全 文 ：收稿日期:2008-06-16;修回日期:2008-12-02
基金项目:农业部“牧草种质资源保护”项目(070401);湖北省财
政专项“优质肉羊新品系选育及健康养殖技术研究”(200730)
作者简介:田宏(1978- ),女 ,陕西省周至县人 ,助理研究员 ,硕
士 , 2004年毕业于甘肃农业大学 ,现主要从事野生牧草种质资源收
集 、保护和育种工作 ,发表论文 20余篇 , E-mai l:thdzq@126.com.
文章编号:1673-5021(2009)02-0053-06
扁穗雀麦种子萌发吸水特性与萌发温度的研究
田　宏 ,刘　洋 ,张鹤山 ,蔡　化 ,王　凤
(湖北省农业科学院畜牧兽医研究所 , 湖北　武汉　 430209)
摘要:对扁穗雀麦种子萌发吸水特性与不同温度处理下的萌发进行研究 ,结果表明:扁穗雀麦种子萌发吸水过
程大致可分为三个阶段 ,吸水速度呈先快后慢的趋势 ,在 2h 时达最大值 0.1363g/ h , 种子萌发最低吸水量为种子原
重量的 83.66%。在不同温度处理下 , 扁穗雀麦种子在 25 ～ 30℃恒温条件下萌发相对较好 ,发芽率达 97%, 发芽指
数较高。 25℃萌发条件下活力指数最大 ,为 679.41 , 其次为 30℃。胚根的适宜生长温度为 20 ～ 30℃, 胚芽为 25℃。
综合发芽率 、发芽指数和活力指数 , 最后确定扁穗雀麦的最适发芽温度为 25～ 30℃。当温度降低到 10℃或升高到
40℃时 ,种子发芽受阻 , 发芽率均为 0。
关键词:扁穗雀麦;种子吸水特性;萌发温度
中图分类号:Q945.34　　　文献标识码:A
　　扁穗雀麦(B romus cartharticus Vahl)原产南
美洲的阿根廷 , 19世纪 60年代传入美国 ,目前在澳
大利亚和新西兰已广为栽培[ 1] 。我国最早于 20 世
纪 40年代末在南京种植 ,传入内蒙古 、新疆 、甘肃 、
青海 、北京栽培表现为一年生 ,传入云南 、四川 、贵
州 、广西等省栽培表现为短期多年生 ,中国云贵高原
有野生类型。扁穗雀麦的再生性和分蘖能力较强 ,
产草量较高 ,抗寒性较强 ,幼嫩时茎叶有软毛 ,成熟
时毛渐少 ,适口性仅次于黑麦草 、燕麦等 ,各种家畜
都喜食 ,是解决我国南方冬春饲草缺乏的优良牧草 。
本试验主要针对扁穗雀麦的发芽特性进行了相关研
究 ,探讨其种子萌发吸水特性及不同温度对种子萌
发和胚生长的影响 ,以期为扁穗雀麦的研究提供理
论依据。
1　材料与方法
1.1　试验材料
扁穗雀麦是 2003年在湖北省武汉市江夏区采
集的散逸种 ,经过 4年栽培驯化于 2007年收集成熟
种子 ,干燥后于 5℃的冰箱中贮藏待用 。
1.2　种子形态特征测定
随机取 100粒种子 , 3次重复 ,用万分之一的分
析天平称重 ,求其千粒重。同时对种子的形态进行
观测 ,用游标卡尺测其长 、宽和芒长 。
1.3　种子水分含量和吸水特性测定
水分含量测定采用烘干减重法[ 2] 。种子水分=
(M2-M3)/(M2-M1)×100 ,式中 , M1 为样品盒
重;M2为样品盒+样品烘前重;M3 为样品盒 +样
品烘后重 。
吸水特性测定方法见参考文献[ 3 , 4] 。称取扁穗
雀麦种子 1.0g 放入烧杯中 ,加蒸馏水以完全浸没种
子为宜 ,置 25℃恒温箱中 ,定期(0 、2h 、4h 、6h 、8h 、
10h 、17h 、20h 、23h 、25h 等)取出种子用滤纸吸干种
子表面水分 ,称重后放回烧杯继续吸水 ,直到种子吸
水饱和为止 ,计算吸水率。吸水率=种子吸水量/吸
水时间 ,每个处理 3个重复 ,求平均值 。
1.4　种子萌发的温度处理
设 10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃和 40℃共
7个恒温和 25/15℃、30/20℃共 2 个变温(16h 低
温 , 8h高温)温度处理 ,无光照 。采用纸上发芽法 ,
每皿放种子 100粒 ,3次重复 ,每天记录种子的发芽
数。保持滤纸湿润 ,如有发霉种子立刻取出 ,情况严
重者重换培养皿 ,发芽时间为连续 2d种子不再发芽
为止 。第 7d随机取 10个幼苗测胚芽长和胚根长后
称鲜重 , 3次重复 。计算发芽率(%)、发芽势(%)、
发芽指数(GI)和活力指数(VI)[ 5 ～ 7] 。发芽率(%)
=发芽终期全部正常种苗数/供试种子数×100 。发
芽指数GI=∑Gt/Dt ;式中 ,GI为发芽指数;Gt为 t
