全 文 :山野豌豆(Vicia amoena Fisch L.)为多年生豆科草本植
物,喜生于草甸草原沟谷草甸等低湿生境中,是一种蛋白含
量较高、适口性较好、抗性较强的中生优良牧草,还可用作
中蒙药材 [1-3]。抗性较强,尤其是抗寒、抗旱性能更好。迄今为
止,国内尚未进行山野豌豆的大面积人工栽培和新品种选
育,在退化的天然草地的改良中尚未得到有效利用 [4-5]。本试
验对呼伦贝尔地区不同生境的山野豌豆的种子形态特征和
种子生物学特性进行初步研究,旨在为山野豌豆种质资源
的保护、人工栽培驯化和新品种选育提供基础资料和理论
依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
试验材料为野豌豆属(Vicia L.)植物,采于呼伦贝尔草
原(表 1)。本试验对山野豌豆(Vicia amoena Fisch L.)种子的形
态特征和生物学特性进行初步研究,以灰野豌豆(F.canescens
Maxim)、多茎野豌豆 (V.multicaulis Ledeb)、大叶野豌豆 (V.
pseudorobus Fisch.)、狭叶野豌豆 (V.amoena.var.oblongifolia
Regel)、广布野豌豆(Vicia cracca L.)等作对照。
1.2 试验方法
1.2.1 种子形态特征观察。将净种子置于白纸板上,肉眼观
察种子外部的主要特征,包括种子颜色、形状,是否有斑纹
或附属物等;用游标卡尺测量其大小;置于解剖镜下分别放
大 25 倍和 50 倍观察其表面特征 ,包括种脐的形状、颜色
等,拍照记录[6-7]。
1.2.2 种子千粒重测定。取完整饱满的净种子 1 000 粒用电
子天平测定千粒重,4 次重复。
1.2.3 种子萌发特性。
(1)常规发芽试验 。取自然状态下收集的净种子 100
粒,依据牧草种子发芽试验国家标准进行发芽试验(25 ℃),
逐日观察发芽情况并记录,4 次重复。第 5 天开始计算发芽
势,12 d 结束发芽试验,并计算发芽率。试验结束后对未发
芽种子进行分析 [8-10]。计算公式如下:
发芽势(%)=发芽初期(第 5 天)正常发芽种子数
供试种子数
×100
发芽率(%)=发芽终期(第 12天)全部正常发芽种子数
供试种子数
×100
(2)机械破皮处理对种子萌发的影响 。将试验种子用
刀片进行划破处理,然后按常规发芽试验方法进行发芽试
验 (25 ℃)观察种子发芽情况 。将净种子用温水浸种后捞
出,白天置于光下曝晒,夜间移至凉处,反复进行 3 d。然后
按常规发芽试验方法进行发芽试验(25 ℃),观察种子发芽
情况。
(3)不同温度处理对种子萌发的影响。将机械处理过的
净种子在 10、15、20、25、30、35℃等 6 个温度梯度内,依照上
述方法进行发芽试验,观察记录种子发芽情况。
1.2.4 种子吸水特性。将机械处理过的净种子分选好后在
1/100 的天平上逐一称重,计录,然后将其置于培养皿中,加
山野豌豆种子生物学特性及形态特征研究
贾文秀 1 金 雄 2 王俊杰 3 武智雄 1
(1内蒙古自治区伊金霍洛旗草原工作站,内蒙古伊金 017200; 2内蒙古自治区草原站; 3内蒙古草品种繁育工程技术研究中心)
摘要 对山野豌豆种子的形态特征、萌发和休眠特性及萌发吸水规律进行了研究,并在温室条件下对山野豌豆的幼苗生长发育特性
进行了初步观察。结果表明,山野豌豆种子呈球形、椭球形、卵圆形,表面呈棕褐色、墨绿色,且表面有黑色线状或点状斑纹;种脐呈线形,近
种子颜色或较浅;山野豌豆种子具有较高的硬实特性,不同生境条件下的种子硬实休眠程度存在差异,自然状态下种子硬实率为 87%~
89%;机械破皮处理可有效地破除硬实,发芽率可提高到 70%~96%;山野豌豆种子萌发的适宜温度为 15~25 ℃,最低温度 15 ℃,最高温度
25℃;吸水率超过 120%时种子开始发芽。
关键词 山野豌豆;种子;形态特征;萌发;生物学特性
中图分类号 S542+.3 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2014)13-0069-03
Study on Seed Biological and Morphological Characters of Vicia amoena Fisch L.
