全 文 ：第 18 卷 第 2 期
Vol. 18 No. 2
草 地 学 报
ACTA AGRESTIA SINICA
2010 年 3 月
Mar . 2010
碱茅种子发芽检测标准方法的研究
廉佳杰1, 张 凤1 , 毛培胜1* , 路永强2
( 1.中国农业大学草业科学系, 北京 100193; 2.北京市畜牧兽医总站, 北京 100107)
摘要: 于2008 年以碱茅(P uccinellia dis tans Pa rl)种子为材料,研究在10- 25e 、10- 30 e 、15- 25 e 、15- 30e 、20
- 30 e 变温处理和 15 e 、20e 、25 e 、30 e 恒温以及预处理条件下, 筛选确定碱茅种子发芽的最适温度和光照条件
条件 ,为碱茅种子质量检测的标准化提供参考依据。结果表明: 碱茅种子在 20- 30 e 8 h 高温光照 16 h 低温黑暗
条件下发芽率最高,预处理对碱茅种子发芽无显著影响。碱茅种子发芽计数时间确定为第 7 d 进行初次计数, 第
14 d 进行末次计数。并在此温度条件下选用 5个碱茅种子样品进行发芽测定, 可以反映碱茅种子的发芽水平, 而
且硝酸钾和预先冷冻处理对碱茅种子发芽促进作用不明显。
关键词:种子; 发芽;质量; 碱茅
中图分类号: Q944. 59; S330. 2 文献标识码: A 文章编号: 1007-0435( 2010) 02-0247-05
Study on the Standard Methods of Germination Testing in Puccinellia distans Seeds
LIAN Jia- jie1 , ZHANG Feng1 , M AO Pe-i sheng1* , LU Yong-qiang2
( 1. Ins t itu te of Grass lan d S cien ce, China Agricultu ral University, Beijing 100193, C hina;
2 Beijing Animal Hu sbandry and Veterinary S tat ion, Beijing 100107, Ch ina )
Abstract: T he experiments w ere designed to provide standard methods o f g erm inat ion test ing for Puccinel-
lia di stans seeds and determ ine the suitable germinat ion condit ions in alternative temper atures ( 10- 25 e ,
10- 30 e , 15- 25 e , 15- 30 e , 20- 30 e ) , consistent temperatures ( 15 e , 20 e , 25 e , 30 e ) and pre-
treatments . The results show ed that the highest g erm inat ion rate of Puccinel lia di stans seeds was at the
condit ion of alternat ive temperature 20- 30 e and 8 h light compar ed w ith 16 h dar kness, some pret reat-
ments including prechill, KN O3 and GA didnct promo te seed dormancy. The first count t ime was 7th day
and the final count t ime w as 14
th
day based on the seed samples lot2003 and lot2004 tested. In addit ion,
five seed samples w ere germ inated and validated the suitable condition, the results could show the potent ial
of seed germination, and seed dormancy wasn. t br oken under prechill and KNO3 pretr eatments.
Key words: seed, g erm inat ion test ing, quality , Puccinell ia distans
碱茅( Puccinel lia di stans Parl)为禾本科碱茅
属( Puccinel l ia spp)多年生草本植物, 分布于亚欧
大陆的温带地区,在我国主要分布在东北、华北和西
北地区。碱茅耐盐碱能力极强, 能在土壤 pH 为 9
~ 10的重盐碱地上正常生长发育,常在盐碱湖泊或
碱斑周围形成纯碱茅群落。因此碱茅是我国北方盐
渍化草地的主要建群种和重要的先锋植物[ 1, 2]。
随着科技的进步与发展, 人们对盐碱土改良认
识的不断提高, 生物学改良受到各国科学家的普遍
重视,选育耐盐能力强且有利用价值的植物对盐渍
土进行改良利用,将土壤含盐量降低到可利用范围
内[ 3]。对碱茅属植物的栽培技术改良效果、生产性
