全 文 ：第 17 卷
第 2 期

Vol. 17
No . 2
草
地
学
报
ACTA AGRESTIA SINICA



2009 年
3 月

Mar .

2009
温度和水分对醉马草种子萌发的影响
鱼小军, 陈本建, 师尚礼* , 魏国斌, 满元荣, 马燕玲
(甘肃农业大学草业学院, 兰州
730070)
摘要:为解释醉马草( Achnatherum inebr ians ( Hance) Keng )种群繁殖扩散机理,并为其开发利用提供理论基础, 本
文在不同温度和水分条件( PEG6000)下研究醉马草种子的萌发特性。结果表明: 30
、25
和 30/ 20
( 8 h 高温/
16 h 低温)温度条件下醉马草种子萌发较快, 25/ 5
、20/ 5
、20/ 10
条件下萌发较慢, 10
和 15/ 5
条件下萌发
速率最慢,在 5
条件下无萌发。在供试温度中, 发芽率最高的处理为 20
、15
和 25/ 5
, 在此温度条件下的发
芽率分别达 96%、94% 和 94%。结合发芽率和幼苗生长, 萌发最佳温度为 20
。醉马草种子的发芽率随着水分
渗透势的降低而呈直线下降趋势,当渗透势< - 1. 5 MPa 时,无种子萌发。随着水分胁迫的加剧,供试种胚芽长呈
逐渐下降趋势,但胚根长呈先增加而后下降的趋势, 说明在轻度干旱条件下醉马草更多的生物量用于根部生长, 从
而能够吸收较深土壤的水分,对其在降雨后地表变干的生境中存活具有重要意义。
关键词:醉马草; 种子萌发;温度; 水分
中图分类号: S812




文献标识码: A




文章编号: 1007
0435( 2009) 02
0218
04
Effect of Temperature and Moisture Condition on Seed Germination
of Achnatherum Inebriants ( Hance) Keng
YU Xiao
jun, CHEN Ben
jian, SH I Shang
li* , WEI Guo
bin, MAN Yuan
rong , MA Yan
ling
( Pratacul tu ral College, Gan su Agricultu ral University, Lan zhou, Gansu Province 730070, China)
Abstract: Achnatherum inebr ians ( Hance) Keng is a perennial poisonous w eed that dist ributes in natural
grassland o f Nor th China. In order to provide the basic informat ion for it s ut ilizat ion and explain the mech

anism o f populat ion propagation and dispersal, seeds germination characterist ics of A . inebr ians were stud

ied under dif ferent t reatments of temperature and moisture condition ( PEG6000) . T he results show that
seed germinat ion rate w as higher at 30
, 25
and 30/ 20
( 8h high temperature/ 16 h low temperatur e) ,
low er at 25/ 5
, 20/ 5
, and 20/ 10
, low est at 10
and 15/ 5
, and no seed germinated at 5
. Fo r all
temperature treatments, the highest g erminat ion percentages w ere 96% , 94% and 94% at 20
, 15
and
25/ 5
, respect ively. Considering the germ inat ion rate and seedl ing g row th, the optimum germinat ion
temperature w as 20
. The germ inat ion rate declined along w ith the osmot ic potent ial decr eased fr om 0 to
- 1. 2 M Pa, and no seed germinated when w ater osmot ic potent ial w as less than - 1. 5 M Pa. The plumule
grow th w as gr adually prohibited as the osmot ic potential decreased, how ever the r adical growth w as pro

moted from 0 MPa to - 0. 3 M Pa and then decreased. Thus under light dr ought st ress, A. inebr ians may
dist ribute more biomass for root g row th to use the w ater fr om deep soil. T his phenomenon is very impo r

tant for plant survival in habitats w ith dry so il surface.
Key words: Achnather um inebr ians ( Hance) Keng ; Seed germinat ion; Temper ature; M oisture condit ion


醉马草 ( A chnather um inebr ians ( Hance )
Keng)原产于欧亚两洲,为禾本科( Gr am ineae)芨芨
草属( A chnatherum Beauv. )多年生草本植物,是我
国北方天然草原主要的烈性毒草之一,分布在甘肃、
收稿日期: 2008
06
18;修回日期: 2008
10
28
基金项目:甘肃农业大学草业学院青年教师科研启动项目
作者简介:鱼小军( 1977
) ,男,甘肃陇西人,博士研究生,研究方向为草业科学, E
m ail: yux j@ gsau. edu. cn ; * 通讯作者 Author for corre