日的发芽数;Dt 为发芽天数 。活力指数 VI =GI×
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第 31 卷　第 2 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2009 年 3 月
　　Vol.31　No.2　　　　　　　　　　Chinese Journal of G rassland 　　　　　　　　　 Mar.2009　　
(胚根+胚芽)长度 。发芽标准为有正常的 、与种子
本身等长的胚根且胚芽长度达到种子一半。
1.5　数据处理
用SPSS13.0统计软件对数据进行方差分析和
多重比较 ,用 EXCEL2000做图。
2　结果与分析
2.1　种子形态特征
扁穗雀麦种子为颖果 ,浅黄色 ,长条形 ,极压扁 ,
种子长 1.78±0.75cm , 宽 0.26±0.28cm , 种子较
大 ,千粒重 11.238±0.052g 。
2.2　种子水分含量和吸水特性
经测定 ,扁穗雀麦种子水分含量为 10.54%左
右。种子吸水过程大致可分为三个阶段(图 1),0 ～
2h 为第一阶段 ,种子迅速吸水 ,吸水量几乎呈直线
增加 ,吸水量占种子初始重量的 27%,吸水速率也
最快 ,高达 0.1363g/h;第二阶段为 2 ～ 12h ,种子吸
水缓慢 ,吸水量仍在增加 ,但吸水速率逐渐减缓 ,在
12h 时吸水速率 0.0511g/h , 为最大吸水速率的
37%;第三阶段为 12h 后 ,种子几乎不再吸水 ,可认
为是吸水停滞期 ,吸水速率 0.03g/h 。扁穗雀麦种
子萌发的最低需水量为种子原重量的 83.66%。
图 1　种子吸水量变化
Fig.1　Curves show ing quantity of w ater abso rbed
2.3　不同温度条件下扁穗雀麦种子萌发特性
2.3.1　发芽率 、发芽指数和活力指数的变化
任何种子的萌发都需要一定的温度条件 ,适宜
的温度可以促进种子内部所进行的一系列酶促反
应 ,过高或过低的温度都不利于种子的萌发 。扁穗
雀麦在 9个不同温度处理下 ,发芽率有较大差异(图
2)。在 20℃、25℃、30℃和 35℃的恒温和 25/15℃
的变温处理下 ,扁穗雀麦发芽率高达 96%以上 ,其
中以 25℃条件下最高 ,为 97.78%。30/20℃的变温
下发芽率稍低 ,为 94%,经方差分析 ,这几种温度处
理下的发芽率差异不显著(P <0.05)。当温度降到
15℃时 ,发芽率急剧降低 ,仅为 46%,与前几种处理
差异极显著(P <0.01),当温度降低到 10℃或升高
到 40℃时 ,种子发芽率为 0。
　　在各种温度处理下 ,扁穗雀麦种子发芽指数以
35℃为最高(图 3),达 92.03 ,与其它各处理差异显
著(P <0.05),其次分别为 30℃和 25℃(82.62 和
74.66)。但在发芽指数较高的温度下(35℃),其活
力指数却并非最高(图 4)。活力指数以 25℃萌发条
件下最高 ,达 679.41 ,经方差分析与其它各温度处
理下的活力指数差异显著(P<0.05),其次为 30℃
(670.87),两者分别比 35℃下的发芽指数高 24%和
23%。综合发芽率 、发芽指数和活力指数 ,最后确定
扁穗雀麦的最适发芽温度为 25 ～ 30℃。
2.3.2　不同温度下扁穗雀麦胚生长势的变化
温度对扁穗雀麦胚根和胚芽生长的影响与其对
萌发的影响基本一致 ,表现为萌发速度快的温度处
理其胚根和胚芽生长较快。例外的是 35℃恒温条
件(图 5),在此温度下种子发芽速度和发芽率均较
高 ,但其胚根和胚芽长度却不长 。在 20℃、25℃和
30℃的恒温下 ,扁穗雀麦的胚根长度经方差分析没
有差异(P<0.05);胚芽长度却以 25℃下最大 ,且与
其它各处理差异显著。在变温 25/15℃和 30/20℃
处理下 , 扁穗雀麦的胚根长度与最适发芽温度
(25℃)相比分别减少了 29%和 12%,胚芽长度分别
降低了 73%和 36%。由此可见 ,胚根的适宜生长温
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中国草地学报　2009年　第 31 卷　第 2 期
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田　宏　刘　洋　张鹤山　蔡　化　王　凤　　扁穗雀麦种子萌发吸水特性与萌发温度的研究