能和耐盐机理等方面研究表明, 在我国"三北"地区
的碳酸盐盐溃土、硫酸盐盐渍土和氯化物盐渍土上
都具有良好的适应性和改良效果 [ 4]。随着我国在盐
碱地治理方面的大力投入, 碱茅以其抗寒、耐旱、耐
盐碱等优良的特点, 在退化草地的生态治理中发挥
重要作用。大量优质种子的供应是保障草地改良和
生态治理成败的前提, 但是受国内种子生产技术水
平的限制,一些野外采集的种子也进入市场流通,导
致种子质量波动, 在一定程度上影响种子市场正常
贸易和草地建设的成效。因此, 掌握和了解种子发
芽特性,控制种子质量对于提高种用价值和播种成
功率具有积极作用。
收稿日期: 2009-06-03;修回日期: 2009- 12-22
基金项目:国家科技支撑项目( 2006BAD16B01)、行业性公益项目( n yhyzx07-022) / 9480项目( 2007-G38)资助
作者简介:廉佳杰( 1983- ) ,男,吉林松原人,硕士研究生,研究方向为牧草种子生理生化, E- mai l: ljj830702@ 163. com; * 通讯作者 Auth or
for correspon dence, E-m ail : maops@ cau. edu. cn
草 地 学 报 第 18卷
近年来,国内关于碱茅属植物的耐盐生理[ 5]、盐
碱地改良[ 6] 和栽培技术[ 1, 4, 7] 方面的研究较多。针
对盐碱地逆境条件限制种子萌发和正常生长的问
题,许多学者非常关注盐分对碱茅种子萌发的影
响[ 8~ 10]。种子发芽率是评价碱茅种子质量最重要
的指标之一, 但在国家标准5牧草种子检验规程
GB/ T 2930-20016[ 11]和5国际种子检验规程6[ 12]中均
未有碱茅种子发芽检测的标准方法。为此, 研究确
定碱茅种子发芽检验的温度、光照条件以及发芽计
数时间,以期为碱茅种子发芽质量检测技术的标准
化提供理论依据和经验参考。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验所用碱茅种子样品均由中国农业大学牧草
种子实验室提供。发芽条件的筛选测定采用种子样
品 lot2003、lot2004,样品 lot1、lot2、lo t3、lot4、lot5。
1. 2 试验设计
1. 2. 1 温度条件的设定 发芽温度设计采用 10-
25 e 、10- 30 e 、15- 25 e 、15- 30 e 、20- 30 e 变温
处理和 15 e 、20 e 、25 e 、30 e 恒温处理。光照条件
为 8 h光照+ 16h黑暗。
1. 2. 2 预处理条件的设定 为破除种子休眠、促进
碱茅种子发芽, 采用以下预处理措施: 预先冷冻处
理,将种子在 7 e 条件下处理 7 d; 0. 2%硝酸钾溶液
处理; 0. 05%赤霉素( GA)处理。
1. 3 发芽测定
选取均匀饱满一致的种子, 将其放入盛有 3 层
滤纸的直径 10 cm 培养皿中, 每皿放置 100 粒, 4次
重复,在设定的温度和光照条件下放置于光照培养
箱( LRH-250- G Ò)中培养。发芽结束统计正常种
苗数、不正常种苗数、新鲜未发芽种子及死种子, 按
照5牧草种子检验规程 GB/ T2930-20016计算种子
发芽率[ 11]。根据最适发芽条件确定计数时间, 以种
子发芽率达到 50%以上的天数为初次计数时间, 以
种子达到最大发芽率的天数为末次计数时间。
发芽率= (发芽终期全部正常种苗数
/供试种子数) @ 100%
1. 4 数据处理与分析
试验数据采用 SPSS 11. 0软件进行差异显著性
统计分析, EXCEL 软件作图。
2 结果与分析
2. 1 不同温度处理对碱茅种子发芽的影响
试验以 2003 年和 2004 年收获的 2 批种子
lo t2003、lot2004 为材料,在不同温度处理条件下碱
茅种子发芽结果显示(表 1) , 2批种子在 20- 30 e
变温处理时发芽率达到最高,分别为 71%、74% ,并
且在 2个种子批中 20- 30 e 变温处理时种子的发
芽率均与其他各处理差异显著( P< 0. 05)。
恒温处理条件下, 随着温度的升高种子发芽率
反而下降。样品 lot2003中,从 15 e 到30 e ,发芽率
由 60%下降到 5% ,同样,样品 lot2004 中发芽率由
59%下降到 22%。新鲜未发芽种子比例却随着温
度的升高而增加, 在 30 e 时新鲜未发芽种子比例均
达到最高, 并与其他处理间差异显著( P< 0. 05)。
不正常种苗比例在 15 e 条件下最低,虽然随着温度
升高有所增加,但在 30 e 高温条件下并非最高。死
种子数与温度变化无关, 15 e 和 30 e 处理间差异均
不显著。
变温处理条件下, 样品 lot2003和 lot2004种子
发芽率在 20- 30 e 条件下最高,在 10- 25 e 条件下
最低,并且差异显著( P< 0. 05)。在 20- 30 e 、15-
30 e 和 10- 30 e 处理中, 15 e 和 10 e 低温处理种子
发芽率明显下降。15- 25 e 处理在 2种子批间发芽
结果变化很大。同恒温处理相比, 在变温条件下样
品 lo t2003和 lot2004新鲜未发芽种子比例均较低,
但 10- 25 e 处理中不正常种苗比例则最高。另外,
死种子比例在 2批种子中均较低, 并且不同变温处
