不同貯藏年限蒙農(nóng)1號紅三葉種子活力的研究

馬一鳴，段曉潔，李曉杰，呂麗娟，王俊杰

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，呼和浩特 010018)

紅三葉(TrifoliumpratenseL.)是豆科車軸草屬多年生草本植物，在世界各地廣泛用作優(yōu)質(zhì)牧草、綠肥植物、水土保持植物和藥用植物[1]。紅三葉營養(yǎng)價值高，固氮能力強(qiáng)[2]，種子活力高；還含有多種異黃酮類物質(zhì)，具有抗癌、調(diào)節(jié)激素平衡和抗氧化的作用[3]。種子壽命是從種子完全成熟到喪失生活力為止所經(jīng)歷的時間，種子群體的平均壽命是種子發(fā)芽率從種子收獲后降低到50%所經(jīng)歷的時間,又稱種子的“半活期”[4]。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，壽命長的種子都有硬實休眠的特性。 紅三葉種子也存在硬實休眠，常溫下貯藏要比沒有硬實休眠的種子貯藏期長。 范志超[5]在苦豆子種子休眠特性研究中指出，種子在低溫條件下貯藏更容易解除休眠。為此，本研究在低溫條件下對不同貯藏年限的紅三葉種子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗，旨在了解紅三葉種子活力隨時間推移的變化情況，為紅三葉種子長期貯藏和在生產(chǎn)實踐中利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為-18℃環(huán)境下貯藏的蒙農(nóng)1號紅三葉(TrifoliumpratenseL.cv.Mengnong No. 1)種子，貯藏年份分別為2014年、2017年、2018年、2019年和2020年，均由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院實驗室提供。

1.2 測定方法

1.2.1千粒重測定

隨機(jī)選取1000粒種子,用天平(萬分之一)進(jìn)行稱重,3次重復(fù)。

1.2.2硬實率測定

采用吸脹法測定。隨機(jī)選取50粒種子,3次重復(fù)，將種子放入培養(yǎng)皿中加入充足水分，2d后統(tǒng)計未吸脹種子數(shù)。

硬實率=(未吸脹種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%

1.2.3發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)測定

首先隨機(jī)選取部分顆粒飽滿、無殘缺的蒙農(nóng)1號紅三葉種子，用砂紙打磨進(jìn)行預(yù)處理。然后隨機(jī)選取紅三葉種子50粒，用0.1%的升汞進(jìn)行消毒，用蒸餾水沖洗3～5次后放入培養(yǎng)皿中，3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于20℃人工智能培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天記錄發(fā)芽種子數(shù)，第3d測發(fā)芽勢，第10d結(jié)束記錄。

發(fā)芽率=(發(fā)芽終期發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%

發(fā)芽勢=(第3d發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×G

上式中：Gt為在t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；G為發(fā)芽結(jié)束時幼苗的重量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏年限對紅三葉種子千粒重的影響

紅三葉種子的平均千粒重為1.4540g，隨著貯藏年限的增加呈逐年降低的趨勢，不同年限間差異顯著。由表1看出，當(dāng)年收獲的種子千粒重最大，為1.6151g；貯藏3年的種子千粒重最小，為1.2834g。貯藏2年和貯藏3年的種子千粒重差異不顯著；貯藏3年和貯藏6年的種子千粒重差異不顯著。從種子的形態(tài)上分析，貯藏3年的種子形態(tài)較小，種子干癟，明顯不如其他年限種子飽滿，可能是受當(dāng)年雨水、土壤等氣候環(huán)境因素的影響所致。

表1 不同貯藏年限紅三葉種子千粒重

2.2 不同貯藏年限對紅三葉種子硬實率的影響

由圖1可知，紅三葉種子貯藏1年硬實率最高，為46%。當(dāng)年收獲的種子硬實率低于貯藏1年的種子。貯藏3年的紅三葉種子硬實率最低，為1.33%。貯藏2年的種子硬實率為4%，比貯藏1年的紅三葉種子降低42%。貯藏2年、3年和6年的紅三葉種子硬實率無顯著差異，說明貯藏第2年大部分紅三葉種子已破除硬實，打破休眠。

