全 文 ：收稿日期：２０１５－１１－２０
作者简介：贾风勤（１９７３—），女，在读博士，主要从事植物种群生态方面
的研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｆｑａｎａｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ。
温度对狗尾草和金色狗尾草植物种子萌发的影响
贾风勤１，２， 李幼龙１， 张会群３
（１．乌鲁木齐职业大学旅游学院， 新疆 乌鲁木齐８３０００２；
２．中国科学院新疆生态与地理与地理研究所， 乌鲁木齐８３００１１； ３．伊犁师范学院， 新疆 伊宁８３５０００）
摘 要：以狗尾草和金色狗尾草种子为材料，研究了温度对具同属不同种植物种子萌发指标的影响，为分析种子萌发特
点及其调控因子提供理论依据。实验设定６个温度处理和２个光照条件共１２个处理。萌发指标包括萌发率、初始萌发
时间、休眠率。结果表明：５℃／１５℃和１０℃／２０℃是２种狗尾草种子萌发的适宜温度，低温和高温均显著抑制种子萌
发；２种狗尾草种子初始萌发时间均随温度升高而缩短；同一温度下光照或黑暗对２种狗尾草种子萌发率无显著影响。
温度对光照或黑暗环境下狗尾草种子休眠率无显著影响，对金色狗尾草种子休眠率影响显著。
关键词： 温度；萌发率；初始萌发时间；休眠率
ＤＯＩ编码： １０．１６５９０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４７０５．２０１６．０４．０３０
中图分类号： Ｓ ４５１ 文献标志码： Ａ 文章编号： １００１－４７０５（２０１６）０４－００３０－０５
Ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｎ Ｓｅｅｄ Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｓｅｔａｒｉａｖｉｒｉｄｉｓａｎｄ Ｓ．ｇｌａｕｃａ
ＪＩＡ Ｆｅｎｇｑｉｎ１，２，ＬＩ Ｙｏｕｌｏｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｈｕｉｑｕｎ３
（１．Ｔｏｕｒｉｓｍ Ｃｏｌｅｇｅ，Ｕｒｕｍｑｉ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３０００２，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｘｉｎｊｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｕｒｕｍｑｉ ８３００１１，Ｃｈｉｎａ；
３．Ｙｉｌｉ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｙｉｎｉｎｇ Ｘｉｎｊｉａｎｇ ８３５０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｅｄ ｏｆ Ｓｅｔａｒｉａ ｖｉｒｉｄｉｓ ａｎｄ Ｓ．ｇｌａｕｃａａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ，ｗｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ
ｕｎｄｅｒ ６ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ａｎｄ ２ｌｉｇｈｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｅｖｉｄｅｎｃｅ ｆｏｒ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ
ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ｆａｃｔｏｒ．Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ｓｔａｒｔ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｔｉｍｅ ａｎｄ