理间差异不显著。
综上所述,试验结果表明恒温处理不利于破除
种子休眠,新鲜未发芽种子数较多,变温处理虽然在
一定程度上解除了种子休眠,但较低的温度导致不
正常种苗的增加, 因此, 选择 20- 30 e 变温处理可
以促进碱茅种子的发芽并减少不正常种苗的出现。
2. 2 不同预处理条件对碱茅种子发芽率的影响
采用 0. 2%硝酸钾溶液处理、GA 处理和预先冷
冻处理 3种方式, 将碱茅种子在最佳温度 20~ 30 e
和 8 h 高温光照 16 h 低温黑暗条件下进行发芽预
处理试验。试验结果显示(表 2) , 样品 lot2003 种子
经 GA 处理、硝酸钾处理和预先冷冻处理的发芽率
分别为 71%、61%和 54%, 与对照种子发芽率相比,
248
第 2期 廉佳杰等:碱茅种子发芽检测标准方法的研究
硝酸钾处理和预先冷冻处理的发芽率反而低于对照
种子。同样,样品 lot2004种子中, 与对照相比仅硝
酸钾处理种子的发芽率提高了 2%, GA 处理和预先
冷冻处理种子发芽率反而低于对照种子。在 2个样
品中预先冷冻处理明显增加了新鲜未发芽种子数
( P< 0. 05) ,硝酸钾处理却显著提高了 lo t2003种子
不正常种苗数。在各处理中死种子数没有明显变
化。可见, GA 处理对于改善种子休眠、提高种子发
芽率没有效果,预先冷冻处理则进一步抑制了种子
的发芽,增加新鲜未发芽种子数,而硝酸钾溶液处理
碱茅种子则可能促进种子的发芽。
表 1 不同温度处理对碱茅种子发芽的影响
Table 1 Effect of different temperature tr eat ments on the germination characters o f Puccinellia distans seeds
样品
S eed samples
温度处理
T em perature
t reatmen ts( e )
发芽率
Germin at ion rate
( % )
新鲜未
发芽种子
Fresh seed( % )
不正常种苗
Abnormal
s eedl ing( % )
死种子
Dead seed( % )
lot2003 20- 30 71a 9de 16de 4a
15- 30 62b 6e 28abc 4a
15 60b 27 c 8f 5a
20 57b 23 c 12ef 8a
10- 30 57b 16d 22cd 5a
15- 25 56b 10de 30ab 4a
10- 25 46c 11de 36a 7a
25 24d 42b 27bc 7a
30 5e 65a 21cd 9a
lot2004 20- 30 74a 10d 14d 2c
15- 25 68b 12cd 18cd 2c
15- 30 65b 9d 23bc 3bc
10- 30 63bc 18 c 13d 6bc
15 59c 20 c 11d 10 ab
20 46d 35b 15cd 4bc
10- 25 45d 17cd 35a 3c
25 30e 35b 28ab 7bc
30 22f 49a 16cd 13a
注:同列中不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05)
Note: Mean s follow ed b y the dif ferent let ters w ithin each column ar e signif icant ly ( P< 0. 05)
表 2 不同预处理对碱茅种子发芽的影响( 20- 30 e 变温)
Table 2 Effect of differ ent pr et reatments on t he germination of Puccinell ia d istans seeds ( temperature 20- 30e )
样品
S eed samples
温度处理
T em perature
t reatmen ts ( e )
发芽率
Germinat ion rate
( % )
新鲜未发芽种子
Fresh seed
( % )
不正常种苗
Abnorm al seedl ing
( % )
死种子
Dead seed
( % )
lot2003 对照 CK 71a 9b 16b 4a
GA 处理 GA treatm ent 71a 12b 12b 5a
硝酸钾处理 KNO 3 tr eatm ent 61 b 10b 25a 4a
预先冷冻处理 Prechil led t reatmen t 54c 28a 14b 4a
l ot2004 对照 CK 74a 10b 14a 2a
GA 处理 GA treatm ent 69a 12b 13a 6a
硝酸钾处理 KNO 3 tr eatm ent 76a 5c 17a 2a
预先冷冻处理 Prechil led t reatmen t 54 b 27a 14a 5a
注:同列中不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05)
Note: Mean s follow ed b y the dif ferent let ters w ithin each column ar e signif icant ly ( P< 0. 05)
2. 3 碱茅种子发芽计数时间的确定
