全 文 ：温度对发草种子萌发和幼苗生长的影响
张睿昕 ,鱼小军 ,邓利强 ,薛 鑫
(甘肃农业大学 草业学院 ,草业生态系统教育部重点实验室 ,中-美草地畜牧业
可持续发展研究中心 ,甘肃 兰州 730070)
摘要:为了探讨发草种子的萌发特性 ,研究了不同恒温和变温对发草种子萌发和幼苗生长的影响 。
结果显示 ,发草种子的千粒质量为 0.274 g 。较高温度有利于发草种子萌发 ,较低温度萌发速率较慢 。
25/15 ℃变温条件下发芽率最高可达 98%,为发草种子最适宜萌发温度;10 ℃下发芽率最低 ,为 61%。
发草种子标准发芽试验初次和末次统计时间分别为第 7 d和 15 d;25 ℃条件下芽长最长为2.63 cm;25/
15℃条件下根长最长 ,达到 1.29 cm;30/5 ℃条件下的芽长 、根长最短 ,分别为 0.31 cm和 0.25 cm 。
关键词:发草;种子萌发;温度
中图分类号:S 543.041 文献标识码:A 文章编号:1009-5500(2010)01-0042-03
草地退化是天然草地面临的突出问题[ 1 , 2] ,我国近
90%的草地处于不同程度退化之中 ,恢复和重建退化
草地植被对改善草地生态环境和畜牧业发展具有重要
的意义[ 3 , 4] 。发草(Deschampsia caespi tosa)为禾本科
发草属多年生草本植物 ,分布于温寒地区海拔 1 500 ～
4 500 m 的山地灌丛 、草地等生境[ 5 , 6] ,在我国主要分
布于东北 、华北 、西北 、西南等诸区省 。发草生长于较
寒冷地区 ,作为一种野生草坪草种质资源被认为是优
良的草坪草育种材料 ,是耐寒 、耐旱 、建坪效果较好的
地被草坪植物 ,且适生范围较广 、耐修剪 ,十分适合于
城市园林绿化 。种子是植物生活史中的一重要环节 ,
是新生命开始的幼小植物体 ,退化草地的成功恢复主
要依赖于种子和母株无性繁殖幼苗的有效建植[ 7 , 8] 。
因此 ,研究温度对发草种子的萌发和幼苗生长的影响 ,
可为发草的栽培 、退化高寒草地的植被恢复和种子检
验提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 供试材料及采集地概况
于2008年在甘肃省天祝藏族自治县抓喜秀龙乡
收稿日期:2009-10-28;修回日期:2009-12-10
基金项目:甘肃农业大学科研训练计划(SRTP)和甘肃农
业大学草业学院青年教师科研启动项目资助
作者简介:张睿昕(1986-), 女 ,甘肃陇西人 , 本科。
E-mail:zhangx r211@126.com
鱼小军为通讯作者。
甘肃农业大学天祝高山草原试验站采集发草的种子 ,
至少包含 100株混合的种子。该地区海拔 2 960 m ,地
理位置 N 37°40′,E 102°32′,天然植被为寒温潮湿类高
寒草甸 ,年均气温-0.1 ℃,最热月 7月均温 12.7 ℃,
最冷月 1月均温-18.3 ℃, ≥0 ℃的年积温为 1 380
℃。年均降水量 416 mm ,多集中于 7 , 8 和 9月;土壤
为高山草甸土 ,土层厚度 40 ～ 80 cm ,土壤 pH 为 7.0
～ 8.2[ 9] 。
1.2 试验方法
1.2.1 种子千粒质量的测定 随机抽取 100粒种子 ,
用感量为 0.001 g 的分析天平测定其质量 , 8 次重
复[ 10] ,计算平均值测得千粒质量。
1.2.2 温度处理 恒温设置为:10 ℃, 15 ℃, 20 ℃,
25 ℃和30 ℃;变温处理:15/5 ℃,20/10 ℃,25/10 ℃,
30/20 ℃,30/5 ℃和 30/15 ℃变温(高温 8 h ,低温 16
h)。随机挑选种子 ,将种子置于垫有双层滤纸的培养
皿中培养 ,每皿 100 粒 , 4次重复以胚根突破种皮约 3
mm 作为种子发芽标准 ,每天观察萌发过程 、记录发芽
数 ,于第 9 d 在各培养皿中随机抽取发芽植株 10株 ,
测定根长和芽长 。试验期间注意保持滤纸湿润 ,连续
3 d没有新种子萌发时视为萌发结束 ,统计不同温度处
理下的种子发芽率 ,发芽指数和活力指数。
发芽率(%)=种子发芽/供试种子数×100%
发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt)[ 6] ,其中 Gt 表示在 t