图 6　不同温度处理下扁穗雀麦鲜重变化
Fig.6　The change o f fresh weigh of B romus cartharticus Vahl a t diffe rent tem pera tur es
度为 20 ～ 30℃,胚芽的适宜生长温度为 25℃,说明
胚芽生长较胚根生长对温度变化敏感。
2.3.3　不同温度下扁穗雀麦种子胚部生长强度变化
从图 6可见 ,在各恒温条件处理下 ,扁穗雀麦种
子胚部生长强度以 20℃下最大 ,鲜重达 0.4357g ,但
与 25℃、30℃和 35℃处理下的鲜重差异不显著
(P<0.05),15 ～ 30℃之间的变温处理和 20℃以下
的低温均不利于扁穗雀麦种子胚部生长 。
3 　讨论
水分是种子萌发的首要条件 ,其过多或不足都
不利于萌发。水分过多 ,间接造成氧气缺乏 ,不仅使
发芽力下降 ,有时还导致幼苗形态异常[ 8] 。水分供
应不足 ,难以满足物质代谢需求 ,即造成干旱胁迫 。
易津等对驼绒藜种子水分生理研究表明[ 4] ,种子萌
发的最低需水量与其自身形态和原产地降水有关 。
苞片毛越重 ,种子吸水能力越强 ,如高寒荒漠生态型
驼绒藜种子的苞片最重 ,其吸水量就最高。而驼绒
藜种子萌发的吸水量却与种子原产地的降水量呈负
相关 。本试验扁穗雀麦种子从吸胀到饱和所需时间
较长 ,这可能与其外面包裹的颖片有关 ,相对密实的
颖片使得种子吸水受阻 。有研究表明 ,一般禾本科
牧草种子萌发所需吸水量约占种子干重的 1/2[ 1] ,
而扁穗雀麦种子萌发所需的吸水量占种子干重的
83.66%,远远高于一般禾本科牧草 ,这种现象可能
与其采集地降水量有关。采集地武汉地处长江中
游 ,南北气流交换频繁 ,雨量丰富 ,年平均降水量在
1269mm 以上 ,大量降水使得在此生境下的扁穗雀
麦种子萌动所需水量增加 ,这可能也是扁穗雀麦在
内蒙古 、新疆 、甘肃 、青海 、北京等地栽种时常表现为
一年生 ,而于长江以南地区如云南 、四川 、贵州 、广西
等地表现为短期多年生的一个原因。
温度是影响种子萌发的重要生态因子之一 ,适
宜的温度会促进种子的萌发和幼苗的生长 。但植物
种类不同 ,种子最适萌发温度也不同 ,即使同一种植
物 ,因产地不同其最适萌发温度也不同 。如产于高
纬度的马尾松(Pinus massoniana)种子在较低的温
度下(19 ～ 23℃)有较高的发芽率 ,而产于低纬度的
在较高温度(28 ～ 30℃)下发芽率较高[ 9] 。同为梭梭
(Halaxy lon ammodendron),采收于内蒙古吉兰泰
地区的种子最适萌发温度为 25℃,甚至在 60℃条件
下发芽率高达 64%[ 10] ,而采收于中国科学院吐鲁番
沙漠植物园的种子最适萌发温度为 10℃[ 11] 。本试
验测定下的扁穗雀麦种子最适发芽温度为 25 ～
30℃,在此温度下 ,发芽指数虽然不是最高 ,但发芽
率和活力指数最高 。变温处理下种子虽然发芽率也
较高 ,但发芽指数和活力指数较低 ,这种结果与 IS-
TA 1993年对扁穗雀麦的发芽最适温度规定不一
致。在此规定中扁穗雀麦最适发芽温度为 20 ～
30℃且需要变温 ,发芽的初次计数时间为第 7d ,末
次计数为 28d ,而本试验发芽过程没有对种子进行
任何处理 ,试验过程仅用 8d 就结束 ,扁穗雀麦在各
温度处理下的发芽率就达到了最大值 ,这种结果是
否与试验材料的采集地有关则需要进一步的研究。
4　结论
4.1　种子吸水特性
扁穗雀麦种子吸水过程大致可分为三个阶段 ,
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中国草地学报　2009年　第 31 卷　第 2 期
吸水速度呈慢 -快 -慢趋势 , 在 2h 达最大值
0.1363g/h , 12h 种子达吸水停滞期 , 吸水率为
0.03g/h ,扁穗雀麦种子萌发所需最低吸水量为种
子原重量的 83.66%。
4.2　不同温度条件下扁穗雀麦种子萌发特性
扁穗雀麦在 9 个不同温度处理下 ,发芽率有着
较大差异 ,以 25℃条件下最高 ,为 97.78%,但与 20
～ 35℃间的各恒温处理及 25/15℃的变温处理种子
发芽率差异不显著。种子发芽指数以 35℃最高 ,与
其它各处理差异显著。种子活力指数以 25℃条件
下最高 ,达 679.41 ,其次为 30℃,两者分别比 35℃
下的活力指数高 24%和 23%,但两者之间差异不显