在 20- 30 e 和 8 h高温光照 16 h低温黑暗条
件下,样品 lot2003和 lot2004碱茅种子第 5 d 开始
发芽,第 7、8 d发芽种子数达到 20- 25%,此后发芽
种子数迅速减少,到第 12 d后新增发芽种子数已经
很稀少了,第 16 d后则没有新增发芽种子(图 1)。
可见,碱茅种子发芽高峰在第 6到 10 d之间。
另外, 从 2批种子样品的逐日累积发芽率变化
曲线可以看到,在发芽培养的第 5到 8 d里, 种子发
芽增加迅速,可达到 50%左右的发芽率(图 2)。此后,
249
草 地 学 报 第 18卷
种子发芽率增加缓慢,到第 16 d后发芽率达到最高。
根据不同样品碱茅种子发芽日变化和逐日累积
发芽率的变化规律,初次计数时间为第 7 d, 末次计
数时间为第 14 d。
图 1 20- 30 e 变温条件下碱茅种子每日发芽数
Fig . 1 Daily g ermination rate of P uccinellia distans
seed under temperature of 20- 30e
图 2 20- 30e 变温条件下碱茅种子累积发芽率
F ig . 2 Accumulative germination rate of Puccinellia
distans seed under temperature of 20- 30e
2. 4 不同碱茅种子样品发芽测定的比较
试验以 5份不同的碱茅种子样品为材料, 在 20
- 30 e 和 8h高温光照 16h低温黑暗条件下进行
表 3 不同碱茅种子样品发芽测定结果比较
T able 3 Comparison of seed germination w ith different samples of Puccinel lia d istans
样品
S eed samples
发芽率
Germ inat ion rate (% )
新鲜未发芽种子
Fresh seed ( % )
不正常种苗
Abnorm al seedl ing ( % )
死种子
Dead seed( % )
L ot3 97a 1c 0b 2c
L ot5 73b 3c 2b 23b
L ot1 54c 12b 9a 25b
L ot4 15d 13b 2b 70a
L ot2 7e 15a 9a 69a
注:同列中不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05)
Note: Mean s follow ed b y the dif ferent let ters w ithin each column ar e signif icant ly ( P< 0. 05)
发芽测定。碱茅种子的发芽测定结果显示(表 3) ,
不同样品间种子发芽率从高到低依次为 97%、
73%、54%、15%和 7% ,且差异显著( P< 0. 05)。样
品 lo t3 种子发芽率最高, 不正常种苗为 0%, 样品
lot2种子发芽率最低, 死种子高达 69%, 新鲜未发
芽种子为 15%。从各样品种子发芽结果说明, 在 20
- 30 e 变温和 8 h 高温光照 16 h 低温黑暗条件下
可以促进碱茅种子发芽潜力的发挥。
在不同碱茅种子样品发芽测定中, 采用硝酸钾
并预冷 7 d处理后进行发芽试验。结果表明此种预
处理对不同碱茅种子影响不同, 预处理对样品 lo t3
种子无影响,样品 lot1和 lot2的种子发芽率分别提
高了 8%和 4% , lo t5和 lot4的种子发芽率分别下降
了 19%和 11%,但各样品种子新鲜未发芽种子数却
变化很小(表 4)。说明预处理对碱茅种子发芽促进
作用影响效果不佳, 因此, 在碱茅种子发芽检测中,
可不进行种子预处理。
表 4 硝酸钾与预冷 7 天处理对不同碱茅样品种子发芽的影响
Table 4 Effect of pretreatments with KNO3 and prechill 7 days on the seed germination under different samples of Puccinellia distans
样品
S eed samples
发芽率
Germ inat ion rate ( % )
新鲜未发芽种子
Fresh seed ( % )
不正常种苗
Abnorm al seedl ing ( % )
死种子
Dead seed (% )
L ot3 97a 0c 0c 3e
L ot1 62b 11a 4b 23d
L ot5 54c 3b 3bc 40c
L ot2 11d 12a 12a 65b
L ot4 4e 14a 3b 79a
注:同列中不同小写字母表示差异显著( P< 0. 05)
Note: Mean s follow ed b y the dif ferent let ters w ithin each column ar e signif icant ly ( P< 0. 05)
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第 2期 廉佳杰等:碱茅种子发芽检测标准方法的研究
3 讨论
碱茅属植物在北半球温寒地带有 70多种,在我
国有 10个种,东北地区有 6个种, 重要的有碱茅、小
花碱茅(星星草) ( P. tenuif lor a) 和朝鲜碱茅 ( P .
