低温胁迫对油菜种子发芽及幼苗生长的影响

李 佳

舟曲县憨班镇人民政府农业农村综合服务中心，甘肃 舟曲 746300

0 引言

油菜又名番油菜、甘蓝型油菜、欧洲油菜等，为十字花科云薹属植物，是重要的油料作物之一。我国油菜栽植面积及产量均居世界首位［1］。舟曲县位于甘肃省甘南藏族自治州，油菜是当地重要的越冬油料作物。油菜的产量与品质直接影响当地农户的经济收益［2］。而在油菜栽培过程中，成苗率、壮苗率直接决定油菜的产量及品质［3］，因此加强对油菜种子发芽及幼苗生长影响因素的研究有重要意义。

水分及温度是种子萌发的重要影响因素。种子吸水膨胀后，萌发温度直接影响种子内酶活性。若温度过低，种子内物质及气体转运将受到阻碍，最终影响种子萌发［4］。近年来，部分学者探究了低温胁迫对作物种子萌发的影响。例如，卢军等［5］以云烟85 裸种为试验材料，设置不同的萌发温度，检测种子萌发活力和理化特性，发现低温胁迫导致种子萌发活力下降、出苗整齐度差、幼苗细胞膜受到伤害。沈虹等［6］以39 个西瓜品种（系）、组合为试验材料，研究低温胁迫对西瓜种子的影响，发现低温胁迫会造成西瓜种子发芽势、相对发芽率、相对胚根长和相对活力指数降低，且温度越低，上述指标越低。崔婷茹等［7］研究发现，低温处理会影响不同品种玉米种子的发芽率及幼苗株高、地上部鲜质量、地下部鲜质量、地上部干质量。参考上述研究，笔者以舟曲县常用油菜品种的种子作为试验材料，研究低温胁迫对种子萌发及幼苗生长的影响，以期为当地合理培育油菜幼苗提供依据。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

试验用油菜品种为隆油8号。

1.2 试验方法

选择成熟且饱满的油菜种子，并将其置于0.5%硫酸铜溶液中浸泡25 min，用清水冲洗4 次，洗净之后吸干种子上的水备用。在培养皿内垫入脱脂棉和滤纸，均匀放入100 粒种子，并置于GZ-500-GSI 人工气候箱内培养。此次试验根据萌发温度的不同共设置4 个处理，分别为CK（25 ℃）、T1（20 ℃）、T2（15 ℃）、T3（10 ℃），每个处理分别重复3 次，共12 个培养皿。在整个试验过程中，每日光照及黑暗时间均维持在12 h，相对湿度维持在60%左右。

1.3 测定指标

从播种后第2 天开始，每日记录发芽种子数量，并计算每日发芽率。播种后第7 天按照式（1）计算油菜种子发芽势，按照式（2）计算油菜种子发芽指数，按照式（3）计算油菜种子活力指数。播种后21 d，分别测量各处理油菜幼苗苗高、根长、单株鲜质量、单株干质量、鲜干比，并测量幼苗脯氨酸含量［8］、相对电导率［8］、丙二醛含量［9］及可溶性糖含量［9］。

式（2）中：Gt、Dt分别为t日内发芽的种子数及相应的发芽日数。

2 试验结果与分析

2.1 低温胁迫对油菜种子发芽的影响

2.1.1 低温胁迫对油菜种子发芽率的影响。由表1可知，CK 处理种子在第4天开始发芽；T1处理种子在第4 天开始发芽，但第4 天发芽率仅为35.15%，明显低于CK 处理第4 天的发芽率，第14 天T1处理种子发芽率达到最大值（97.83%）；T2处理种子在第6 天开始萌发，但第6 天发芽率仅为33.99%，明显低于CK 处理和T1处理第6 天的发芽率，第16 天发芽率达到最大值（85.69%）；T3处理种子在第12 天开始发芽，发芽率仅为2.54%，第18 天发芽率达到最大值（74.36%）。这表明油菜种子发芽率随着萌发温度的降低而降低。

