汪建軍，麻安衛(wèi)，汪治剛，蔡宇，曠宇，田沛

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

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不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子萌發(fā)的影響

汪建軍，麻安衛(wèi)，汪治剛，蔡宇，曠宇，田沛*

(草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室，蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020)

摘要：本文采用不同溫度和不同濃度PEG溶液的互作脅迫來模擬中華羊茅種子萌發(fā)的水溫環(huán)境，研究了中華羊茅在不同水熱條件下種子的萌發(fā)狀況，旨在探究中華羊茅種子萌發(fā)的最適水溫條件。結(jié)果表明，中華羊茅種子在不同水溫條件下表現(xiàn)出不同的萌發(fā)特性，3種溫度條件下種子的發(fā)芽率在25℃時達(dá)到最高，而在15℃時發(fā)芽率最低，說明高溫條件有利于中華羊茅種子的萌發(fā)。其中在15和20℃條件下， -0.2 MPa水勢條件下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和種子活力指數(shù)均顯著高于對照和其他濃度水勢處理(P<0.05)，說明在低溫條件下，低濃度的PEG溶液可顯著提高中華羊茅種子的活力；而在25℃溫度下，其對照處理的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)顯著高于各滲透勢處理(P<0.05)；表明在較高溫度下， PEG對中華羊茅種子的萌發(fā)具有抑制作用，且其抑制作用隨著PEG濃度的增大而增大；隨著PEG濃度的增大，各溫度處理種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)逐漸降低，胚芽長、胚根長和根芽比逐漸減小，幼苗含水量以及種子的萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)也不斷降低，表明低濃度PEG溶液對中華羊茅種子具有“引發(fā)”作用，高濃度PEG溶液則對其種子活力有抑制作用。

關(guān)鍵詞：中華羊茅；溫度；聚乙二醇；種子萌發(fā)

中華羊茅(Festucasinensis)是禾本科羊茅屬多年生草本植物，是中國西北、華北、東北和青藏高原等地的常見野生牧草。中華羊茅作為高寒牧區(qū)草地生產(chǎn)建設(shè)的優(yōu)良牧草，它有著營養(yǎng)價值高，適口性好，再生性和抗逆性強，莖葉柔嫩等優(yōu)良特性；此外，由于中華羊茅適應(yīng)性廣，耐寒性和刈割能力強，它也是高寒牧區(qū)進(jìn)行草地建設(shè)、退耕還草和生態(tài)治理工程中最適宜的優(yōu)良牧草品種之一[1-2]。因此，開展中華羊茅種質(zhì)資源及其適應(yīng)性的研究對我國高寒牧區(qū)畜牧業(yè)的發(fā)展以及生態(tài)恢復(fù)建設(shè)具有重要意義。

溫度和水分是植物種子萌發(fā)所不可缺少的外部條件，能直接影響著種子的正常萌發(fā)和植物的出苗情況。其種子的正常萌發(fā)能影響中華羊茅的生長發(fā)育，種子萌發(fā)期作為中華羊茅生活史中的關(guān)鍵階段，它直接影響中華羊茅的出苗情況；這一階段種子萌發(fā)情況的好壞，不僅影響其本身的生長和播種品質(zhì)，同時也可能影響到種子下一代的正常生長發(fā)育[3]；種子的萌發(fā)不僅需要內(nèi)部條件，還需要適宜的外部條件，只有在所有條件滿足時種子才會正常的萌發(fā)，其中對外界環(huán)境的溫度和水分變化比較敏感，因為溫度和水分不僅能影響種子內(nèi)部酶的活性，還能影響其內(nèi)部物質(zhì)的轉(zhuǎn)運以及種子的吸水和氣體交換，這對種子的正常萌發(fā)是極其重要的[4]。因此，種子萌發(fā)期是進(jìn)行植物抗旱性和適宜萌發(fā)溫度研究的重要時期。本研究采用不同溫度下配制不同濃度PEG-6000溶液的方法來模擬中華羊茅種子萌發(fā)的溫度變化和土壤干旱脅迫環(huán)境，探究其對中華羊茅種子萌發(fā)特性的影響，了解中華羊茅種的生態(tài)適應(yīng)性和種子萌發(fā)所需的適宜條件，這對于中華羊茅種子早出苗、出全苗具有重要的作用。本研究試圖為中華羊茅播種期的水分管理提供一定的依據(jù)，對中華羊茅耐高溫、耐干旱品種的篩選及實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實意義。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試的中華羊茅種子采自青海省平安縣巴藏溝鄉(xiāng)(102°06′ E, 36°24′ N)，平均海拔為2456 m，采回的種子于4℃保存于農(nóng)業(yè)部牧草與草坪種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心(蘭州)種子貯藏室備用。供試的分析純PEG-6000由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。