ｄｏｒｍａｎｃｙ ｒａｔｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ５℃／１５℃ａｎｄ １０℃／２０℃ｗｅｒｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｓｅｅｄ
ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｗｏ Ｓｅｔａｒｉａｓｐｐ．，ｌｏｗ ｏｒ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｉｎｈｉｂｉｔ ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；
Ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇ ｓｔａｒｔ ｔｉｍｅ；ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｌｉｇｈｔ ｏｒ ｄａｒｋ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉ－
ｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈａｄ ｎｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｅｆｆｅｃｔ ａｂｏｕｔ ｄｏｒｍａｎｃｙ ｒａｔｅ ｏｆ Ｓｅｔａｒｉａ
ｖｉｒｉｄｉｓ ｕｎｄｅｒ ｌｉｇｈｔ ｏｒ ｄａｒｋ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｂｕｔ ｉｔ ｈａｄ ｅｆｆｅｃｔ ｔｏ Ｓ．ｇｌａｕｃａ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｓｅｅｄ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ；ｓｔａｒｔ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ；ｄｏｒｍａｎｃｙ ｒａｔｅ
种子萌发是植物生长的基础，也是植物繁殖过程
中的一个重要环节，萌发特征影响着幼苗的存活能力
和个体适合度［１］。作为幼苗建成的前提，种子萌发甚
至决定某些植物的稀有性和分布范围，深入分析种子
萌发特点及其调控因子，不但可以明确其自然有性更
新的原因，而且可以使人工控制种群更新成为现实［２］。
狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａ ｖｉｒｉｄｉｓ）和金色狗尾草（Ｓｅｔａｒｉａ
ｇｌａｕｃａ（Ｌ．）Ｂｅａｕｖ）均为为禾本科狗尾草属１年生草本
植物，均具有休眠特征，常形成斑块状的单优种群生长
在路边、林缘和弃耕农田中。但作为农田生态系统初
级生产力的重要组成部分［３－４］，当其以一定密度存在时
对某些植物抵抗恶劣环境有协助作用［５］，并对盐碱离
子富集较强［６］，在弃（退）耕地植被自然恢复方面有着
积极作用。同时狗尾草和金色狗尾草的适口性好，生
产力高，为各种家畜所喜食［７］，对于家畜饲料有一定的
补饲意义。通过对弃耕当年稻田的植被调查观察发
现，狗尾草和金色狗尾草可以成为共同优势种在同一
生境中共存。因此，拟通过狗尾草和金色狗尾草种子
萌发试验弄清两物种种子萌发率、萌发进程和休眠率
等对温度反应的特点，以期阐明狗尾草和金色狗尾草
在同一生境中以共优势种共存机制，为两者在弃（退）
·０３·
第３５卷 第４期 ２０１６年４月 种 子 （Ｓｅｅｄ） Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．４ Ａｐｒ． ２０１６
表１ 不同温度条件下２种狗尾草种子萌发率差异显著性比较（％）
温 度（℃）
０／１０ ５／１５ １０／２０ １５／２５ ２０／３０ ２５／３５
狗尾草Ｓ．ｖｉｒｉｄｉｓ
光照 ０±０ｃＡ ２０±１６ａｂＡ ３０±８ａＡ ８±２ｂｃＡ １４±０．５ｂＡ ８±２ｂｃＡ