表1 不同处理油菜种子发芽率 %

2.1.2 低温胁迫对种子萌发指标的影响。由表2可知，随着萌发温度的降低，油菜种子发芽势、发芽指数、活力指数3 个指标均呈现逐渐降低趋势。具体来看，CK、T1、T2、T3处理间油菜种子发芽势差异显著；CK与T1处理油菜种子发芽指数差异不显著，但显著高于T2处理（14.40）和T3处理（5.07）；油菜种子活力指数以CK 处理最高（11.89），分别比T1、T2、T3处理高1.27、3.76、6.98，其中CK 与T1处理油菜种子活力指数差异不显著，T1与T2处理油菜种子活力指数差异不显著。

表2 不同处理油菜种子萌发指标

2.2 低温胁迫对油菜幼苗生长特性的影响

由表3可知，CK 处理油菜幼苗苗高最高（4.65 cm），T3处理最低（2.82 cm），其中CK 与T1处理油菜幼苗苗高差异不显著，T1与T2处理油菜幼苗苗高差异不显著；CK 与T1处理油菜幼苗根长差异不显著，但明显高于T2处理（5.94 cm）和T3处理（3.78 cm）；CK、T1、T2处理间油菜幼苗单株鲜质量差异不显著，T1、T2、T3处理间油菜幼苗单株鲜质量差异不显著，CK处理油菜幼苗单株鲜质量明显高于T3处理；不同处理油菜幼苗单株干质量差异不显著；油菜幼苗鲜干比由高到低排序依次为CK、T1、T2、T3，其中CK 与T1处理油菜幼苗鲜干比差异不显著。

表3 不同处理油菜幼苗各生长指标

2.3 低温胁迫对油菜幼苗生理特性的影响

由表4 可知，不同处理油菜幼苗脯氨酸含量存在显著差异，其中T3处理脯氨酸含量最高（8.46 μg/g），T1处理油菜幼苗脯氨酸含量最低（5.70 μg/g），其余处理居中，T1与CK 处理油菜幼苗脯氨酸含量差异不显著；油菜幼苗可溶性糖含量在7.76～12.99 mg/g，其中T3处理油菜幼苗可溶性糖含量最高，CK处理油菜幼苗可溶性糖含量最低，T2与T3处理油菜幼苗可溶性糖含量差异不显著，CK 与T1处理油菜幼苗可溶性糖含量差异不显著；随着萌芽温度的降低，油菜幼苗相对电导率呈现出持续升高的趋势，由CK 处理的25.65%逐渐升高至T3处理的81.44%，其中CK 与T1处理油菜幼苗相对电导率差异不显著，T1与T2处理油菜幼苗相对电导率差异不显著；CK、T1、T2处理间油菜幼苗丙二醛含量差异不显著，但明显低于T3处理（6.99 nmol/g）。

表4 不同处理油菜幼苗各生理特性指标

3 讨论与结论

种子活力主要用于评价种子健壮程度，是种子品质的重要评价指标，可反映种子发芽特性和幼苗生长能力，会对作物苗期的生长情况产生直接影响，决定着作物生长后期对外界环境的抗逆特性。通常，种子活力的评价指标主要包括种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数等［10］。上述各指标中，发芽率主要体现种子发芽数量随着时间的变化，发芽势主要体现种子发芽速度，发芽指数及活力指数主要体现种子发芽整齐度。种子活力越低，其发芽速度越慢，发芽整齐度越差［11］。该研究发现，随着温度的降低，油菜种子发芽率、发芽速度、发芽整齐度均有所降低，这与沙晓梅等［12］的研究结果一致。

植株体内的渗透调节物质含量直接体现其对环境的适应情况。当植物遭受逆境胁迫时，其自身会迅速进行渗透调节，以维持细胞内外渗透平衡。相对电导率主要用于反映植物细胞受损伤程度，丙二醛含量反映植物对逆境胁迫反应的强弱。该研究发现，随着萌发温度的降低，油菜幼苗渗透调节物质含量、相对电导率及丙二醛含量升高，这与常博文等［13］的研究结果一致。

该研究表明，随着萌发温度的降低，油菜种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数及油菜幼苗各生长指标均呈现逐渐降低趋势，但油菜幼苗的渗透调节物质含量、相对电导率、丙二醛含量呈现逐渐增长趋势。在20～25 ℃环境下，油菜种子发芽率最高，幼苗整齐度最佳，幼苗生长效果最好，且其渗透调节物质、相对电导率及丙二醛含量最低，表明该温度范围最适宜油菜种子萌发及幼苗生长发育。