1.2試驗設(shè)計

本試驗將不同溫度和不同水分脅迫處理相結(jié)合，試驗共設(shè)3個溫度處理(15，20和25℃)，在不同溫度下按照Michel和Kaufmann[5]和Tobe等[6]的方法將PEG-6000配制成6個不同濃度梯度 (0，-0.2，-0.4，-0.6，-0.8和-1.0 MPa)作為6個水分脅迫處理(表1)，對照為無菌水處理。

表1　不同溫度下不同濃度的PEG與之對應(yīng)的水勢滲透壓

種子萌發(fā)試驗采用TP法，2015年3月11日從供試中華羊茅種子中篩選出大小均勻、籽粒飽滿的成熟種子，經(jīng)1%NaClO處理5 min，70%乙醇處理2 min，蒸餾水沖洗3次，晾干后置于含有滅菌濾紙的9 cm培養(yǎng)皿中，每皿50粒種子，每個培養(yǎng)皿中加入5 mL的PEG溶液，稱取每個培養(yǎng)皿的原始重量，做好標(biāo)記，試驗共設(shè)18個處理，每個處理設(shè)置4個重復(fù)。將各溫度的水分脅迫處理于當(dāng)日放入相應(yīng)溫度的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天光照處理12 h，黑暗處理12 h，光強統(tǒng)一設(shè)置為5000 lx，濕度統(tǒng)一設(shè)置為82%，連續(xù)培養(yǎng)21 d，每天用稱重法補水并記錄正常發(fā)芽的種子數(shù)目(以胚芽突破種皮1 mm為標(biāo)準(zhǔn))，為了減少水勢變動，每隔5 d更換1次無菌濾紙，并及時清理污染發(fā)霉的種子，第7天進(jìn)行種子發(fā)芽勢(germinative force, GF)的測定，21 d后每個處理中隨機選取10株幼苗，測定并記錄其胚芽長和胚根長及鮮重和干重，并計算發(fā)芽率(germination rate, GR)、發(fā)芽指數(shù)(germination index, GI)、活力指數(shù)(vigor index, VI)、胚根胚芽比(root/shoot, R/S)、幼苗含水量、萌發(fā)抗旱指數(shù)(germination drought resistance index, GDRI)、活力抗旱指數(shù)(vigor drought resistance index, VDRI)和貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率(storage substance operation rate, SSOR)。指標(biāo)計算方法[7-18]：

發(fā)芽率GR(%)=(正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù))×100%;

種子發(fā)芽勢GF(%)=(發(fā)芽數(shù)達(dá)高峰的前1/3天數(shù)內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種數(shù))×100%;

發(fā)芽指數(shù)Gi=∑(Gt/Dt)。Gt指t時間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，Dt指相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù);

活力指數(shù)Vi=Gi×Sx。Gi指發(fā)芽指數(shù)，Sx指種苗芽的平均長度;

幼苗含水量=(幼苗鮮重/株)-(幼苗干重/株);

根芽比(R/S)=胚根長度/胚芽長度;

萌發(fā)抗旱指數(shù)(GDRI)=處理萌發(fā)指數(shù)/對照萌發(fā)指數(shù);

活力抗旱指數(shù)(VDRI)=處理活力指數(shù)/對照活力指數(shù);

貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率(%)=(芽+根)干重/(芽+種子+根)干重×100%。

1.3數(shù)據(jù)分析

用Microsoft Excel 2007錄入試驗數(shù)據(jù)，然后用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件對種子萌發(fā)、幼苗生長及抗旱特性等指標(biāo)進(jìn)行雙因素方差分析，采用LSD法檢驗其差異顯著性，Duncan法進(jìn)行多重差異性比較，結(jié)果用均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±SD)表示并作圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子萌發(fā)特性的影響

