干旱脅迫對熱研二號柱花草種子萌發(fā)的影響

尹劍紅等

摘要

[目的] 研究干旱脅迫對熱研二號柱花草種子萌發(fā)的影響，為其在干旱條件下的栽培利用提供依據(jù)。[方法]采用不同濃度的聚乙二醇（PEG）（0、5%、10%、20%、30%）模擬干旱脅迫，測定干旱脅迫下熱研二號柱花草種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗胚芽長、胚根長、幼苗鮮重等指標(biāo)。[結(jié)果]低濃度（5%）PEG溶液對熱研二號柱花草種子萌發(fā)具有一定的促進作用。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號柱花草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗胚芽長、胚根長和幼苗鮮重等指標(biāo)受到抑制作用，其中20%和30%的PEG對熱研二號柱花草種子萌發(fā)的抑制作用較大。[結(jié)論]熱研二號柱花草具有一定的抗旱性。低濃度PEG溶液能夠促進其種子萌發(fā)，而高濃度PEG溶液則抑制熱研二號柱花草種子的萌發(fā)。

關(guān)鍵詞干旱脅迫；熱研二號柱花草；種子萌發(fā)

中圖分類號S812.1文獻標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2015）29-070-03

柱花草（Stylosanthes guianensis）為多年生豆科牧草，原產(chǎn)于南美洲，耐酸性土壤，可在pH 4.0～4.5的強酸性土壤上良好生長，牧草產(chǎn)量高 。熱研二號柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2）是1952年從國際熱帶農(nóng)業(yè)中心（CIAT）引進的，其牧草產(chǎn)量高、抗性好，是解決海南省蛋白質(zhì)飼料資源緊缺的主要牧草之一。

熱研二號柱花草適應(yīng)性強，可在廣東等優(yōu)質(zhì)豆科牧草缺乏的地區(qū)推廣。廣東地區(qū)雖然降雨豐富，但每年的10～11月降雨顯著減少，甚至?xí)霈F(xiàn)1個月沒有降雨的情況。因此，若要在廣東省更好地推廣種植熱研二號柱花草，就有必要對其耐旱性進行研究。筆者利用聚乙二醇（PEG）模擬干旱脅迫，研究干旱脅迫對熱研二號柱花草種子萌發(fā)的影響，以期為熱研二號柱花草在廣東地區(qū)的推廣提供一定的理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

熱研二號柱花草（Stylosanthes guianensis cv.Reyan No.2），來自中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院。

1.2試驗方法

設(shè)置PEG濃度為0、5%、10%、20%、30% 5個濃度梯度水平，選取大小一致、子粒飽滿的熱研二號柱花草種子50粒，60 ℃恒溫水浴鍋中水浴5 min，冷卻后置于直徑為12 cm的培養(yǎng)皿中，以雙層濾紙為發(fā)芽床，每個處理4次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱中，光照培養(yǎng)箱晝夜溫度為28 ℃，光照周期為12 h/12 h（光照/黑暗），光照強度為2 000 lx。從種子置床之日起開始觀察，以種子露白為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。每天同一時間統(tǒng)計發(fā)芽率，試驗第4天計算發(fā)芽勢（Gv），第8天計算發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）、活力指數(shù)（Vi），測定胚芽長、胚根長和幼苗鮮重等指標(biāo)。

1.3測定項目與方法

1.3.1發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽勢（ Gv）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）、活力指數(shù)（Vi）的計算。按照以下公式計算發(fā)芽率（Gr）、發(fā)芽熱（Gv）、發(fā)芽指數(shù)（Gi）和活力指數(shù)：

發(fā)芽勢（Gv）= （4 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%（1）

發(fā)芽率（Gr）=（8 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%（2）

發(fā)芽指數(shù)（Gi）=（Gt/Dt）（3）

活力指數(shù)（Vi）=Gi×SL（4）

式中，Gt 為t天內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，SL為幼苗鮮重（g）。

1.3.2胚芽長和胚根長的測定。

用刻度為1 mm的直尺測量胚芽長和胚根長，每個培養(yǎng)皿測量4株，共16株。

1.3.3幼苗鮮重。試驗第8天，用精度為1∶10 000的電子天平稱量其鮮重。

1.4數(shù)據(jù)處理使用Excel和SPSS19.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行整理及方差分析，采用Duncans 新復(fù)極差法比較不同處理間的差異性。

2結(jié)果與分析

2.1不同濃度PEG對苜蓿種子萌發(fā)的影響

2.1.1發(fā)芽率及發(fā)芽勢。發(fā)芽率和發(fā)芽勢是衡量種子發(fā)芽能力的重要指標(biāo)，分別反映了種子的發(fā)芽能力和發(fā)芽速度。從圖1可以看出，較低的PEG濃度可以促進種子的萌發(fā)，濃度為5%的PEG脅迫下熱研二號柱花草種子發(fā)芽率為86.50%，略高于對照，與對照差異不明顯。濃度為10%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草種子發(fā)芽率呈下降趨勢，但與對照差異不顯著。當(dāng)PEG濃度為20%，熱研二號柱花草種子發(fā)芽率下降幅度較大，與對照相比下降20.5%。當(dāng)PEG濃度為30%時，種子的發(fā)芽率急劇下降，發(fā)芽率僅12.5%。