小寫字母表示不同貯藏年限間硬實率差異顯著(p<0.05)圖1 不同貯藏年限紅三葉種子的硬實率

2.3 不同貯藏年限對紅三葉種子發(fā)芽率的影響

由圖2可知，貯藏1～6年打磨后的紅三葉種子發(fā)芽率高，平均發(fā)芽率為99.47%。貯藏1年未打磨的紅三葉種子發(fā)芽率最低，為54%，與其他年份差異顯著。未打磨的種子貯藏6年的發(fā)芽率最高，為98%。當(dāng)年收獲的未打磨種子發(fā)芽率顯著高于貯藏1年的種子。貯藏2年未打磨的紅三葉種子比貯藏1年的種子發(fā)芽率提高32.67%。未打磨的種子當(dāng)年收獲和貯藏2年的種子差異不顯著，貯藏2年、3年和6年的種子發(fā)芽率差異不顯著。當(dāng)年收獲的和貯藏1年的紅三葉種子，打磨與未打磨處理間發(fā)芽率差異顯著，說明破除硬實能有效提高種子的發(fā)芽率。

小寫字母表示不同貯藏年限間發(fā)芽率差異顯著(p<0.05)；

2.4 不同貯藏年限對紅三葉種子發(fā)芽勢的影響

紅三葉種子打磨后平均發(fā)芽勢是97.67%，提高了15.8%，不同年限之間無顯著差異。貯藏1年未打磨的紅三葉種子發(fā)芽勢最低，為54%。貯藏2年未打磨的種子比貯藏1年未打磨的種子發(fā)芽勢提高了32.67%。未打磨貯藏3年和6年的種子發(fā)芽勢相同，為96.67%。未打磨的貯藏2年、3年和6年的種子發(fā)芽勢較高，無顯著差異。未打磨的當(dāng)年收獲種子發(fā)芽勢顯著高于貯藏1年的種子。當(dāng)年收獲的種子和貯藏1年打磨和未打磨的種子，發(fā)芽勢差異顯著。

圖3 不同貯藏年限紅三葉種子發(fā)芽勢的變化

2.5 不同貯藏年限對紅三葉種子發(fā)芽指數(shù)的影響

貯藏1年未打磨的種子發(fā)芽指數(shù)最低，為24.22(見圖4)。未打磨當(dāng)年收獲的種子與貯藏1年的種子，發(fā)芽指數(shù)無顯著差異。未打磨貯藏1年的種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于貯藏2年的種子，且隨著貯藏年限的延長發(fā)芽指數(shù)有增長的趨勢。貯藏6年未打磨的種子發(fā)芽指數(shù)最高，為45.96，與其他年限未打磨種子的發(fā)芽指數(shù)有顯著差異。打磨后的紅三葉種子平均發(fā)芽指數(shù)為41.28，當(dāng)年收獲的種子發(fā)芽指數(shù)顯著低于其他貯藏年限種子的發(fā)芽指數(shù)。貯藏1年和貯藏3年打磨種子與未打磨種子發(fā)芽指數(shù)之間差異顯著，其他年限打磨與未打磨種子發(fā)芽指數(shù)之間差異不顯著。

圖4 不同貯藏年限紅三葉種子發(fā)芽指數(shù)的變化

2.6 不同貯藏年限對紅三葉種子活力指數(shù)的影響

貯藏1年的紅三葉種子活力指數(shù)最低，為7.74(圖5)。貯藏2年的紅三葉種子活力指數(shù)最高，比貯藏1年的種子活力指數(shù)提高了4.71。貯藏3年和貯藏6年的種子活力指數(shù)低于貯藏2年的種子，但高于當(dāng)年收獲和貯藏1年的種子。貯藏6年的種子仍然保持較高的活力指數(shù)，與當(dāng)年收獲的種子和貯藏2年、貯藏3年的種子活力指數(shù)無顯著差異。貯藏1年與當(dāng)年收獲的種子，活力指數(shù)無顯著差異。