在3種不同溫度條件下，中華羊茅種子的發(fā)芽率隨著溫度的升高而升高；其中25℃下發(fā)芽率最高，15℃下發(fā)芽率最低。不同滲透勢條件下，其各溫度處理的發(fā)芽率隨著滲透勢的增大而降低。而在不同的溫度和水分條件下，中華羊茅種子的發(fā)芽情況也表現(xiàn)出不同。在15和20℃的溫度下，-0.2，-0.4和-0.6 MPa的滲透勢處理的中華羊茅種子發(fā)芽率均顯著高于對照處理(P<0.05)，且在-0.2 MPa時發(fā)芽率達(dá)到最高；-1.0 MPa滲透勢處理的發(fā)芽率顯著低于對照處理(P<0.05)，且發(fā)芽率最低；在-0.6，-0.8和-1.0 MPa滲透勢梯度下，15℃處理的中華羊茅種子發(fā)芽率高于20℃處理，但15和20℃處理總體發(fā)芽率變化呈先上升、后下降趨勢。在25℃溫度下，對照處理的發(fā)芽率顯著高于其他滲透勢處理(P<0.05)，其總體發(fā)芽率呈逐漸下降趨勢(圖1)。

在不同溫度和水分條件下，中華羊茅種子的發(fā)芽指數(shù)也各有差異。整體上各溫度處理種子的發(fā)芽指數(shù)在隨著滲透勢的增大而減小；各滲透勢處理的發(fā)芽指數(shù)在25℃溫度條件下最大。在15℃溫度下，-0.2， -0.4，-0.6和-0.8 MPa滲透勢處理的中華羊茅種子發(fā)芽指數(shù)顯著大于對照處理(P<0.05)，在-0.2 MPa時達(dá)到最大。20℃溫度下，-0.2和-0.4 MPa滲透勢處理的發(fā)芽指數(shù)顯著大于對照和其他處理(P<0.05)，其在-0.2 MPa時達(dá)到最大。而在25℃溫度下，對照處理的發(fā)芽指數(shù)顯著高于其他滲透勢處理(P<0.05)(圖2)。

中華羊茅種子的活力指數(shù)隨著溫度和水分的變化也在變化，總體來看，各水分處理的種子活力指數(shù)在25℃時最大，各溫度處理的種子活力指數(shù)在-0.2 MPa滲透勢條件下達(dá)到最大。在15℃溫度下，對照處理的中華羊茅種子活力指數(shù)最小，其他滲透勢條件下種子活力指數(shù)隨著滲透勢的增大而逐漸減小。在20和25℃溫度下，對照處理的種子活力指數(shù)大小介于-0.8和-1.0 MPa之間，其他滲透勢條件下，種子活力指數(shù)隨著滲透勢的增大而逐漸減小。不同溫度和水分條件下中華羊茅種子活力指數(shù)總體變化趨勢為先增大、后減小，在-0.2 MPa滲透勢條件下達(dá)到高峰(圖3)。

不同溫度處理下，不同水分處理的中華羊茅種子的發(fā)芽勢變化也不盡相同。在15和20℃溫度下，不同水分處理的中華羊茅種子的發(fā)芽勢總體變化為先升高、后降低的趨勢，以-0.2 MPa為界限；但兩溫度下種子的發(fā)芽勢隨著滲透勢的變化而表現(xiàn)出差異；在15℃溫度下，對照處理的中華羊茅種子的發(fā)芽勢最低，其他滲透勢條件下種子的發(fā)芽勢隨著滲透勢的增大而不斷減小；而在20℃溫度下，對照處理的中華羊茅種子的發(fā)芽勢大小介于-0.4和-0.6 MPa之間，其他滲透勢條件下種子的發(fā)芽勢隨著滲透勢的增大而不斷減??；在25℃下，不同水分處理的中華羊茅種子的發(fā)芽勢隨著滲透勢的增大總體變化為逐漸降低的趨勢，對照處理的中華羊茅種子發(fā)芽勢顯著大于其他水勢處理(P<0.05)(圖4)。

圖1　不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子發(fā)芽率的影響Fig.1　Effect of different temperature and PEG conditions on F. sinensis seeds germination rate

圖2　不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.2　Effect of different temperature and PEG conditions on F. sinensis seeds germination index

同一溫度處理標(biāo)有的不同小寫字母代表5%水平差異顯著，同一水分處理標(biāo)有的不同大寫字母代表5%水平差異顯著，下同。Different lowercase letters within same temperature condition stand for significant differences at the 0.05 level, different capital letters within same moisture condition stand for significant differences at the 0.05 level, the same below.