chinampoenss)
[ 13]。其中小花碱茅种子发芽标准在
5牧草种子检验规程 GB/ T2930-20016中有明确规
定,但该标准中没有将碱茅和朝鲜碱茅列入。标准
中规定小花碱茅种子的发芽温度为 10- 25 e , 初次
计数时间为第 5 d,末次计数时间为第 21 d[ 11] 。
徐安凯等[ 9] 在野生小花碱茅发芽生理研究中指
出,影响小花碱茅种子发芽率的主要因素是温度条
件,适宜的水分和变温条件是种子发芽所必须的。
试验采用 2个恒温处理( 15 e 、20 e )、6 个变温处理
( 10- 25 e 、10- 20 e 、5- 20 e 、20- 30 e 、5- 15 e 、
20- 35 e ) ,要求每天 16 h低温和 8 h高温,采用培
养皿纸上发芽法,发芽率统计到第 20 d。结果说明,
变温条件下碱茅种子的发芽率高于恒温条件, 小花
碱茅种子最适宜的变温发芽条件是 10- 25 e , 其次
是 10- 20 e ,高温 20- 35 e 影响种子发芽恒温条件
下野生小花碱茅发芽率极低, 15 e 恒温条件下野生
小花碱茅的发芽率仅为 3. 0%。同时也验证了长期
以来在东北松嫩草原盐渍区, 雨水充足的 7- 9月播
种碱茅后出苗难,必须在春、秋 2季干旱季节灌溉种
植,而在新疆、甘肃等地温差较大的地区大面积种植
却有获得成功的实例 [ 3]。阎顺国等[ 10] 在小花碱茅
种子发芽测定中,采用在培养室中 10- 25 e 变温及
无光条件下发芽,每 2 d统计发芽数,以胚根伸出种
皮 2 mm 作为发芽标准,以 22 d累积发芽率作为总
发芽率[ 14]。在小花碱茅种子发芽测定研究中, 不同
学者虽然采用相同的温度条件,但在种苗判断标准、
发芽统计时间上都存在着差异。这种情况对于种子
质量评定标准化带来不利影响。
沈禹颖等以朝鲜碱茅种子为材料, 借鉴小花碱
茅种子发芽条件,在 10- 25 e 变温条件下进行种子
发芽,周期 28 d。但试验结果显示,朝鲜碱茅种子萌
发15 d后的累积发芽数28 d时具有高度接近,建议
在碱茅种子的萌发试验中, 萌发周期以 15 d 为
准[ 8]。可见,在小花碱茅和朝鲜碱茅种子发芽方法
的研究中, 变温条件有利于种子的发芽。本试验采
用不同温度处理中,变温处理比恒温处理更有助于
碱茅种子的发芽。但与其它碱茅属植物种子发芽温
度条件不同,碱茅种子的适宜发芽条件为 20- 30 e
变温。另外,碱茅种子发芽计数时间为 14 d, 这也远
远短于小花碱茅和朝鲜碱茅种子的发芽时间。正常
种苗的判断依据国家标准中对于种苗的具体规定,
而不采用胚根伸出 2 mm 作为种苗正常与否的判断
依据。
总之, 碱茅种子发芽的标准化是种子质量检测
和评价的重要依据, 也是各质量检测机构相互比对
的必要条件,但实现种子发芽检测的标准需要建立
在大量样品试验研究和比较的基础上。
4 结论
4. 1 变温处理促进碱茅种子的发芽,预先冷冻、硝
酸钾溶液等预处理方法对于破除种子休眠没有明显
作用。
4. 2 碱茅种子适宜的发芽条件为, 温度 20- 30 e 、
8 h光照 16 h黑暗处理,不需要预处理,初次计数时
间为第 7 d, 末次计数时间为第 14 d。
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(责任编辑 李 扬)
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