從圖2可以看出，與對照相比，5%及10%PEG脅迫下熱研二號柱花草種子的發(fā)芽勢呈上升趨勢，其中5%的PEG脅迫下熱研二號柱花草發(fā)芽勢最大（71.5%），較對照增加了23.0%。但與10%PEG脅迫差異不顯著。在濃度為20%及30%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草種子發(fā)芽勢的下降幅度較大，與其他處理間差異極顯著，與對照相比發(fā)芽勢分別下降35.5%和47.5%，說明20%和30%的PEG對熱研二號柱花草發(fā)芽勢的抑制作用較大，特別是30%的PEG對熱研二號柱花草種子發(fā)芽勢的抑制作用遠遠大于其他濃度的PEG。

2.1.2發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)。從圖3可以看出，5%濃度的PEG溶液處理下熱研二號柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)顯著增加，為54.23，較對照升高了30.1%；在10%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草發(fā)芽指數(shù)略高于對照，與對照差異不顯著。 隨著PEG濃度的進一步增加，熱研二號柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)呈較大幅度的下降趨勢；在濃度為20%和30%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草的發(fā)芽指數(shù)分別為18.10和2.59，比對照分別下降了56.6%和93.8 %。

從圖4可以看出，與對照相比，濃度為5%的PEG溶液處理下熱研二號柱花草種子的活力指數(shù)上升了9.3%，與對照差異不顯著。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號柱花草種子的活力指數(shù)呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)PEG溶液濃度為10%時，熱研二號柱花草種子的活力指數(shù)為6.45，較對照下降10.4%，與對照差異不顯著。PEG溶液濃度為20%時，熱研二號柱花草種子的活力指數(shù)為1.56，較對照下降78.4%；當(dāng)PEG溶液濃度達到30%時，熱研二號柱花草種子的活力指數(shù)只有0.1，較對照下降98.5%。

2.1.3熱研二號柱花草幼苗胚芽長、胚根長和鮮重。

從圖5可以看出，濃度為5%和10%的PEG溶液脅迫下熱研二號柱花草幼苗的胚芽長高于對照，其中10%PEG脅迫下柱花草幼苗的胚芽長比對照增加1.33 cm，高于5%PEG溶液處理。這說明較低濃度的PEG溶液對熱研二號柱花草幼苗的胚芽長具有一定促進作用。隨著PEG濃度的增加，幼苗胚芽長的生長呈現(xiàn)下降趨勢，且PEG濃度越大，其下降趨勢越明顯。20%和30%的PEG溶液處理的柱花草胚芽長分別為327和0.70 cm，較對照分別下降了0.92和3.50 cm。

從圖6可以看出，PEG脅迫下熱研二號柱花草幼苗胚根長的變化趨勢與其胚芽長的變化趨勢基本一致。5%和10%PEG溶液處理的熱研二號柱花草其幼苗的胚根長高于對照，其中5%PEG溶液下幼苗胚根長為3.3 cm，比對照高0.78 cm。10%PEG脅迫下柱花草胚根長為3.73 cm，比對照高120 cm，比5%PEG處理高0.42 cm。隨著PEG濃度的升高，熱研二號柱花草的胚根長呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)PEG濃度為20%時，胚根長為2.80 cm；當(dāng)PEG濃度為30%時，胚根長只有0.51 cm，較對照下降2.01 cm。

從圖7可以看出，對照的幼苗鮮重最高，為0.17 g。隨著PEG溶液濃度的升高，熱研二號柱花草幼苗的鮮重呈現(xiàn)下降趨勢，且PEG濃度越高，幼苗鮮重下降越明顯。5%和10%PEG脅迫下熱研二號柱花草幼苗鮮重分別為0.143 6和0.143 7 g，二者差異不顯著，但顯著低于對照。當(dāng)PEG

濃度上升到20%時，幼苗鮮重明顯下降，只有0.085 g，較對照下降49.9%；當(dāng)PEG濃度達到30%時，幼苗鮮重僅0.045

g，較對照下降了73.4%。

3結(jié)論與討論

種子萌發(fā)是植株正常生長的開始，是植株正常生長發(fā)育

的重要階段，會直接影響到植株后期的生長發(fā)育和形態(tài)建成，從而間接影響后期的產(chǎn)量，即種子迅速整齊的萌發(fā)是后期獲得豐產(chǎn)的基礎(chǔ)。該研究結(jié)果表明干旱脅迫會影響熱研二號柱花草種子的萌發(fā)。在5%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)上升，說明輕度干旱脅迫能夠促進熱研二號柱花草種子萌發(fā)與成活，這與姚娜等和韋錦益等的研究結(jié)果一致。當(dāng)PEG溶液濃度升高到一定程度時，這4個指標(biāo)則呈現(xiàn)下降趨勢，且PEG溶液濃度越高，這4個指標(biāo)下降越明顯。

干旱脅迫影響熱研二號柱花草幼苗的生長。濃度為5%和10%的PEG脅迫下，熱研二號柱花草幼苗的胚根長和胚芽長增加，且10%的PEG處理高于5%的PEG處理。隨PEG濃度的進一步升高，熱研二號柱花草的胚芽長及胚根長下降，且PEG濃度越高，胚芽長及胚根長下降越明顯，這與韓瑞宏等和易曉華等的研究結(jié)果一致。

在不同濃度的PEG脅迫下，熱研二號柱花草幼苗的鮮重一直呈下降趨勢，且隨著PEG濃度的升高，其幼苗鮮重下降越明顯。

安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)2015年

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