圖3　不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子活力指數(shù)的影響Fig.3　Effect of different temperature and PEG conditions on F. sinensis seeds vigor index

圖4　不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子發(fā)芽勢的影響Fig.4　Effect of different temperature and PEG conditions on F. sinensis seeds germinative force

2.2不同溫度和PEG處理對中華羊茅幼苗根和芽生長的影響

中華羊茅幼苗胚根長和胚芽長隨著溫度和水分的變化而變化。不同溫度下，中華羊茅幼苗胚根長隨著滲透勢的增大總體變化表現(xiàn)為先增大、后減小的趨勢；在-0.2 MPa滲透勢條件下各溫度處理的胚根長顯著大于對照及其他處理(P<0.05)； 在15和20℃溫度下，各滲透勢處理的幼苗胚根長顯著大于對照處理(P<0.05)；25℃溫度下，對照處理的幼苗胚根長顯著小于-0.2 MPa滲透勢處理，而顯著大于其他滲透勢處理(P<0.05)。在15和20℃溫度下，中華羊茅幼苗胚芽長隨著滲透勢的增大總體變化表現(xiàn)為先增大、后減小，-0.2，-0.4，-0.6和-0.8 MPa水勢條件下的幼苗胚芽長顯著大于對照處理(P<0.05)，且在滲透勢為-0.2 MPa時其胚芽長度達(dá)到最長。在25℃溫度下，幼苗胚芽長隨著滲透勢的增大而逐漸降低，對照處理的胚芽長達(dá)到最長。 不同溫度和水分條件下幼苗根芽比的變化則與胚根長的變化情況相同(表2)。

表2　不同溫度和PEG處理對中華羊茅胚根長、胚芽長和根芽比的影響

注：同行同一溫度處理標(biāo)有不同小寫字母代表5%水平差異顯著，同列同一水分處理標(biāo)有不同大寫字母代表5%水平差異顯著。下同。

Note: Different lowercase letters within same line and temperature condition stand for significant differences at the 0.05 level, different capital letters within same column and moisture condition stand for significant differences at the 0.05 level, the same below.

在15和20℃溫度下，中華羊茅幼苗含水量在-0.2 MPa滲透勢條件下達(dá)到最高，其值顯著高于對照處理和其他滲透勢處理(P<0.05)；15℃溫度下，中華羊茅幼苗含水量在-0.2，-0.4，-0.6和-0.8 MPa滲透勢條件下顯著高于對照處理(P<0.05)；在20℃溫度下，中華羊茅幼苗含水量在-0.2 MPa滲透勢條件下顯著高于對照處理(P<0.05)，在-0.4和-0.6 MPa滲透勢下與對照差異不顯著。25℃溫度下，對照處理幼苗的含水量高，顯著高于其他滲透勢處理(P<0.05)(圖5)。

圖5　不同溫度和PEG處理對中華羊茅幼苗含水量的影響Fig.5　Effect of different temperature and PEG conditions on F. sinensis seedling water content

在15℃溫度下，中華羊茅貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率隨著滲透勢的增大總體變化趨勢為先增大、再減小，其在-0.6 MPa滲透勢條件下達(dá)到最大，各滲透勢處理的貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率顯著高于對照處理(P<0.05)。在20℃條件下，中華羊茅貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率隨著滲透勢的增大總體變化趨勢為先減小、再增大、再減小、再增大；在-0.6和-1.0 MPa滲透勢下達(dá)到高峰，其峰值分別為5.85%和6.91%，在-0.2 MPa滲透勢下到達(dá)峰谷，其值為3.85%。25℃溫度下，中華羊茅貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率隨著滲透勢的增大總體變化趨勢為先減小、再增大、再減小，對照處理的貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率最高，顯著高于其他滲透勢處理(P<0.05)(表3)。

2.3不同溫度和水分脅迫處理對中華羊茅種子萌發(fā)抗旱性的影響

溫度和水分不同，中華羊茅種子的萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)也不同。在各溫度處理下，中華羊茅種子的萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)都隨著滲透勢的不斷增大而減小，且-0.2 MPa滲透勢處理的值顯著大于其他滲透勢處理(P<0.05)；3種溫度條件下中華羊茅種子的萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)在15℃時達(dá)到最大，而在25℃時最小(表4)。

