全 文 :29卷02期
Vol.29,No.02
草 业 科 学
PRATACULTURAL SCIENCE
249-254
02/2012
4种补血草属植物种子发芽对温度的响应
王俊年,李得禄
(甘肃民勤荒漠草地生态系统国家野外科学观测研究站 甘肃省治沙研究所,甘肃 武威733000)
摘要:以乡土种黄花补血草(Limonium aureum)和引种于民勤沙生植物园的二色补血草(L.bicolor)、大叶补血草
(L.gmelinii)、耳叶补血草(L.otolepis)4种植物种子为材料,进行了温度对种子发芽影响的研究。结果表明,种
子发芽率达最大值的温度范围黄花补血草为10~20℃,发芽率为95%~97%;二色补血草为15~25℃,发芽率
为95%~100%;大叶补血草为20~35℃,发芽率在98%以上;耳叶补血草为20~30℃,发芽率为97.33%~
98.67%。种子发芽势达最大值的温度范围黄花补血草为15~20℃;二色补血草15~20℃;大叶补血草为20~
35℃;耳叶补血草为25~30℃。发芽指数达最大值的温度范围黄花补血草为15~20℃;二色补血草20~25℃;
大叶补血草为25~30℃;耳叶补血草为20℃。发芽指数出现最大值的温度不一致,黄花补血草、二色补血草、耳
叶补血草均在20℃出现最大值,发芽指数分别为36.26、37.26和24.34,大叶补血草在30℃出现最大值,发芽指
数为33.12。幼苗长度最大值的温度范围黄花补血草为15~20℃;二色补血草为20~25℃;大叶补血草为25~
30℃;耳叶补血草为20~25℃,4种补血草幼苗长度最大值分别出现在20、15、25和25℃,分别为4.31、2.38、
1.59和1.38cm。综合各项指标,分析认为黄花补血草、二色补血草、大叶补血草和耳叶补血草种子发芽的适宜温
度范围分别为15~20、20~25、25~30和20~25℃。
关键词:温度;补血草;发芽;发芽指数
中图分类号:Q945.35 文献标识码:A 文章编号:1001-0629(2012)02-0249-06
*
补血草属植物属白花丹科,其中常见的有黄花
补血草(Limonium aureum)、大叶补血草(L.gmeli-
nii)、二色补血草(L.bicolor)和耳叶补血草(L.otol-
epis)。该属植物耐干旱盐碱,生命力强。主要分布
于沙漠、戈壁、滩地、湖盆、盐化草甸、石质山坡、流动
沙丘等生境。补血草属植物膜质花萼或艳美华贵或
淡雅朴素,保持时间长,有较高的观赏价值,是不可
多得的插花配材和干花植物。其根、花萼或全草可
药用,具有止痛、消炎、补血、活血、止血、健脾、滋补
等功效[1]。
国内对补血草的研究报道已有不少,主要集中
在引种驯化、繁殖栽培、光合生理、组织培养技术、化
学成分及开发利用方面[2-13]。在种子学方面主要开
展了超干处理与保存温度对黄花补血草种子发芽
率、发芽指数及活力指数等指标的影响以及盐分、水
分对种子发芽影响方面的研究[14-18]。以上研究基本
明确了部分补血草属植物种子在盐分胁迫下的发芽
特征和抑制种子发芽的盐含量;证实了超干种子保
存技术能使黄花补血草种子保持较高的活力[14]。
温度是植物种子发芽与出苗的基本条件之一,
温度过高或过低均能影响种子活力,造成发芽和出
苗不良[19]。种子萌发及萌发后的生长状况受土壤
温度条件的影响,其萌发所需的最适温度往往与其
起源地生态条件和现在的生存环境有关[20]。研究
种子发芽对温度的响应特征,对揭示植物适应特定
环境的机制和植物栽培有着重要的科学意义。有关
温度对种子萌发及出苗的影响研究报道较多[21-25],
但截至目前,有关补血草属种子发芽对温度响应特
征的报道较少,仅见温度对簇枝补血草(L.chryso-
comum)种子发芽影响的报道[26]。近年来,随着生
态环境的恶化,合理开展抗逆性强的野生药用或野
生园林植物资源对干旱区社会经济发展和生态环境