著。综合发芽率 、发芽指数和活力指数 ,最后确定扁
穗雀麦的最适发芽温度为 25 ～ 30℃,扁穗雀麦种子
萌发的最低温度为 10℃,最高温度为 40℃。
4.3　不同温度条件下扁穗雀麦种子胚部生长
在 35℃恒温条件下 ,扁穗雀麦种子的发芽率和
发芽指数均较高 ,但其胚生长势较差。除此之外 ,扁
穗雀麦胚生长势变化与各温度条件处理对种子萌发
的影响基本一致 ,表现为萌发速度快的其胚根和胚
芽生长也较好。胚根的适宜生长温度为 20 ～ 30℃,
胚芽为 25℃,胚芽生长较胚根生长对温度变化敏
感。在 20 ～ 35℃的各恒温处理下 ,幼苗鲜重以 20℃
温度处理最大 ,为 0.4357g ,但与其它各处理之间差
异不显著(P <0.05),变温和低温均不利于扁穗雀
麦的种子萌发。
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—57—
田　宏　刘　洋　张鹤山　蔡　化　王　凤　　扁穗雀麦种子萌发吸水特性与萌发温度的研究
Study on the Character of Water Absorption and Germination
Temperature of Bromus cartharticus Seeds
TIAN Hong , LIU Yang , ZHANG He-shan , CAI Hua , WANG Feng
(Insti tute of Animal Husbandry and Veterinary , Hubei Academy
o f A gricultural Science , Wuhan 430209 , China)
Abstract:The character of w ater abso rption and ge rm ination of B romus cartharticus seeds under dif fe rent
temperature conditions w ere studied , the resul ts show ed that the seed w ate r absorption process w as divid-
ed into 3 stages.T he speed of seed w ater-abso rbing show ed the quick-slow trend , and run to a maxi-
mum (0.1363g/h)in tw o hours.T he minimum abso rbing w ater -weight that the seed could germinate
w as about 83.66% of the primary seed w eight.The seeds of B.carthart icus ge rminated w ell and the seed
germination percentage w as 97% at 25 ～ 30℃.The seed germination index w as higher at 25 ～ 30℃ than
that of others.The seed vigo r index reached a maximum(679.41)at 25℃.The radical g rew best f rom 25
to 30℃.T he optimum tempe rature fo r the embryo g row th w as 25℃.The optimum seed germinat ion tem-
perature of B .cartharticus was 25 ～ 30℃ if the germinat ion percentage , germinat ion index and the value of
vigo r index w ere all considered.No seeds germinated when the temperature fell to 10℃ or raised to 40℃.
Key words:Bromus cartharticus Vahl;Water abso rpt ion characteristics;Tempe rature
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中国草地学报　2009年　第 31 卷　第 2 期