表3　不同溫度和PEG處理對中華羊茅貯藏物質(zhì)運轉(zhuǎn)率的影響

表4　不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)的影響

3討論

中華羊茅種子在適宜的溫度條件下才能正常萌發(fā)，溫度過高或過低都不利于中華羊茅種子的萌發(fā)[19]。在較低溫度下，中華羊茅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)以及幼苗的胚根和胚芽長度都比較小，但是隨著溫度的不斷升高，衡量中華羊茅種子萌發(fā)特性的各種指標(biāo)不斷增大，說明溫度的升高提高了中華羊茅種子的活力，此結(jié)果與賀佳圓等[20]溫度對8個野生早熟禾(Poa)材料萌發(fā)特性的影響和陳玉梁等[21]溫度對油葵(Helianthusannuus)種子萌發(fā)及幼苗生長的影響研究的結(jié)果相似。較高溫度對中華羊茅種子萌發(fā)的這種促進(jìn)作用可能與調(diào)控種子內(nèi)部一系列生理活動過程的相關(guān)酶的活性有關(guān)，溫度升高能夠提高酶的活性，從而促進(jìn)種子內(nèi)部的生理代謝活動[22]。

中華羊茅種子的發(fā)芽過程是一個復(fù)雜的生理生化過程[23]，因此水分也成為了影響其正常萌發(fā)的一個必要因素。在不同濃度的PEG溶液處理下，隨著PEG處理濃度的增大，中華羊茅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)以及幼苗的胚根和胚芽長度均逐漸減小，低濃度PEG溶液處理中華羊茅種子可促進(jìn)其胚根和胚芽的生長，增大根芽比；而高濃度的PEG溶液能抑制其胚根和胚芽的生長，此結(jié)果與梁國玲等[24]聚乙二醇對羊茅屬4種植物種子萌發(fā)特性的影響研究以及魚小軍等[25]溫度和水分對無芒隱子草(Cleistogenessongorica)和條葉車前(Plantagolessingii)種子萌發(fā)的影響研究的結(jié)果相似，說明低濃度PEG溶液促進(jìn)胚根胚芽生長是中華羊茅根系和胚芽對其干旱脅迫的適應(yīng)性，從研究結(jié)果可以看出高濃度PEG溶液對胚芽生長的抑制作用大于胚根，說明高濃度PEG處理對中華羊茅種子萌發(fā)具有抑制作用，且抑制作用隨著PEG濃度的增大而增強，此研究結(jié)果與馮淑華和陳雅君[26]干旱對草地早熟禾種子萌發(fā)的影響研究結(jié)果相似。

溫度和水分不僅能夠單一地影響中華羊茅種子的萌發(fā)，還能夠綜合起來影響中華羊茅種子的正常萌發(fā)。本研究結(jié)果顯示在較低溫度下，低濃度的PEG溶液處理可以顯著提高中華羊茅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，但隨著PEG溶液濃度的增大，其發(fā)芽率不斷降低，此研究結(jié)果與梁國玲等[24]聚乙二醇對羊茅屬4種植物種子萌發(fā)特性的影響研究結(jié)果以及華智銳和李小玲[27]PEG處理對商洛黃芩(Scutellariabaicalensis)種子萌發(fā)和幼苗生長影響的研究結(jié)果相似，說明在較低溫度下，低濃度PEG溶液處理能刺激中華羊茅種子，從而促進(jìn)中華羊茅種子的萌發(fā)。而在較高溫度條件下，PEG溶液處理顯著降低了中華羊茅種子的發(fā)芽率；以上結(jié)果說明在較低溫度下，用適宜濃度的PEG溶液對中華羊茅種子進(jìn)行滲透脅迫處理，可明顯的提高種子的活力，這與王慧超等[28]PEG滲透脅迫處理對植物種子的影響研究結(jié)果相似。在較低溫度 (15和20℃)下，低濃度PEG溶液處理能有效促進(jìn)中華羊茅胚芽和胚根的生長，經(jīng)PEG溶液處理的中華羊茅其根芽比大于對照處理，說明干旱脅迫下中華羊茅的幼苗生長主要依靠根系，其營養(yǎng)物質(zhì)主要向根部運輸，根系的正常生長才能保證其胚芽的生長。用萌發(fā)抗旱指數(shù)和活力抗旱指數(shù)來評價中華羊茅種子萌發(fā)期的抗旱性，研究結(jié)果顯示低濃度PEG溶液處理中華羊茅種子可有效提高其種子的抗旱性，此結(jié)果與麥苗苗等[29]PEG處理對連香樹種子萌發(fā)與芽苗生長的影響研究結(jié)果相似，而在較低溫度下，低濃度PEG溶液處理的中華羊茅種子抗旱性明顯高于較高溫度處理；說明低濃度PEG溶液處理中華羊茅種子能顯著提高其種子活力，從而增強其對干旱脅迫的抵御能力，且在較低溫度下，PEG對中華羊茅種子的這種“引發(fā)”作用顯著高于較高溫度處理，究其PEG對中華羊茅種子的這種“引發(fā)”作用的具體機制以及對中華羊茅苗期生長發(fā)育的影響，還有待進(jìn)一步研究。

References：

[1]Shi S L, Li J H. Ecological adaptability and cultivating techniques of twoFestucavarieties. Acta Agrestia Sinica, 2006, 14(1): 39-42.