建设具有十分重要的意义,然而,由于干旱荒漠区生
态环境恶劣,降水稀少,昼夜温差大,特别是早春,土
壤温度过低很容易造成种子腐烂,导致出苗率下降。
本研究通过4种补血草属植物种子发芽对温度处理
* 收稿日期:2011-02-28 接受日期:2011-07-07
基金项目:甘肃省科技基础条件平台建设(0808TTPH022);中国林科院基金项目(CAFYBB2007043)
作者简介:王俊年(1953-),男,甘肃民勤人,工程师,主要从事园林绿化工作。
通信作者:李得禄 E-mail:lidlu2008@163.com
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.29,No.02) 02/2012
的响应特征进行研究,确定4种补血草种子发芽所
需的适宜温度,为育苗确定合理播种期提供科学依
据,进一步促进补血草属植物资源保护和利用。
1 材料与方法
1.1材料 供试种子2009年秋季采集于民勤沙生
植物园,为乡土或引种驯化的植物。民勤沙生植物
园地处我国西北干旱荒漠区,属典型温带大陆性气
候,降水稀少、蒸发强烈、日照充足、风大沙多、自然
植被稀疏。引种后的植物采用人工栽培管理措施,
有灌溉条件。种子采收后置于通风条件良好的室内
风干,选取成熟的、籽粒饱满的、未受昆虫和病菌侵
害的种子作为试验材料。
1.2方法
1.2.1种子物理特性测定
千粒重:从供试种子样品中随机扦取100粒,称
量(精确至0.000 1g),5次重复,计算平均值,结果
乘以10得到千粒重数值。
水分含量:从供试种子样品中随机扦取种子2
g,均匀地放在铝盒内,在105℃的恒温烘箱中烘3
h后,放入干燥器里冷却0.5h后称量(精确至
0.001g),3次重复,计算种子含水率。
1.2.2温度处理设置与发芽试验 种子发芽试验于
2009年10月在民勤沙生植物园实验室进行。处理
温度为5~35℃恒温,以5℃为梯度,共设计7个温
度。从供试种子样品中随机扦取种子试验样品,用
2%高锰酸钾溶液浸泡10~15min后用蒸馏水清洗
3~4次。在灭菌后的培养皿内铺2层定性滤纸,用
蒸馏水湿润纸床,将种子均匀播种于滤纸上,每个培
养皿50粒种子,3次重复,在暗光恒温培养箱中进
行培养。试验期间每天定时统计一次种子发芽数,
并及时补充水分。发芽结束后,计算参试种子发芽
势、发芽率、发芽指数、幼苗长度。计算公式如下:
发芽率(GR)=nN×100%
;
式中,n为发芽种子数,N 为供试种子数。
发芽势(GP)=sN×100%
;
式中,s为发芽达到高峰期时发芽种子数[27]。
发芽指数(GI)=∑GtDt
;
式中,Dt为发芽日数,Gt 为与Dt 相对应的每天发
芽种子数。
1.3统计方法 采用SPSS 18.0软件进行数据统
计分析,用Excel进行绘图。均值显著性检验采用
单因素方差分析(One-way ANOVA),平均数之间
的差异采用Duncan方法进行显著性检验或多重比
较。
2 结果
2.1物理特性 4种补血草植物种子颜色、形状、
千粒重及含水率均存在一定的差异。在性状上,黄
花补血草和二色补血草最为接近。
千粒重以黄花补血草最高,为0.68g;二色补血
草和大叶补血草居中,分别为0.43和0.46g;耳叶补
血草最低,仅为0.16g。大叶补血草和二色补血草差
异不显著(P>0.05),其余差异均显著(P<0.05)。
耳叶补血草种子含水率最高,为21.92%;黄花
补血草和二色补血草介于二者之间,分别为11.78%
和13.45%;大叶补血草最低,为9.98%。黄花补血
草与二色补血草和大叶补血草差异不显著(P>
0.05),其余差异均显著(P<0.05)(表1)。
表1 4种补血草种子的物理特性
Table 1 Seed physical characteristics of four Limoniumspecies
种名
Species