黑暗 ０±０ｂＡ ４９±１０ａＡ ４５±２１ａＡ ８±６ｂＡ ４±７ｂＡ １０±５ｂＡ
金色狗尾草Ｓ．ｇｌａｕｃａ
光照 ２４±８ｂｃＡ ７８±１５ａＡ ７８±１４ａＡ ４１±１７ｂＡ ３４±１１ｂｃＡ １２±１ｃＡ
黑暗 ３１±２１ｃＡ ７１±１１ａｂＡ ７８±７ａＡ ５５±５ｂＡ ２９±８ｃＡ １９±６ｃＡ
注：小写字母表示同行数据间差异显著性比较（ｐ＜０．０５）；大写字母表示同列数据间差异显著性比较（ｐ＜０．０５）。
表２ 不同温度条件下２种狗尾草种子的初始萌发时间
初始萌发
时间
（ｄ）
温度（℃） ０／１０ ５／１５ １０／２０ １５／２５ ２０／３０ ２５／３５
狗尾草Ｓ．ｖｉｒｉｄｉｓ
光照 ／ ４２ １７ ９ ５ ５
黑暗 ／ ３０ ７ ５ ５ ５
金色狗尾草Ｓ．ｇｌａｕｃａ
光照 ４７ １８ １１ ４ ５ ５
黑暗 １１ １６ ７ ５ ５ ４
耕地恶劣生境植被恢复、水土保持等方面的合理利用
提供科学依据。
１ 材料与方法
１．１ 供试材料
选择狗尾草和金色狗尾草种子为实验材料。种子
于２０１２年采自新疆伊犁霍城县弃耕当年的水稻田，采
集方法为每株植物间距离不小于３ｍ，植株数不少于
１００。伊犁霍城县位于４４°０６′～４４°１８′Ｎ，８０°４８′～８１°
５８′Ｅ，海拔６５０～１ １００ｍ，属于温带半干旱气候，无霜
期１６５ｄ，年均气温９．１℃，年均降水２１９ｍｍ。所采集
的种子自然风干，清理后在－２０℃冰箱中贮藏。
１．２ 试验设计
对需进行试验的种子进行单粒分拣，尽量去除虫
蛀、空粒种子。温度设置为０℃／５℃、５℃／１５℃、
１０℃／２５℃、１５℃／２５℃、２０℃／３０℃、２５℃／３５℃共６
个变温处理。设置２个光处理为１２ｈ光照／１２ｈ黑暗
和２４ｈ黑暗。
１．３ 萌发试验及观测指标
将种子置于垫有２层滤纸的９０ｍｍ培养皿中，每
次重复５０粒种子，３次重复。黑暗处理种子需用铝箔
包裹装有培养皿的自封袋得到２４ｈ黑暗环境，在装有
绿色光源的暗室中进行种子萌发检测。每皿加入
５ｍＬ蒸馏水，萌发期间及时补充蒸馏水，以保证种子
萌发所需水。每天统计萌发情况，以胚根长为２ｍｍ
作为标准判断种子是否萌发。
以３个重复中有１粒种子萌发即为该处理的发芽
始期，连续１２ｄ不再有种子发芽为萌发结束。萌发结
束后，对未萌发的种子用１％ ＴＴＣ染色，２４ｈ后检验
种子活力。如果胚被染成红色，则表明种子有活力（可
认为处于休眠状态）。腐烂种子和没有活力种子均认
为是死亡种子。统计种子的萌发率、累计萌发率、初始
发芽时间、休眠率。
萌发率（％）＝ｎ／Ｎ×１００％ （ｎ为累计发芽种子
数，Ｎ 为供试种子总数）；
休眠率（％）＝ｎ／Ｎ×１００％ （ｎ为胚染成红色的
种子数，Ｎ 为供试种子总数）。
２ 结果与分析
２．１ 温度对狗尾草和金色狗尾草种子萌发率的影响
５℃／１５℃和１０℃／２０℃是狗尾草种子萌发的适
宜温度，光照或黑暗环境中两者均无显著差异，光照条
件下种子萌发率分别为２０％和３０％，黑暗条件下种子
萌发率增加至４９％和４５％。１５℃／２５℃、２０℃／３０℃
和２５℃／３５℃均抑制种子萌发，３个温度间萌发率在
光照或黑暗条件下均无显著差异，０℃／１０℃无种子萌
发（表１）。在６个温度处理中狗尾草种子萌发率均小
于５０％。金色狗尾草种子萌发的适宜温度与狗尾草
相同，但种子萌发率要高于狗尾草，光照条件下种子萌
发率均达到７８％，黑暗条件下分别为７１％和７８％。
随温度升高表现为抑制种子萌发，０℃／１０℃、２０℃／
３０℃和２５℃／３５℃对萌发率的影响要显著高于
１５℃／２５℃（表１）。由此可知，高温和低温都不利于２
种狗尾草种子的萌发，温度对金色狗尾草种子萌发抑
制作用要小于狗尾草。
２．２ 温度对狗尾草和金色狗尾草初始萌发时间和萌
发进程的影响
低温抑制狗尾草种子萌发，０℃／１０℃时狗尾草种
子在整个试验期间无萌发，在５℃／１５℃时有种子萌
发，在光照和黑暗条件下分别于第４２天和第３０天观
·１３·
研究报告 贾风勤 等：温度对狗尾草和金色狗尾草植物种子萌发的影响
图１ 不同温度条件下狗尾草种子萌发进程
图２ 不同温度条件下金色狗尾草种子萌发进程