spond ence, E
mail: shi shl@ gsau. edu. cn
第 2期 鱼小军等:温度和水分对醉马草种子萌发的影响
新疆、内蒙古、青海、西藏、宁夏、四川、陕西等省, 河
北、山东、浙江等地也有少量分布[ 1] 。醉马草抗高
寒、耐干旱、喜阳光,常大面积积聚于河滩及草原上
的低洼、潮湿、土质疏松区域, 在退化草地群落种间
竞争中具有较大优势,特别在干旱、退化的草地中蔓
延日益严重,在放牧过重的亚高山草原及高山草原
的较干燥处,往往分布着大面积的醉马草群落 [ 1, 2]。
另外,醉马草可以作为生态环境建设和水土保持的
良好草种加以合理利用[ 3] 。
近年来,有关醉马草的大量文献报道,涉及到病
害的鉴定工作、醉马草作为饲料的开发、醉马草的危
害情况及预防措施、醉马草的化学成分研究、放牧绵
羊醉马草中毒调查,以及牛饲用醉马草后中毒的诊
治、草甘膦灭除醉马草试验、醉马草饲喂试验研究
等[ 1~ 5] , 但对醉马草种子萌发特性的研究未见报道。
本文以醉马草种子为材料, 探讨其萌发对不同温度
和水分的响应, 以期为解释醉马草种群繁殖扩散机
理和醉马草的开发利用提供基础。
1
材料与方法
1. 1
种子采集
供试种子于 2007年 9月采集于会宁县, 该县地
处甘肃省白银市南端( 35
24
~ 36
26
N, 104
29
~
105
31
E) , 属温带季风型气候, 年平均温度在 5. 0
~ 8. 5
之间,年无霜期为 136~ 186 d,年平均降水
量 340 mm ,年蒸发量达 1800 mm。气候温凉干燥,
南北差异较大, 降水少且分布不均匀, 年际变率较
大,年内四季分明、水热同季, 日照时间长, 蒸发强
烈,无霜期较短 [ 6]。种子风干后在冰箱 5
贮藏待
用, 所有试验均于 2008年 4- 9月在甘肃农业大学
草业生态系统省部共建教育部重点实验室进行。
1. 2
试验方法
1. 2. 1
温度处理
温度设置为: 15/ 5
、20/ 5
、
25/ 5
、20/ 10
、25/ 10
、25/ 15
和 30/ 20
变温
( 8 h高温, 16 h低温) ,以及 5
、10
、15
、20
、
25
和 30
恒温。种子萌发采用 TP 法, 将培养皿
置于 RXZ 系列人工气候箱中进行萌发 [ 7]。每个培
养皿 50粒种子, 4 次重复。每天观察发芽(胚根长
度达到与种子等长、胚芽长度达到种子一半作为发
芽标准[ 8] )情况, 于第 7 d 测定根长和芽长, 每个培
养皿根长和芽长各测 10组数据。试验期间, 滤纸始
终保持湿润而无明水。
1. 2. 2
水分胁迫处理
利用 PEG
6000配制成渗
透势为- 0. 3、- 0. 6、- 0. 9、- 1. 2、- 1. 5、- 1. 8、
- 2. 1 M Pa 的溶液[ 9] , 对照为蒸馏水, 共 8 个处
理。每个培养皿 50粒种子,每个处理 4次重复, 置
智能型生化培养箱( SPX型)中 20
[ 9]条件下萌发。
试验过程中每天更换滤纸, 使各处理浓度保持不
变。每天统计发芽数, 第 7 d测定根长和芽长, 试
验末期统计发芽率(发芽试验结束时正常种苗数占
供试发芽种子数的百分比[ 10] )。
1. 3
数据分析
方差分析采用 SPSS 13. 0软件,图表应用 Ex

cel 2003制作。
2
结果与分析
2. 1温度对醉马草种子萌发的影响
如图 1所示, 温度不同,醉马草种子的发芽快慢
不同。供试温度中, 较高温度条件下醉马草种子萌
发较快, 如 30
、25
、20
、25/ 15
和 30/ 20
;
25/ 5
、20/ 5
、20/ 10
条件下萌发较慢, 10
和
15/ 5
条件下萌发速率最慢, 在 5
条件下则无萌
发。在 30
、25
和 30/ 20
条件下,培养 1 d 后就
有醉马草种子发芽,培养2 d后发芽率就超过50%;
20
、25/ 15
条件下, 培养 2 d后有种子发芽; 20/
5
、20/ 10
、25/ 5
条件下, 培养 3 d后才有种子
发芽; 10
条件下,培养 5 d后才有种子发芽。在供
试温度中, 20
条件发芽率最高, 为 96% ; 15
、
25
、25/ 5
、25/ 15
和 30/ 20
条件下发芽率较
高,分别为 94%、92%、94%、93%和 93% ; 10
和
15/ 5
条件下发芽率较低,仅为 56%和 58%(图 1)。