形状及颜色
Seed shape and colour
千粒重
1 000-grain weight/g
含水率
Water content/%
黄花补血草L.aureum 种子长卵圆形,米黄色Long oval,cream 0.68±0.03a 11.78±1.82bc
二色补血草L.bicolor 种子长卵圆形,淡黄色Long oval,primrose 0.43±0.03b 13.45±1.28b
大叶补血草L.gmelinii 种子长卵形,降红棕色Long oval,deep henna 0.46±0.03b 9.98±1.09c
耳叶补血草L.otolepis 种子卵形,红棕色Oval,henna 0.16±0.01c 21.92±1.63a
注:表内数据为平均值±标准差;不同小写字母表示各处理间显著差异(P<0.05),同一列中的相同字母表示差异不显著(P>
0.05)。表2同。
Note:Values are mean±S.D.Different lower case letters within the same column show significant difference at 0.05level.
The same in table 2.
052
02/2012 草 业 科 学 (第29卷02期)
2.2温度对种子发芽的影响
2.2.1发芽率 试验结果显示,5~35℃温度范围
内,黄花补血草、二色补血草和耳叶补血草种子发芽
率均随温度的升高呈先增加后减少的趋势;大叶补
血草在5~20℃呈增加趋势,在20~35℃保持最大
值。黄花补血草在5℃种子发芽率仅为13%,种子
最高发芽率出现在15℃,可达97%,当温度达到35
℃时,发芽率迅速下降,为59%;二色补血草适宜发
芽温度为15~20℃,发芽率可达100%,温度达到
25℃时,发芽率开始下降;大叶补血草适宜的发芽
温度为20~35℃,发芽率可达98%。耳叶补血草
在5℃时种子不能发芽,最适宜发芽温度范围在
20~30℃,发芽率在97%以上(图1)。在5℃时,
不仅耳叶补血草种子不能发芽,其他3个种发芽率
也均较低,说明在低温条件下4种补血草种子不易
发芽。4种补血草最适宜发芽温度的范围不一致,
但在20℃,4种补血草种子均能达到发芽高峰。大
叶补血草适宜的发芽温度范围最大,而且温度相对
较高,其余3种适宜发芽温度范围较小,而且温度相
对较低。
黄花补血草、二色补血草、耳叶补血草种子在5
℃发芽势均为0,大叶补血草种子仅为4%。在10~
35℃发芽势均表现为随温度升高呈先增加后降低
的趋势(图1)。
2.2.2发芽指数 黄花补血草发芽指数最大值出现
在15℃,为24.33;最低值出现在5℃,为2.54;二
色补血草最大值出现在15℃,发芽指数为25.0,最
低值出现在5℃,为2.06;大叶补血草发芽指数最
大值出现在30℃,发芽指数为33.11,在5~15℃发
芽指数均较低,在1.29~10.33;耳叶补血草最大值出
现在25℃,为24.34,在5℃时发芽指数为0,10和35
℃时发芽指数均较低,分别为3.62和5.06。大叶补
血草和二色补血草发芽指数最大值较高,分别为
33.11和25.00,黄花补血草和耳叶补血草较低,分别
为24.33和24.34(表2)。
2.2.3种子发芽进程 黄花补血草种子在15~20℃
图1 不同温度下4种补血草种子的发芽率及发芽势
Fig.1 Germination rate and potential of four Limoniumspecies at different temperature
注:不同字母表示同指标不同温度间0.05水平上差异显著。图3同。
Note:Different lower case letters show significant difference at 0.05level.The same in fig.3.