察到第１粒种子萌发。随温度升高，初始萌发时间迅
速缩短且逐渐趋于一致，在５～９ｄ内出现种子萌发。
除２０℃／３０℃、２５℃／３５℃外，其余４个萌发温度下光
照环境较黑暗而言，对种子初始萌发时间的影响表现
为延迟萌发，但对同一温度条件下整个萌发进程无显
著影响，均表现为缓慢萌发（表１、表２、图１）。
温度对金色狗尾草种子初始萌发时间的影响与狗
尾草略有不同，０℃／１０℃条件有种子萌发，且初始萌
发时间较狗尾草提前。其中５℃／１５℃条件下，光照
和黑暗环境下金色狗尾草种子初始萌发时间较狗尾草
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第３５卷 第４期 ２０１６年４月 种 子 （Ｓｅｅｄ） Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．４ Ａｐｒ． ２０１６
图３ 温度与狗尾草和金色狗尾草种子休眠率间关系
种子分别提前２２ｄ和１４ｄ。温度对金色狗尾草种子
萌发进程影响与狗尾草也有所不同。种子初始萌发后
金色狗尾草种子萌发进程均表现出迅速萌发，且短时
间内达到萌发最大值（表２、图２），但在同一温度下，光
照和黑暗环境对萌发进程无显著影响（表１）。
２．３ 温度对狗尾草和金色狗尾草休眠率的影响
对于未萌发的种子进行休眠检测，结果表明，一部
分种子处于休眠状态，一部分种子已死亡。在光照环
境中，狗尾草种子平均休眠率为３３％，其中１５℃／２５
℃时最低，为１６％，５℃／１５℃时休眠率最高，为４４％；
黑暗环境下狗尾草种子平均休眠率为３２％。光照或
黑暗条件下各温度间种子休眠率均无显著差异（图
３）。
金色狗尾草种子休眠率对温度的反应较狗尾草明
显，在光照处理下各温度间种子休眠率呈显著差异。
其中，休眠率最高达５３％（０℃／１０℃），最低为５％
（５℃／１５℃）。黑暗环境下金色狗尾草种子休眠率也
受到温度的显著影响（图３）。其中０℃／１０℃、２０℃／
３０℃和２５℃／３５℃休眠率要显著高于其余３个温度
处理。
３ 结论与讨论
适宜的温度能够使种皮软化，促进种子的吸水、影
响酶促过程，温度过高或过低均能影响种子活力，造成
萌发率下降等［８－１０］。在本研究中，温度显著影响着狗
尾草种子的萌发率，对休眠率则无显著影响；金色狗尾
草的萌发率和休眠率均受温度显著影响，这可解释两
者在同一生境下共同生长的部分原因。狗尾草丛径
大、分蘖数量多均值为１７．６３±１４．９８，株高平均为
（４５．４０±４９．２０）ｃｍ，种子粒小且数量多占总生物量的
２１．６０％±４．６６％，６个变温环境中狗尾草种子萌发率
低于５０％，休眠率最高可达４４％。金色狗尾草则表现
为分蘖株数量少（４．１６±２．４７），植株高大（７３．７３±
７７．７１）ｃｍ，穗长、种子粒大而数量少（占总生物量的
２２．２２％±２．５２％）［１１－１２］，在适宜温度条件下迅速萌发
且萌发率可达７８％，休眠率则低至５％。这表明狗尾
草在不适宜种子萌发的温度条件下，可通过种子休眠
保持种子活力而延迟萌发等待适宜萌发条件，如果有
种子萌发，则通过其庞大分枝、低矮株高等方式占据可
能的生存空间。而金色狗尾草种子则可在不适宜狗尾
草萌发的温度条件下进行萌发，实现提前占据适宜生
境的生存策略，且采取与狗尾草相反的生长方式，这都
为两者共存于同一生境提供了保证。
适宜的水、温度、光照和氧气在种子萌发过程中有
着不同的作用，通过彼此的联系共同影响着种子萌发。
各因子对种子萌发过程影响的大小因植物生长环境和
种类的不同而异。百合科条叶百合和毛百合分别生长
在全光照、土壤湿度小和半荫蔽、土壤湿度大的生境
中，光照对前者种子萌发率无显著影响，但温度影响显
著，后者则相反［１３］，这与本研究的结论相似。在试验
开展的自然生境中，２种狗尾草共同生长在全光照环
境中，光照或黑暗环境对种子萌发率在相同温度条件
下无显著影响。
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研究报告 贾风勤 等：温度对狗尾草和金色狗尾草植物种子萌发的影响
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