[2]Sun M D. The good pasture of the grassland improvement in alpine regionFestucasinensiskeng cv QingHai. Qinghai Prataculture, 2009, 17(4): 8-11.

[3]Cui Y. Study on the Salt Tolerance and Cold Resistance of 3 Clovers[D]. Huhehot: Inner Mongolia Agricultural University, 2006.

[4]Ding X M, Li H Y, Yang Y F,etal. Effect of temperature on seed germination of two species of wild grass. Grassland and Turf, 2004, (1): 25-29.

[5]Michel B E, Kaufmann M R. The osmotic potential of polyethylene glycol 6000. Plant Physiology, 1973, 51(5): 914-916.

[6]Tobe K, Li X, Omasa K. Effects of sodium chloride on seed germination and growth of two Chinese desert shrubs,HaloxylonammodendronandH.persicum(Chenopodiaceae). Australian Journal of Botany, 2000, 48(4): 455-460.

[7]Wang Y F, Xie S X. Effect of temperature and drought stress on seed germination of three forage species. Jiangsu Agricultural Sciences, 2012, 40(5): 361-363.

[8]Liang G L. The Study and Assessment of Drought-cold Tolerance of Four Species ofFestucaL[D]. Xining: Qinghai University, 2007.

[9]Li P Y, Sun Z J. Evaluation of drought resistance of 29 accessions ofElytrigriarepens at seed germination stage under PEG-6000 stress. Chinese Journal of Grassland, 2010, 32(1): 32-39.

[10]Ji Y, Zhang X Q, Peng Y,etal. Seed germination response to osmotic stress and tolerance evaluation of orchardgrass. Acta Agrestia Sinica, 2013, 21(4): 737-743.

[11]Wang H N, Zhang J L, Feng L,etal. Effect of temperature and drought stress on seed germination of three forage species. Pratacultural Science, 2009, 26(8): 87-92.

[12]Zhang L X, Chang Q S, Hou X G,etal. Effect of sodium salt stress on seed germination ofPrunellavulgaris. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(3): 177-186.

[13]Sun Y R, Shi Y, Chen G J,etal. Evaluation of the germination characteristics and drought resistance of green manure crops under PEG stress. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(3): 89-98.

[14]Liu J, Xu C X, Cao W D,etal. Study on drought resistance of 15 accessions ofAstragalussinicusL. germplasm materials at seed germination stage under PEG stress. Chinese Journal of Grassland, 2013, 34(6): 18-25.

[15]Qin W J, Liang Z S. Response and drought resistance of four leguminous pastures to drought during seed germination. Acta Prataculturae Sinica, 2010, 19(4): 61-70.

[16]Yao Q Q, Bai C J, Liu G D. Seed germination of space flight-induced Stylosanthes under water stress. Chinese Journal of Tropical Agriculture, 2008, 28(4): 1-6.

[17]Qin H M, Peng L L, Yang X,etal. Effect of Cd2+on the seed germination and seedling growth ofCynodondactylonandEremochloaophiuroides. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(5): 100-107.

[18]Wang Y P, Wang Y X, Bai X L,etal. Effects of exogenous silicon on melon seed germination and the growth of seedlings under NaCl stress. Acta Prataculturae Sinica, 2015, 24(5): 108-116.

[19]Song C B, Wang B. Influence of different temperature on seed germination and seeding growth ofTrifoliumrepens. Hubei Agricultural Sciences, 2009, 48(11): 2772-2774.

[20]He J Y, Wang J T, Bai X M,etal. Effect of temperature on seed germination characteristics of eight wildPoagermplasm. Pratacultural Science, 2013, 30(3): 383-389.

[21]Chen Y L, Pei H D, Shi Y T,etal. Effect of temperature and salt stress on seed germination and seeding growth of oil-sunflower. Chinese Journal of Crop Sciences, 2011, 33(4): 374-378.

[22]Bewley J D. Seed germination and dormancy. The Plant Cell, 1997, 9(7): 1055.

[23]Wang Z, Li Y, Wu X M,etal. Study on germination characteristics and drought-resistance evaluation ofDactylisglomerataL.under osmotic stress. Chinese Journal of Grassland, 2008, 30(1): 50-55.