152
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.29,No.02) 02/2012
表2 不同温度下4种补血草种子的发芽指数
Table 2 Germination index of four Limoniumspecies at different temperature
发芽温度
Germination temperature/℃
黄花补血草
L.aureum
二色补血草
L.bicolor
大叶补血草
L.gmelinii
耳叶补血草
L.otolepis
5 2.54±0.33e 2.06±0.97e 1.29±0.50f 0.00±0.00f
10 15.22±0.77c 19.07±0.23c 3.47±0.61e 3.62±0.28e
15 24.33±0.29a 25.00±0.00a 10.33±1.54d 10.66±0.56c
20 24.17±0.76a 24.83±0.29a 19.33±0.23c 16.44±0.63b
25 19.50±1.29b 23.50±0.50a 32.67±0.67a 24.34±0.39a
30 15.87±0.61c 21.17±1.26b 33.11±0.39a 16.22±0.19b
35 11.87±1.51d 10.17±1.53d 24.83±0.29b 5.06±0.89d
下发芽速度最快,第4天达到最高发芽率,在低温5
℃和高温35℃条件下种子发芽明显受到抑制;二色
补血草种子在15~20℃发芽速度最快,第3天达到
发芽高峰,5和35 ℃发芽过程均受到抑制,而且5
℃尤为明显;大叶补血草在25~35℃发芽整齐,第
3天达到发芽高峰,发芽率在96.0%以上,在5~15
℃发芽进程受到明显抑制;耳叶补血草在30℃时发
芽最快,其余温度条件下发芽进程均受到抑制,10
和35℃表现明显,5℃种子不能萌发(图2)。
2.3温度对幼苗生长量的影响 不同温度影响
4种补血草植物幼苗长度,幼苗长度均随温度的升
高呈逐渐增加后又下降的趋势。黄花补血草幼苗长
度在20℃最长,也是4种补血草中幼苗最长的,为
4.13cm,其次依次是二色补血草、大叶补血草和耳
叶补血草,最大值均出现在25℃,幼苗长度分别为
2.38、1.59和1.38cm。黄花补血草在5℃时幼苗
长度仅为0.36cm,10和35℃均较小。二色补血草
在15~25 ℃时幼苗长度均大于2.0cm,但5 ℃仅
图2 4种补血草植物种子在不同温度下的发芽进程
Fig.2 Seed germinating duration of four Limoniumspecies at different temperature
252
02/2012 草 业 科 学 (第29卷02期)
为0.30cm,35℃时为0.59cm。大叶补血草在25和
30℃时幼苗长度分别为1.59和1.54cm,而5、10和
35℃幼苗长度均小于1。耳叶补血草在20和25℃
幼苗长度分别为1.34和1.38cm,5℃时种子不能萌
发,10℃最低,仅为0.28cm(图3)。
图3 不同温度条件下4种补血草幼苗长度
Fig.3 Seedling length of four Limoniumspecies at
different temperature
3 讨论与结论
温度是种子发芽的一个重要生态因素。种子在
发芽过程中进行着活跃的代谢反应,温度的高低影
响着种子酶的活性,进而影响种子的发芽[27]。不同
植物需要不同温度的发芽条件,在一定温度范围内,
随温度的升高,种子萌发进程加快,但过高的温度会
使酶变性而影响种子萌发[28]。对于特定的植物种
子发芽存在着适宜发芽温度的现象,但是不同物种
之间适宜发芽温度有着很大的差异。有些植物种子
的适宜萌发温度是一个定值,而有些种子的适宜发
芽温度是一个相对固定的温度范围[29-30]。
对4种补血草种子在不同温度下的发芽率、发