JIA Wen-xiu 1 JIN Xiong 2 WANG Jun-jie 3 WU Zhi-xiong 1
(1 Ejin Horo Banner Grassland Workstation in the Inner Mongolia Autonomous Region,Ejin Inner Mongolia 017200; 2 Grassland Workstation in the
Inner Mongolia Autonomous Region; 3 Inner Mongolia Grass Varieties Breeding Engineering Technology Research Center)
Abstract The seed morphological feature,germination and dormancy feature,water absorption regulation of Vicia amoena Fisch L. were studied.
The seeding growth characteristic was observed in green house. The results showed that the seed of Vicia amoena Fisch L. was sphere,spheroidicity and
oval. The appearance of seed was sepia and atrovirens and its surface had black line or punctiform stripe. The hilum was linear and the color was lighter
near the seed. The seed of Vicia amoena Fisch L. were much stronger in hard seed character,its hard seed rate was 87%~89% ;Mechanical damage
could break hard seed and hasten germination,after manipulation of seeds,the germination percent was increased to 70%~96%.The optimal temperature
was 15~25℃,the lowest temperature was 15℃,the highest temperature was 25℃. The seed began germination when water absorption exceeded 120%.
Key words Vicia amoena Fisch L.;seed;morphological characters;germination;biological characters
作者简介 贾文秀(1984-),女,内蒙古鄂尔多斯人,助理畜牧师,从事
草原保护与建设工作。
收稿日期 2014-05-29
编号 名称 地点 生境
SY1 山野豌豆 根河 低山丘陵
SY2 山野豌豆 额尔古纳 杂草草原
SY3 山野豌豆 额尔古纳 低湿地
HY1 灰野豌豆 根河 河漫滩
HY2 灰野豌豆 牙克石 中型禾草草甸
DJ1 多茎野豌豆 陈巴尔虎旗 低湿草甸
GB1 广布野豌豆 陈巴尔虎旗 低湿草甸
DY1 大叶野豌豆 根河 低山丘陵
XY1 狭叶野豌豆 海拉尔 试验地
表 1 材料采集地点及生境特点
园艺学现代农业科技 2014 年第 13 期
69
园艺学 现代农业科技 2014年第 13期
水,水量刚好没过种子,浸泡处理。在试验开始 12 h 内,每隔
2 h 将种子取出,用滤纸吸干其表面水分,称重、计数,然后
再浸润处理,并称量记录;在种子吸水基本稳定后隔 8 h 称
重,48 h后每隔 2 h称重,反复直至有 50%的种子萌动,胚根
即将突破种皮为止,4 次重复。绘制吸水率曲线 [11-13]。吸水率
计算公式如下:
吸水率(%)=吸水后种子重量-种子初始重量
种子初始重量
×100
2 结果与分析
2.1 种子形态特征
用肉眼可观察到山野豌豆荚果矩圆形,每荚果 2~4 粒
种子。种子呈球形,椭球形、卵圆形,长 3.0~4.5 mm;宽和厚
相等,2.5~2.9 mm,表面呈棕褐色、墨绿色、灰绿色,表面有黑
色线状或点状斑纹,表面粗糙;种脐在种子边缘上,呈线形,
颜色近种子色或较浅或呈棕黄色,长达 1.5~2.8 mm,宽 2.3~
3.7 mm,种脐长占种子周长的 50%~60%;褐色或黑色,脐边
微凹,脐沟黑色。
广布野豌豆植株与山野豌豆植株近似,但其种子形态特
征相差甚远。广布野豌豆种子球形或矩圆形,长 2.8~4.3 mm,
宽和厚相等,2.3~3.7 mm,表面黄褐色或红褐色,具密的黑色
花纹或为黄绿色花斑,或为黑色和浅黑色花斑 ,表面近光
滑,无光泽;种脐呈线形,长达 2.0~3.1 mm,宽 2.1~3.4 mm,种
脐长占种子周长的 75%左右;黄褐色或黑色,脐边微凹,脐
沟白色(图 1)。
灰野豌豆的种子与山野豌豆的种子相比,形状相近,呈
球形、卵圆形,但颜色相差较大,灰野豌豆的种子呈土黄色、
黄绿色,明显比山野豌豆的种子小,直径为 1.9~2.5 mm;种
脐较山野豌豆种脐窄,颜色为白色,种脐长占种子周长的
25%~50%。
狭叶豌豆是山野豌豆的变种,其种子比山野豌豆的稍小,
形状相近,颜色相差不大,呈棕褐色、灰绿色,长 2.8~3.6 mm;
宽和厚相等,为 2.3~2.6 mm。
多茎野豌豆种子与山野豌豆相比,形状相似,但多茎豌
豆种子颜色稍浅,表面有块状斑纹(图 2)。
大叶野豌豆种子呈卵圆形、椭圆形,梢扁,长径 3.0~3.2mm;
短径 2.5~2.8 mm,厚 1.6~2.0 mm;表面呈墨绿色、灰绿色,表
面粗糙,有黑色点状斑纹;种脐在种子边缘上,呈长条形,颜
色近种子色或较浅或呈棕色,长达 1.4~2.8 mm,宽 1.3~1.7 mm,
种脐长占种子周长的 50%左右;褐色或黑色,脐边微凹,脐
沟黑色,与山野豌豆对比如图 3 所示。
不同生境下的山野豌豆种子形态特征相差不大,相同生
境下的不同种形态特征存在差异,尤其山野豌豆种子与灰野
豌豆种子在颜色、大小方面相差较大。
2.2 千粒重
不同生境下种子千粒重不同(表 2)。结果表明,不同生
境下的山野豌豆种子千粒重存在差异,生于低山丘陵地的
山野豌豆的千粒重较大,为 19.95 g,低湿地和杂草草原的相
差不大,分别为 15.58、16.08 g;生于河漫滩的灰野豌豆的千
粒重与山野豌豆种子的存在较大差异;相同生境下的山野
豌豆与大叶野豌豆种子千粒重存在差异。
2.3 发芽率
在 25℃恒温条件下,山野豌豆种子发芽试验结果表明:
自然状态下山野豌豆种子的发芽率只有 3%~5%。通过对全
部未发芽种子观察和分析发现,未发芽种子为未吸水膨胀的
硬实种子,硬实率为 87%~89%,有部分种子吸胀腐烂,但只
占 1%~10%。由此表明,山野豌豆种子存在硬实休眠特性,
且休眠程度较深。野豌豆属植物的其他种也存在硬实休眠,
硬实率高达 80%~97%(表 3)。
采用机械方法刀片划破处理能够有效破除山野豌豆的
硬实休眠,可使发芽率提高到 70%~96%(表 4)。浸泡变温不
图 1 山野豌豆种子与广布野豌豆种子形态比较
图 2 山野豌豆种子与多茎豌豆种子
图 3 山野豌豆种子与大叶野豌豆种子
编号 名称 千粒重∥g
SY1 山野豌豆 19.95
SY2 山野豌豆 16.08
SY3 山野豌豆 15.58
HY1 灰野豌豆 10.13
HY2 灰野豌豆 18.25
DJ1 多茎野豌豆 16.70
DY1 大叶野豌豆 11.63
表 2 几种野豌豆的千粒重
编号 名称 发芽率 腐烂率 硬实率
SY1 山野豌豆 5 8 87
SY2 山野豌豆 5 6 89
SY3 山野豌豆 3 10 87
HY1 灰野豌豆 3 1 97
HY2 灰野豌豆 4 2 96
DJ1 多茎野豌豆 3 7 90
DY1 大叶野豌豆 4 10 86
表 3 野豌豆属种子的硬实率
(%)
70
编号 名称 发芽势 发芽率