日的发芽数 ,Dt表示相应的发芽天数 。
42 GRASSLAND AND T URF(2010) Vol.30 No .1
活力指数(VI)=发芽率×苗长
图 1 不同温度对发草种子发芽率的影响
Fig.1 The effect of dif ferent temperature on D.caespitosa seeds germination
2 结果与分析
2.1 不同温度对发草种子萌发的影响
结果表明 ,温度不同 ,发草种子的发芽快慢不同(图
1)。较高温度条件下发草种子萌发较快 ,如 20 、25 、30 、
25/15和 30/20 ℃;30/15 、25/10 、20/10 、15 ℃条件下萌
发较慢 ,30/5 、10 和 15/5 ℃条件下萌发速率最慢 。在
30 、25和 30/20 ℃条件下 ,培养 3 d 后就有种子发芽 , 5
d后发芽率超过 50%;30/15 、25/10 、20/10 、15 ℃条件
下 ,6 d后种子开始发芽;30/5和 10 ℃条件下 ,培养 9 d
后才有种子发芽;15/5℃条件下培养 12 d 后才有种子
发芽 。其中 ,25/15℃条件发芽率最高 ,为 98%;25/10 、
30/15 、20/10 、30/20 和 25 ℃条件下发芽率较高 ,分别
为 94%、90%、89%、89%和 88%;10℃条件下发芽率较
低 ,仅为 62%。因此 , 25/15 ℃变温为发草种子的最佳
萌发温度条件。在 25/15 ℃条件下 ,发草种子在培养第
6 d发芽率达到 50%,第 7 d为 82%,当 15 d后没有种
子萌发 ,所以 ,发草种子萌发初次和末次统计时间应为
第 7 d和 15 d。
图 2 温度对发草幼苗生长的影响
Fig.2 The effect of different temperature
2.1 不同温度对发草种子幼苗生长 ,发芽指数和活力
指数的影响
与温度对种子萌发的影响相似 ,萌发快的即较高温
度条件下的发草种子的芽长和根长同时也较长(图 2)。
25 ℃条件下芽长最长 ,为 2.63 cm;25/15 ℃条件下根
长最长 ,达到 1.29 cm;30/5 ℃条件下的芽长 、根长最
短 ,分别为 0.31 cm 、0.25 cm 。
从 10 ～ 25 ℃,发芽指数和活力指数逐渐提高 ,随后
开始降低 , 30/5 ℃指数均为最小 , 15/5 ～ 25/15 ℃发芽
指数和活力指数呈上升趋势 ,之后又逐渐降低。30 ℃
对发芽指数 , 活力指数及幼苗生长的影响相似 , 10 、
15/5 ℃条件下的活力指数为 0 。说明温度太高和太低
都不利于发草种子的萌发(图 3)。
图 3 不同温度对发草发芽指数(GI)和活力指数(VI)的影响
Fig.3 The ef fect of dif ferent temperature on D.caespitosa seedling
on D.caespitosa seedling growth germination index and vigor index
3 讨论与小结
以往研究表明 ,种子的大小(质量)是每个后代物质
43第 30卷 第 1期 草 原 与 草 坪 2010年
与能量投资的指数 ,大种子可以贮藏更多的营养物质 ,
为种子萌发提供充足的营养物质和能量 ,保证幼苗能够
有充足的资源最大用于生长 , 在种间竞争中处于优
势[ 8 , 11-13] 。发草是多年生草本植物 ,种子千粒质量较小
(0.274 g),但种子产量较高。较小种子的优势是种子
虽小但数量庞大 ,种子大小和数量上存在一个权衡 ,而
且小种子除了具有在传播扩散和存活上的优势以外 ,还
有可形成持久土壤种子库的优势 ,在萌发生长对策上选
择了年际间分摊风险对策[ 14-16] 。
研究结果显示 , 发草种子萌发的温度幅较宽 , 在
15/5 ～ 30/20 ℃变温和 10 ～ 30 ℃恒温条件下均能发
芽。发草分布于我国的东北 、华北 、西北 、西南等地区 ,
就温度而言 ,该种子在整个生长季均能发芽 。发草种子
的最佳萌发温度为 25/15℃,标准发芽试验初次和末次
统计时间分别为第 7 、15 d。
参考文献:
[ 1] 任继周 ,李向林 ,侯扶江.草地农业生态学研究进展与趋势
[ J] .应用生态学报 , 2002 , 13(8):1017-1021.