芽势、发芽指数、发芽进程及幼苗长度等指标进行综
合分析:黄花补血草适宜的发芽温度范围为15~20
℃;二色补血草和耳叶补血草为20~25℃;大叶补
血草为25~30℃。在5℃时,耳叶补血草种子不能
发芽,其他3种发芽率很低,而且当温度达到35℃
时,除大叶补血草发芽率较高外,其他3种种子发芽
率均显著下降。过低的温度和过高的温度均抑制4
种补血草种子的发芽,4种补血草均有最适发芽温
度,在实际生产中要结合当地的气温条件进行适时
播种,以满足不同种子最适宜发芽温度条件,提高种
子发芽率,减免生产损失。
周玲玲等[26]研究了温度对簇枝补血草种子发
芽的影响,结果表明种子发芽的最适温度为15~25
℃,与本研究中二色补血草适宜发芽温度类似。刘
萍等[16]研究了不同变温条件下大叶补血草和耳叶
补血草发芽,找出最适宜的发芽温度为变温25℃/15
℃。值得指出的是,本研究明确了恒温条件下4种补
血草种子发芽的适宜温度范围,但对于变温处理对种
子发芽的影响未做研究。自然条件下种子发芽处于
自然的变温状态中,因此,有关变温处理条件下补血
草属植物种子的发芽特征还需要进一步研究。
参考文献
[1] 王玲,刘宇,华兰英,等.野生黄花补血草的资源特性及
其化学成分初探[J].北方园艺,2010(11):217-218.
[2] 田福平,时永杰,陈子萱.我国补血草属野生植物资源
的分布及研究现状[J].草业与畜牧,2010(3):49-52.
[3] 周子晴,张翠欣.二色补血草的利用价值及繁育方法
[J].河北林业科技,2009(3):120.
[4] 黄勇,张秀省,孟宪磊.野生花卉补血草属及其开发利
用[J].中国种业,2002(8):42.
[5] 骆建霞,王丹,李建科,等.3种补血草属植物光合特性
的日变化[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),
2006,34(8):121-124.
[6] 李昌龙,李爱德,尉秋实,等.补血草属野生花卉的家化
栽培[J].中国野生植物资源,2003,22(1):52-54.
[7] 刘小利.野生花卉星毛补血草的引种栽培试验研究
[J].北方园艺,2007(2):113-114.
[8] 罗广元,唐志红.甘肃省补血草属植物的分布与利用
[J].特种经济动植物,2001(9):30.
[9] 王磊,周桂玲,廖康,等.耳叶补血草野生花卉引种成功
[J].北方园艺,1997(2):52.
[10] 段广德,霍仲芳,刘凤玲.不同土壤含水量对二色补血
草生长状况的影响[J].干旱区资源与环境,2009,
23(1):183-186.
[11] 罗震伟,高峰,车生泉.切花型一年生补血草引种研究
[J].上海农学院学报,1997,15(4):301-304.
[12] 陆静梅,李建东,胡阿林,等.二色补血草叶片泌盐结
构的扫描电镜观察[J].应用生态学报,1995,6(4):
355-358.
[13] 那淑芝,李云祥,甄占萱,等.二色补血草的组织培养与
快速繁殖[J].承德民族师专学报,2003,23(2):78-80.
[14] 李毅,屈建军,董治宝,等.黄花补血草种子超干保存
的研究[J].种子,2008,27(7):7-14.
[15] 于德花.NaCl胁迫对二色补血草种子萌发及幼苗生
长的影响[J].华中师范大学学报(自然科学版),
352
PRATACULTURAL SCIENCE(Vol.29,No.02) 02/2012
2008,42(3):435-439.
[16] 刘萍,周玲玲,王军.盐分和水分胁迫对补血草种子萌发
的影响[J].干旱地区农业研究,2008,26(4):167-171.
[17] 刘玉艳,王辉,于凤鸣,等.盐胁迫对二色补血草种子萌
发的影响[J].生态学杂志,2009,28(9):1974-1800.
[18] 李毅,屈建军,安黎哲.超干处理与保存温度对黄花补
血草种子的影响[J].中国沙漠,2009,29(2):293-297.