与温度影响种子萌发相似, 萌发快的即较高温
度条件下的醉马草种子芽长和根长也较长(图 2)。
在 20
、25
、25/ 10
、25/ 15
条件间的芽长差异
不显著, 其他各处理之间差异显著 ( P < 0. 05) ;
20
、25
、25/ 5
、25/ 10
和 25/ 15
间的根长差
异不显著, 但与 15
、30
、20/ 5
、20/ 10
和 30/
20
处理下的根长均具有显著差异( P< 0. 05)。综
合发芽率和幼苗生长, 醉马草的最佳萌发温度为
20
。
2. 2
水分对醉马草种子萌发的影响
蒸馏水处理(对照)的醉马草种子在培养 2d后
219
草
地
学
报 第 17卷
开始萌发,且萌发最快, - 0. 3、- 0. 6 M Pa 处理的
种子分别在第 3、4 d萌发, - 0. 9、- 1. 2 M Pa 处理
的种子均在第 5 d萌发。0 MPa与- 0. 3 MPa间的
发芽率差异不显著,但二者均与- 0. 6、- 0. 9、- 1.
2、- 1. 5、- 1. 8、- 2. 1 M Pa间的发芽率差异显著
( P< 0. 05) ;而且- 0. 6、- 0. 9、- 1. 2 MPa 间的种
子发芽率差异显著( P< 0. 05) , 三者均与- 1. 5、-
1. 8、- 2. 1 MPa 间的发芽率差异显著( P< 0. 05)
(图 3)。种子萌发速率随着 PEG浓度的升高即渗透
势的降低依次降低, 并且在- 1. 5、- 1. 8、- 2. 1
MPa处理下的醉马草种子不萌发。回归分析表明,
发芽率( y )与渗透势( x )之间的相关方程为 y= 59.
905x + 107. 43( R= 0. 94, P< 0. 01)。
0与- 0. 3 M Pa 时的芽长差异不显著, 但二者
均与- 0. 6、- 0. 9 M Pa 条件下的芽长差异显著( P
< 0. 05) ; 而- 0. 6与- 0. 9 M Pa 时的芽长差异不显
著。干旱胁迫对根长及芽长的影响均具显著性差异
(图4)。醉马草芽长随干旱胁迫的增强逐渐下降,
而胚根呈现了先增长( 0~ - 0. 3 M Pa)后下降( < -
0. 3 M Pa)的趋势。
图 1
不同温度对醉马草种子发芽率的影响
F ig. 1
Effect of differ ent temperatur es on A . inebr ians
seeds germination
图 2
不同温度对醉马草种子根长、芽长的影响
Fig . 2
Effect o f different temperatures on radicle and plumule leng th after 7 day s germ inat ion of A . inebr ians seeds
(相同指标间不同字母代表 5%水平差异显著 For the same parameter, b ars w ith diff erent
let ters are signif icant ly diff erent at the 0. 05 level)
3
讨论
种子发芽需要适宜的水分、温度等环境因子, 这
些因子既能表现出各自的作用,又彼此联系, 综合地
影响种子生命活动[ 11] 。醉马草在干旱、退化草地中
蔓延现象日益严重, 在放牧过重的亚高山草原及高
山草原的较干燥处,往往有大面积的醉马草群落[ 4]。
通常, 影响种子萌发的主导因子是温度和水
分[ 1 1, 12]。显然, 只有在适宜的温度和水分条件下,
醉马草种子才能萌发并形成幼苗。本研究结果显
220
第 2期 鱼小军等:温度和水分对醉马草种子萌发的影响
示,醉马草种子萌发温度幅较宽,在较低水分渗透势
( - 0. 3 MPa)下与蒸馏水条件下的发芽率无显著差
异,而在干旱胁迫较强时( < - 1. 5 M Pa)无种子萌
发。因此醉马草种子在降雨或降雪融化后种子萌
发;而当土壤干旱时, 醉马草种子以休眠状态存在,
当遇到较好的水热条件时才萌发。因为野生牧草的
种子具休眠性, 有利于对逆境适应及种质延
续[ 11, 13]。