[24]Liang G L, Zhou Q P, Yan H B. Effect of polyethylene giycol (PEG) on seed germination characteristics of four species ofFestuca. Pratacultural Science, 2007, 24(6): 50-54.

[25]Yu X J, Wang Y R, Zeng Y J,etal. Effect of temperature and osmotic potential on seed germination ofCleistogenessongoricaandPlantagolessingii. Acta Ecological Sinica, 2004, 24(5): 883-887.

[26]Feng S H, Chen Y J. The influence of drought on seeds，germination ability ofPoapratensiscultivars. Grassland and Turf, 2006, (1): 70-71.

[27]Hua Z R, Li X L. Effect of PEG treatment on seed germination and seeding growth of ShangluoScutellariabaicalensis. Seed, 2011, 30(1): 102-104.

[28]Wang H C, He S M, Li C M. Effect of PEG osmotic conditioning treatment on plant seed. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2008, 36(6): 2224-2226.

[29]Mai M M, Shi D X, Wang M L,etal. Seed germination and seeding growth ofCercidiphyllumjaponicumwith PEG treatment. Scientia Silvae Sinicae, 2009, 45(10): 94-99.

參考文獻(xiàn)：

[1]師尚禮, 李錦華. 羊茅屬兩種牧草生態(tài)適應(yīng)性及其栽培技術(shù). 草地學(xué)報, 2006, 14(1): 39-42.

[2]孫明德. 高寒地區(qū)優(yōu)良牧草——青海中華羊茅. 青海草業(yè), 2009, 17(4): 8-11.

[3]崔英. 三種三葉草的耐鹽性和抗寒性研究[D]. 呼和浩特: 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué), 2006.

[4]丁雪梅, 李海燕, 楊允菲, 等. 溫度對兩種野生禾草種子發(fā)芽的影響. 草原與草坪, 2004, (1): 25-29.

[7]王艷芳, 謝雙喜. 水分脅迫對不同種源山桐子種子萌發(fā)的影響. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012, 40(5): 361-363.

[8]梁國玲. 羊茅屬(FestucaL.) 4種牧草抗旱耐寒性研究與評價[D]. 西寧: 青海大學(xué), 2007.

[9]李培英, 孫宗玖. PEG模擬干旱脅迫下29份偃麥草種質(zhì)種子萌發(fā)期抗旱性評價. 中國草地學(xué)報, 2010, (1): 32-39.

[10]季楊, 張新全, 彭燕, 等. 鴨茅種子萌發(fā)對滲透脅迫響應(yīng)與耐旱性評價. 草地學(xué)報, 2013, 21(4): 737-743.

[11]王海寧, 張建利, 馮林, 等. 溫度和干旱脅迫對3種牧草種子萌發(fā)的影響. 草業(yè)科學(xué), 2009, 26(8): 87-92.

[12]張利霞, 常青山, 侯小改, 等. 不同鈉鹽脅迫對夏枯草種子萌發(fā)特性的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2015, 24(3): 177-186.

[13]孫艷茹, 石屹, 陳國軍, 等. PEG模擬干旱脅迫下8種綠肥作物萌發(fā)特性與抗旱性評價. 草業(yè)學(xué)報, 2015, 24(3): 89-98.

[14]劉佳, 徐昌旭, 曹衛(wèi)東, 等. PEG脅迫下15份紫云英種質(zhì)材料萌發(fā)期的抗旱性鑒定.中國草地學(xué)報, 2013, 34(6): 18-25.

[15]秦文靜, 梁宗鎖. 四種豆科牧草萌發(fā)期對干旱脅迫的響應(yīng)及抗旱性評價. 草業(yè)學(xué)報, 2010, 19(4): 61-70.

[16]姚慶群, 白昌軍, 劉國道. 柱花草太空育種后代種子萌發(fā)期抗旱性研究. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 28(4): 1-6.

[17]岑畫夢, 彭玲莉, 楊雪, 等. Cd2+對狗牙根、假儉草種子萌發(fā)及幼苗生長的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2015, 24(5): 100-107.

[18]王玉萍, 王映霞, 白向利, 等. 硅對NaCl脅迫下甜瓜種子萌發(fā)及幼苗生長的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2015, 24(5): 108-116.

[19]宋采博, 王波. 不同溫度對白三葉種子發(fā)芽及幼苗生長的影響. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2009, 48(11): 2772-2774.