[ 2] 梁存柱 , 祝廷成 ,王德利 , 等.21 世纪初我国草地生态学研
究展望[ J] .应用生态学报 , 2002 , 13(6):743-746.
[ 3] 任继周.草地农业生态学[ M] .北京:农业出版社 , 1994.
[ 4] 柳海鹰 ,高吉喜 ,成文连.草原管理与草地畜牧业可持续发
展对策[ J] .草原与草坪 , 2002(4):21-23.
[ 5] 中国科学院北京植物研究所.中国高等植物图鉴(第四册)
[ M] .北京:科学出版社 , 1975:296 , 758.
[ 6] 顾文毅.发草种子繁殖技术研究[ J] .青海科技 , 2007(4):
31-32.
[ 7] 张荣 ,陈亚明 ,孙国钧 , 等.繁殖体于微生境在退化草地恢
复中的作用[ J] .生态学报 , 2004 , 24(5):972-977.
[ 8] 鱼小军 , 王彦荣 , 孙建华 , 等.无芒隐子草和条叶车前种子
萌发特性的研究[ J] .草原与草坪 , 2004(4):55-58.
[ 9] 徐广平.东祁连山不同退化程度高寒草甸植被与土壤养分
变化研究[ D] .兰州:甘肃农业大学硕士学位论文 , 2006.
[ 10] 国家质量技术监督局.牧草种子检验规程[ A] .北京:中
国标准出版社 , 2001.
[ 11] 傅家瑞.种子生理[ M] .北京:科学出版社 , 1985.
[ 12] 赖江山 ,李庆梅 , 谢宗强.濒危植物秦岭冷杉种子萌发特
性的研究[ J] .植物生态学报 , 2003 , 27(5):661-666.
[ 13] 丁雪梅 ,李海燕 , 杨允菲 ,等.温度对两种野生禾草种子发
芽的影响[ J] .草原与草坪 , 2004(1):25-29.
[ 14] 武高林 ,杜国祯 , 尚占环.种子大小及其命运对植被更新
贡献研究进展[ J] .应用生态学报 , 2006 , 17(10):1969-
1972.
[ 15] Paker C E , Venable D L.Seed bank in desert annuals:Im-
plica tions for per sistence and coexistence in variable envi-
r onments[ J] .Ecology , 1996 , 77:1427-1435.
[ 16] Cerabo lini B , Ceriani R M , Caccianig a M , et a l.Seed size ,
shape and pe rsistence in soil:A test on Italian flora fr om
A lps to Mediterranean coasts[ J] .Seed Science Research ,
2003 , 13:75-85.
Effects of temperature on Deschampsia caespitosa
seed germination and seedling growth
ZHANG Rui-xin ,YU Xiao-jun ,Deng Li-qiang ,XUE Xin ,MAN Yuan-rong
(Collegeo f Grassland S cience ,Gansu Agricultural Universi ty ;K ey Laboratory o f Grassland
Eco-S ystem ;S ino-U.S.Centers f or Grazing land Ecosystem S ustainabil ity ;
Lanz hou , Gansu ,730070 ,China)
Abstract:In o rder to revealDeschampsia caespi tosa seeds germination cha racteristics , the ef fect o f constant
and alte rnative temperatures on seeds germination and seedling g row th w ere conducted.The result showed that
the 1000-g rain w eight of D .caesp itosa seeds w as 0.274 g .Higher temperature promoted germination w hile low-
er limited.The opt imal g erminat ion temperature w as 25/15 ℃, at w hich germination percentag e w as 98%.Ger-
mination pe rcentage w as 61%when temperature w as 10 ℃.The fi rst and f inal count ing time for standard germi-
nation testing of D.caespi tosa seed is the 7th and the 15th day.The highe st seedling present at 25 ℃, i t reached
to 2.63 cm whi le longest and sho rtest roo t appeared a t 25/15 ℃, it w as 0.31 cm and 0.25 cm respectively.
Key words:Deschampsiacaespi tosa;seed germinat ion;temperature
44 GRASSLAND AND T URF(2010) Vol.30 No .1