SY1 山野豌豆 43.50 78.25
SY2 山野豌豆 31.50 87.50
SY3 山野豌豆 55.50 85.50
HY1 灰野豌豆 53.00 90.50
HY2 灰野豌豆 42.00 94.50
DJ1 多茎野豌豆 70.50 96.00
DY1 大叶野豌豆 61.50 86.50
表 4 不同种相同温度下的发芽势及发芽率
(%)
能有效地破除其硬实,处理后仍不能发芽。
在 10、15、20、25、30 ℃温度范围内,山野豌豆种子萌发
情况见图 4、图 5。结果表明,山野豌豆种子在 15~25 ℃温度
条件下萌发效果最好,发芽率达到 70%~85%,35 ℃不发芽;
从发芽势来看,同样是 15~25 ℃温度较高,达到 40%~69%。
温度低于 15 ℃和高于 25 ℃时,发芽率和发芽势都急剧下
降,超过 50%发芽率的极限温度分别为 15 ℃和 25 ℃。综合
发芽率发芽势 2 项指标,依照种子发芽最低、最适合最高温
度划分标准确定,山野豌豆种子萌发的最低温度为 15 ℃,
萌发适宜温度为 15~25℃,最高温度为 25℃。
2.4 种子萌发吸水率
种子萌发是牧草生命周期的起点,种子萌发时的吸水
状况与植物的种类有关,也与种子形态结构、化学成分及
品种有关;种子吸胀能力的强弱,主要决定于种子的化学
成分。山野豌豆种子萌发时的吸水动态见图 6。从图 6 可以
看出 ,不同生境下的山野豌豆种子吸水率差异不大 ,SY1
(低山丘陵)在开始 8 h 的吸水量持续上升,并达到萌发吸
水的高峰;SY2(杂草草原)在 12 h 达到吸水高峰;SY3(地
势低)在 12 h 达到吸水高峰。此时,种子吸水率达到 100%,
接下来的 66~72 h 吸水量基本稳定,吸水率在 100%,种子
处于萌动的状态,然后再继续上升,SY1 在 72 h 达到第 2
次吸水高峰;SY2 在 76 h 达到第 2 次吸水高峰;SY3 在 66 h
达到第 2 次吸水高峰,吸水率超过 120%,此时种子进入发
芽阶段。
3 结论
通过对山野豌豆(Vicia amoena Fisch L.)种子的形态特
征、萌发和休眠特性及萌发吸水规律的研究,得出以下结
论:山野豌豆种子呈球形、椭球形、卵圆形,表面呈棕褐色、墨
绿色、灰绿色;表面粗糙,有黑色线状或点状斑纹;种脐在种
子边缘上,呈线形,与种子颜色相近或呈棕色、褐色,脐边微
凹,脐沟墨绿色。不同生境下山野豌豆种子千粒重不同,生
于低山丘陵地的山野豌豆千粒重较大,为 19.95 g,低湿地和
杂草草原的相差不大,分别为 15.58、16.08 g。山野豌豆种子
具有硬实休眠特性,且休眠的程度较深,其硬实率为 87%~
89%。机械处理能够有效地破除硬实休眠 ,可使发芽率提
高到 79%~88%。山野豌豆种子萌发的最低温度为 15 ℃,萌
发的适宜温度为 15~25℃,最高温度为 25℃。山野豌豆种子
萌发时吸水较快,8 h 即达吸水高峰,然后进入吸水滞缓期,
需持续 72 h 种子开始萌动,之后进入第 2 个吸水高峰,开始
发芽。
4 参考文献
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[13] 牧草种子检验规程中华人民国和国国家标准[S].北京:中国标准出
版社,1995.
1.4
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
0
吸
水
率
∥
%
2 6 74 804 8 68666258545046383022141210 78767270
吸水时间∥h
图 6 山野豌豆种子吸水曲线
SY1
SY2
SY3
100
20
40
60
80
0
25 30201510
温度∥℃
发
芽
率
∥
%
SY1
SY2
SY3
图 4 山野豌豆不同温度下的发芽率比较
80
10
20
30
40
50
60
70
0
发
芽
势
∥
%
SY1
SY2
SY3
10 15 20 3025
温度∥℃
图 5 山野豌豆不同温度下的发芽势比较
贾文秀等:山野豌豆种子生物学特性及形态特征研究
71