[20]賀佳圓, 王靖婷, 白小明, 等. 溫度對8個野生早熟禾材料萌發(fā)特性的影響. 草業(yè)科學(xué), 2013, 30(3): 383-389.

[21]陳玉梁, 裴懷弟, 石有太, 等. 溫度和鹽脅迫對油葵種子萌發(fā)及幼苗生長的影響. 中國油料作物學(xué)報, 2011, 33(4): 374-378.[23]王贊, 李源, 吳欣明, 等. PEG滲透脅迫下鴨茅種子萌發(fā)特性及抗旱性鑒定. 中國草地學(xué)報, 2008, 30(1): 50-55.

[24]梁國玲, 周青平, 顏紅波. 聚乙二醇對羊茅屬4種植物種子萌發(fā)特性的影響研究. 草業(yè)科學(xué), 2007, 24(6): 50-54.

[25]魚小軍, 王彥榮, 曾彥軍, 等. 溫度和水分對無芒隱子草和條葉車前種子萌發(fā)的影響. 生態(tài)學(xué)報, 2004, 24(5): 883-887.

[26]馮淑華, 陳雅君. 干旱對草地早熟禾種子萌發(fā)的影響. 草原與草坪, 2006, (1): 70-71.

[27]華智銳, 李小玲. PEG處理對商洛黃芩種子萌發(fā)和幼苗生長的影響. 種子, 2011, 30(1): 102-104.

[28]王慧超, 何士敏, 李昌滿. PEG滲調(diào)處理對植物種子的影響. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué), 2008, 36(6): 2224-2226.

[29]麥苗苗, 石大興, 王米力, 等. PEG處理對連香樹種子萌發(fā)與芽苗生長的影響. 林業(yè)科學(xué), 2009, 45(10): 94-99.

Effects of different temperature and moisture conditions on seed germination ofFestucasinensis

WANG Jian-Jun, MA An-Wei, WANG Zhi-Gang, CAI Yu, KUANG Yu, TIAN Pei*

StateKeyLaboratoryofGrasslandAgro-ecosystems,CollegeofPastoralAgricultureScienceandTechnology,LanzhouUniversity,Lanzhou730020,China

Abstract:The aim of this study was to determine the most suitable moisture and temperature conditions for seed germination of Festuca sinensis. The germination of F. sinensis seeds was evaluated at 15, 20, and 25℃, and under different moisture conditions imposed using various concentrations of polyethylene glycol (PEG). The F. sinensis seeds showed different germination features under different moisture and temperature conditions. The highest germination rate was at 25℃ and the lowest was at 15℃, suggesting that higher temperatures are beneficial for seed germination. At 15 and 20℃， the seed germination rate, germination potential, germination index, and vigor index of seeds were significantly higher in the -0.2 MPa water treatment than in the control and the other treatments (P<0.05). These results indicated that a low PEG concentration can improve F. sinensis seed vigor under low temperatures. However, at 25℃, the germination rate and germination index of seeds were higher in the control than in the PEG treatments (P<0.05) suggesting that PEG inhibited the germination of F. sinensis seeds at higher temperatures. The degree of inhibition increased with increasing PEG concentrations. As the PEG concentration increased, there were decreases in the seed germination rate, germination index, plumule length, radicle length, shoot ratio of seeds, seedling moisture content, and drought resistance. Together, these results show that a low concentration of PEG can promote F. sinensis seed germination whereas high concentrations of PEG can decrease seed vigor.

Key words:Festuca sinensis; temperature; PEG; seed germination

*通信作者

Corresponding author. E-mail: tianp@lzu.edu.cn

作者簡介：汪建軍(1991-)，男，甘肅定西人，在讀碩士。E-mail: wangjianjun14@lzu.edu.cn

基金項目：國家基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃“973”(2014CB138702)，國家自然科學(xué)基金(31502001)和中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(lzujbky-2014-76)資助。

*收稿日期：2015-06-10；改回日期：2015-07-17

DOI：10.11686/cyxb2015301

http://cyxb.lzu.edu.cn

汪建軍, 麻安衛(wèi), 汪治剛, 蔡宇, 曠宇, 田沛. 不同溫度和PEG處理對中華羊茅種子萌發(fā)的影響. 草業(yè)學(xué)報, 2016, 25(4): 73-80.

WANG Jian-Jun, MA An-Wei, WANG Zhi-Gang, CAI Yu, KUANG Yu, TIAN Pei. Effects of different temperature and moisture conditions on seed germination ofFestucasinensis. Acta Prataculturae Sinica, 2016, 25(4): 73-80.