醉马草种子在- 0. 3~ - 1. 2 M Pa渗透势范围
的干旱胁迫下均可萌发,表现出较强的抗旱性。当
渗透势降至- 1. 2 M Pa时,发芽率为 48% , 较对照
发芽率降低了 42%(图 3)。干旱胁迫不仅影响种子
的发芽率,还对种子活力具有影响,具体表现在随溶
液渗透势降低, 种子发芽率降低、发芽延缓。在本研
究中,醉马草种子芽长随溶液渗透势降低而减少, 根
长呈先增后降的趋势,这与鱼小军等[ 14] 对旱生植物
无芒隐子草 ( Clei stogenes songor ica ( Ro shev. )
Ohw i) 和条叶车前 ( P lantag o lessingii Fisch. et
Mey. )、曾彦军等 [ 15] 对柠条( Car agana kor shinski i
Kom. )、花棒 ( H edy sarum scopar ium Fisch. et
May. )和白沙蒿 ( A r temisia sphaerocephala Kra

sch. )的研究结果一致, 而与余玲等对野大麦( H or

deum br ev isubulatum ( T rin. ) L ink) [ 16]和布顿大麦
( H ord eum bogdani i Wilensky ) [ 17] 的研究结果相
反。醉马草的胚根从 0 到- 0. 3 MPa 呈增长趋势,
说明在干旱条件下, 醉马草更多的生物量用于根部
生长,从而能够吸收较深土层的水分。在水分资源
有限的条件下,植物将更多的生物量用于根部生长,
对于其在降雨后地表变干的生境中存活具有重要意
义[ 1 8]。植物的抗逆性往往随生育期而异, 而在逆境
中的定植决定于萌发条件和幼苗的抗逆性[ 19]。由
于本文仅探讨了醉马草种子萌发对不同温度和水分
的响应,幼苗及成株期的抗逆能力及其扩散机理还
有待于进一步研究。
参考文献
[ 1]
李春杰,高嘉卉,马斌.我国醉马草的几种病害 [ J ] .草业科学,
2003, 21( 11) : 51
53
[ 2]
萨赫都拉
霍曼.醉马草及其防治措施 [ J] .草业科学, 1992, 9
( 5) : 36
37
[ 3]
付超.醉马草有望变害为宝[ J ] .新疆科技报, 2002
[ 4]
于振田.醉马草的防治及开发利用[ J] .新疆畜牧业, 1993, ( 4 ) :
20
23
[ 5]
贾纳提,萨赫都拉
霍曼,努尔兰.醉马草饲喂试验研究[ J] . 新
疆畜牧业, 1998, 4: 31
[ 6]
乔志霞,张艳荣.会宁县农业结构调整进展的调查与对策建议
[ J] .甘肃农业, 2005, ( 2) : 13
14
[ 7]
颜启传.种子学[ M ] .北京:中国农业出版社, 2001. 97
102
[ 8]
韩建国.牧草种子学[ M ] .北京:中国农业大学出版社, 2000
[ 9]
T ob e K, Li X, Omasa K. Effect s of s odium ch loride on seed
germ inat ion and grow th of tw o Chinese des ert s hrubs, H alox

ylon ammod end ron and H . p ersi cum ( Ch enopodiaceae) [ J ] .
Ausl . J. Bot . , 2000, 48: 455
460
[ 10] 陈双燕,韩建国,王贇文,等.蛭石引发对结缕草种子发芽率和
发芽速度的影响.草地学报, 2007, 15( 3) : 254
258
[ 11] 鱼小军,师尚礼,龙瑞军,等.生态条件对种子萌发影响研究进
展. 草业科学, 2006, 23( 10) : 44
49
[ 12] 黄振英,张新时, Yit zchak G,等.光照、温度和盐分对梭梭种子
萌发的影响[ J] .植物生理学报, 2001, 27( 3) : 275
28
[ 13] 傅家瑞.种子生理[ M ] .北京:科学出版社, 1985. 174
273
[ 14] 鱼小军,王彦荣,曾彦军,等.温度和水分对无芒隐子草和条叶
车前种子萌发的影响[ J] . 生态学报, 2004, 24( 5) : 883
887
[ 15] 曾彦军,王彦荣,萨仁,等.几种旱生灌木种子萌发对干旱胁迫
的响应[ J] .应用生态学报, 2002, 13( 8) : 953
956
[ 16] 余玲,王彦荣,孙建华.野大麦种子萌发条件及抗逆性研究[ J ] .
草业学报, 1999, 8( 1) : 50
57
[ 17] 余玲,王彦荣,孙建华.环境胁迫对布顿大麦种子萌发影响及种
苗生长发育的影响[ J] .草业学报, 2002, 11( 2) : 79
84
[ 18] Reader R J, Jalili A , Grime J P, et al . A comparat ive study of
plast icity in seedling root ing depth in drying soil. J. Ecol . ,
1993, 81: 543
550
[ 19] 杨利平,宋满珍.光照和温度对百合属 6 种植物种子萌发的影
响[ J] .植物资源与环境学报, 2000, 9( 4) : 14
18
(责任编辑
李
扬)
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