圖5 不同貯藏年限紅三葉種子活力指數(shù)的變化

3 討論

3.1 種子貯藏條件對種子休眠的影響

硬實是豆科種子中普遍存在的特性。硬實種子的休眠，主要是由于種皮透水、透氣性差以及對胚生長的機(jī)械束縛造成的[6]，解除硬實種子休眠的方法有化學(xué)處理法、物理處理法和生物處理法[7～8]，崔樂樂等[9]用砂紙打磨新品系黃花苜蓿種子效果較好,能完全破除種子硬實,發(fā)芽率可達(dá)98%。紅三葉經(jīng)過打磨處理后種子活力高，平均發(fā)芽率為99.47%，這與李悅煊[10]的研究結(jié)果一致。種子硬實的影響因素包括遺傳因素、環(huán)境條件以及貯藏條件等[11]，貯藏溫度是其中重要的影響因子。對于硬實率高的種子，常溫下解除種子硬實休眠是非常困難的，在低溫條件下解除休眠的速度會加快。范志超[5]在對苦豆子休眠特性的研究中發(fā)現(xiàn)，低溫條件下種子硬實率下降明顯高于常溫條件下。裴云霞等[12]認(rèn)為，低溫貯藏能夠有效保持楓香種子活力。本研究是在-18℃低溫條件下進(jìn)行的，結(jié)果表明當(dāng)年收獲的和貯藏1年的紅三葉種子硬實率高、發(fā)芽率低，貯藏2年的種子硬實率降低到4%，且貯藏2年、貯藏3年和貯藏6年的種子沒有顯著差異，說明種子未發(fā)芽是由于硬實的存在而不是種子質(zhì)量的原因。當(dāng)年收獲種子的硬實率低于貯藏1年的種子，原因可能是由于收獲當(dāng)年降水多、環(huán)境濕度大不利于形成種子硬實，所以當(dāng)年收獲種子的硬實率較低。由此可知，紅三葉種子在低溫條件下貯藏，大部分種子可以解除休眠，貯藏超過2年的種子播前可以不經(jīng)過打磨處理直接利用。

3.2 種子貯藏壽命對種子活力的影響

種子活力是種子品質(zhì)的重要指標(biāo)[13]，壽命長的種子保持高種子活力。楊蕾等[14]的研究表明，貯藏2年后紅三葉種子大部分可以打破休眠，種子活力和生活力最高，這與本研究結(jié)果相似。帕提曼·阿布都熱合曼對不同貯藏年份實葶蔥種子活力進(jìn)行研究的結(jié)果表明，實葶蔥種子2～3年發(fā)芽率高，貯藏超過5年的實葶蔥種子活力極大喪失，失去種用價值[15]。本研究發(fā)現(xiàn)，貯藏1年的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)最低，貯藏2年的種子發(fā)芽率提高32.67%，發(fā)芽勢提高32.67%，發(fā)芽指數(shù)提高14；貯藏1～6年的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均呈上升趨勢。紅三葉種子貯藏1年活力指數(shù)最低，貯藏2年活力指數(shù)最高，當(dāng)年收獲的和貯藏2年、貯藏3年、貯藏6年的種子活力指數(shù)無顯著差異，說明紅三葉種子耐貯藏，即使貯藏6年的種子仍保持高種子活力，具有較高的種用價值。由于材料有限，有關(guān)貯藏超過6年甚至更長時間的紅三葉種子的活力還有待于進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

4.1在-18℃低溫條件下貯藏的紅三葉種子，千粒重隨貯藏年限的增加有降低的趨勢。

4.2在-18℃低溫條件下貯藏的紅三葉種子，貯藏第2年大部分已解除硬實打破休眠，可不經(jīng)打磨處理直接利用。

4.3在低溫貯藏條件下紅三葉種子耐貯藏，貯藏2年的紅三葉種子活力較高，貯藏6年的種子仍保持較高的種子活力。