后用砂纸打磨，继续培养，每天统计各培养皿的发芽种子数。将硬实种子培养7 d后，统计全部培养皿内种子的最终发芽总数，用滤纸吸掉表面水分后测定幼芽与幼根鲜重，利用下述公式计算各指标。

1.3 各指标计算方法

发芽率(GR) (%) = 种子发芽终期(10 d)全部发芽种子数/供试种子数×100%。

发芽势(GP) (%) = 发芽高峰期(5 d)发芽种子数/供试种子数×100%。

发芽指数(GI) =Σ(Gt/Dt) 。式中：Gt为第t天的萌发种子数量，Dt为相应的种子萌发天数。

硬实率(%)=第3 d未吸胀的种子数/供试种子总数×100%。

活力指数(VI)=种苗生长势(S)×发芽指数(GI)。式中：幼苗生长势(S)=幼芽与幼根的总鲜重(DW)。

1.4 试验数据处理与统计

用Excel对数据进行处理及作图，用SPSS 23进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 同批次种子中不同成熟度种子所占比例

在本试验中，不同成熟度种子所占比例与千粒重均有一定差异(见表1)。其中3个成熟度种子粒数比例结果显示，完熟种子占61.07%，未熟种子占9.97%。未熟种子的重量比与粒数比大致相同，其中枯熟种子重量占比较数量比增大，而完熟种子重量占比较数量比减小。种子的千粒重随种子成熟而增加，而枯熟种子粒重有所降低5 g。但不同成熟度黄花苜蓿种子的千粒重间无显著差异(P>0.05)，千粒重1.193～1.321 g。

表1 黄花苜蓿同一种子批次不同成熟度种子数量与重量

2.2 不同成熟度黄花苜蓿种子的萌发率与硬实率

黄花苜蓿种子不同成熟度种子的硬实率有较显著的差异，未熟种子与完熟种子的硬实率显著高于枯熟种子的硬实率(见表2)。

表2 不同成熟度黄花苜蓿种子硬实率与打磨前后的发芽率

不同成熟度黄花苜蓿种子发芽率间存在显著差异。枯熟种子发芽率显著(P<0.05)高于未熟种子和完熟种子及混收种子的发芽率。经相同条件的打磨处理后，完熟种子发芽率显著(P<0.05)高于未熟种子和枯熟种子及混收种子。总体上分析其发芽能力从大到小依次排序为：完熟种子>混合种子>枯熟种子>未熟种子。

2.3 不同成熟度黄花苜蓿种子发芽速度与活力的差异

不同成熟度黄花苜蓿种子的发芽势与发芽指数呈现相同的规律(见表3)。由发芽势与发芽指数可反映出种子发芽速度的快慢。黄花苜蓿枯熟种子发芽较快，完熟种子居中，未熟种子发芽较慢。打磨后完熟种子发芽速度显著高于未熟种子与枯熟种子。

表3 不同成熟度黄花苜蓿种子打磨前后的活力变化

不同成熟度种子活力指数间存在显著差异。活力指数更综合地反映出种子的活力差异。经打磨处理后完熟种子的活力显著高于未熟和枯熟种子。

3 讨论

3.1 黄花苜蓿种子成熟度与硬实率的关系

种子活力是衡量种子质量高低的重要指标，活力高的种子出苗迅速，苗齐苗壮，是获得作物产量和品质的基础。不同收获时间的种子其成熟度不同，而种皮颜色随着种子成熟度的变化而出现差异。本实验通过对黄花苜蓿种子按颜色划分成熟度进行发芽试验可知，不同成熟度的黄花苜蓿种子的千粒重没有显著差异，但未熟种子和完熟种子的硬实率却显著高于枯熟种子，这可能是未熟种子未发育成熟，没有经过后熟的过程，而完熟种子硬实率高是为了增强黄花苜蓿的拓殖能力，提高其生存率，枯熟种子经过一定时间的内部抑制发芽的激素分解消耗和种皮功能的减弱，反而降低了硬实率。

3.2 黄花苜蓿种子成熟度与活力的关系

通过对不同成熟度的黄花苜蓿种子的发芽势、发芽率、发芽指数的测定，发现完熟种子打磨后具有较强的发芽能力，而未打磨的枯熟种子相较于其余未打磨的种子具有较好的发芽能力。但通过活力指数综合分析可看出，打磨后完熟种子的幼苗具有较高的活力，并显著高于枯熟和未熟种子。而未打磨种子中，枯熟种子幼苗活力最强。同一种子批次的黄花苜蓿种子的3个成熟度种子和混收种子的萌发指标均存在显著性差异，即种子成熟度与种子活力直接相关，颜色越深，种子成熟度越高，其中完熟种子活力最高，其次是枯熟种子，最差是未熟种子。这与常晖[9]等在蒙古黄芪、草木樨、红三叶等豆科植物种子的研究结果基本一致。

大多数豆科植物成熟的种子一般成熟度高的种子发芽率高，这是因为正常成熟的种子能为其萌发提供充足的营养物质，而未成熟的种子则不能提供充足的营养物质。在种子发芽率检测时，若种子成熟度不一致，则会大大增加发芽率检测误差[10]。野生状态下的黄花苜蓿由于花期长，种子成熟度不一致，因此同期收获的种子中存在着不同成熟度的种子，且比例不相同。为了收获高活力的黄花苜蓿种子，收获前应开展成熟度占比调查，当完熟种子占大多数，未熟种子低于10%变可收获，以确定收获到较高活力的黄花苜蓿种子。

4 结论

该种子批次中枯熟种子和未熟种子约占40%，种子千粒重1.193～1.321 g，硬实率达80%以上。经打磨后种子活力强弱顺序为：完熟种子>枯熟种子>未熟种子。为收获到较高活力的黄花苜蓿种子，应在完熟种子60%以上，未熟种子低于10%收获为宜。