[19] 杨光圣,傅廷栋.油菜细胞核+细胞质雄性不育的研
究和利用Ⅲ.双隐性基因细胞核+细胞质雄性不育三
系的选育方法及其遗传学基础[J].华中农业大学学
报,1993(增刊):46-53.
[20] 塔依尔,杨梅花.不同温度对沙棘种子萌发的影响
[J].种子,2004,23(9):32-34.
[21] 李晓梅,赵晓英,赵法,等.新疆3种锦鸡儿属植物种
子萌发对温度和土壤水分的响应[J].草业科学,
2009,26(10):140-145.
[22] 王桔红,张勇.贮藏条件和温度对4种蒺藜科植物种
子萌发的影响[J].草业科学,2009,26(6):110-115.
[23] 王海宁,张建利,冯林,等.温度和干旱胁迫对3种牧草
种子萌发的影响[J].草业科学,2009,26(8):87-92.
[24] 曾霞,王彦荣,胡小文.垂穗披碱草种子的萌发适宜温
度及温度阈值[J].草业科学,2011,28(6):988-992.
[25] 罗弦,潘远智,杨学军,等.低温层积处理对4种苔草
种子休眠与萌发的影响[J].草业学报,2010,19(3):
117-123.
[26] 周玲玲,刘萍,陈芳.温度、盐分和干旱胁迫对簇枝补
血草种子萌发的影响[J].种子,2006,25(10):48-51.
[27] 郑光华.种子生理研究[M].北京:科学出版社,2004:
706.
[28] 刘志民,蒋德明,高红瑛.植物生活史繁殖对策与干扰
关系 的 研 究 [J].应 用 生 态 学 报,2003,14(3):
418-422.
[29] Probert R J,Thompson P A.Effects of temperature
and seed coat treatments on germination of sweetpea
[J].Scientia Horticulturae,1976,5(2):139-151.
[30] Carberry P S,Abrecht D G.Germination and elonga-
tion of the hypocotyls and radicle of kenaf(Hibiscus
cannabinus)in response to temperature[J].Field
Crops Research,1990,24(3/4):227-240.
Seed germination responses of four Limoniumspecies to temperature
WANG Jun-nian,LI De-lu
(Gansu MinQin National Field Research Station for Desert Steppe Ecosystem,
Gansu Desert Control Research Institute,Wuwei 733000,China)
Abstract:Seed germination responses to temperature in one indigenous species,Limonium aureum,and
three introduced species,L.bicolor,L.gmelinii and L.otolepis were studied under controled conditions
in the laboratory.The temperature rang of seed maximum germination rate for L.aureum (95%to 97%)
was 10to 20℃,and for L.bicolor(95%to 100%),L.gmelinii(over 98%)and L.otolepis(97%to
99%)were 15to 25℃,20to 35℃and 20to 30℃,respectively.The temperature rang for seed maxi-
mum germination potentiality of L.aureumwas 15to 20℃,for these of L.bicolor,L.gmelini,and L.
otolepis were 15to 20℃,20to 35℃and 25to 30℃.The temperature rang of seed maximum germina-
tion index for L.aureumwas 15to 20℃,but for L.bicolor was 20to 25℃,for L.gmelinii was 25to 30
℃and for L.otolepis was 20℃.The maximum value of germination index appeared in different tempera-
tures,where for L.aureum,L.bicolor and L.otolepis appeared at 20℃ with the germination indexes of
36.26,37.26and 24.34,respectively.However,the maximum value of germination index for L.gmelinii
presented to 30℃with the index of 33.12.The temperature rang of seedling length maximum value for L.
aureumwas 15to 20℃,for L.bicolor was 20to 25℃,for L.gmelinii was 25to 30℃and for L.otole-
pis was 20to 25℃.In general,the optimum germination temperature range for four Limoniumwere 15to
20℃,20to 25℃,25to 30℃and 20to 25℃,respectively.
Key words:temperature;Limonium;germination;germination index
Corresponding author:LI De-lu E-mail:lidlu2008@163.com
452