， ， ， ， ， (中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

17份苜蓿品種種子萌發(fā)特性研究

孔令琪，王照蘭，武自念，常春，張繼澤，任衛(wèi)波
(中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所， 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010)

以17個不同苜蓿品種為試驗材料，對苜蓿種子千粒重、發(fā)芽率、萌發(fā)10 d后的根長、苗長、根鮮重、苗鮮重進行測定，計算得出根長/苗長和根鮮重/苗鮮重的比值，并對其主要萌發(fā)特性進行了相關性及隸屬函數(shù)分析。結果表明，不同苜蓿品種的萌發(fā)特性存在明顯差異，其中巨能2號的發(fā)芽率最高，根長最長；中苜3號苗長和苗鮮重優(yōu)勢突出；巨能418 Q的根長/苗長比值最高；在根鮮重及根鮮重/苗鮮重中，巨能CR表現(xiàn)最高。萌發(fā)期性狀相關性分析表明，發(fā)芽率與根長、根長/苗長極顯著正相關，與千粒重及根鮮重/苗鮮重呈顯著正相關，與其他性狀相關性不顯著。通過隸屬函數(shù)平均值對不同品種苜蓿進行排序并綜合評價，結果顯示：巨能CR>巨能2號>巨能7號>巨能418 Q>巨能551>中苜蓿1號>肇東>中苜3號>巨能601>巨能耐鹽>斯貝得>巨能耐濕>金皇后>準格爾>公農(nóng)1號>皇冠>馴鹿。研究結果將為這17個苜蓿品種的相關研究及推廣應用提供一定的依據(jù)。

苜蓿； 種子萌發(fā)； 品種； 相關性； 綜合評價

紫花苜蓿(MedicagosativaL.)是世界上分布面積最廣的豆科牧草之一，具有品質(zhì)好、產(chǎn)量高、抗逆等優(yōu)良特性，被譽為“牧草之王”和“飼料皇后”[1-2]。苜蓿在改良土壤、保持水土及改善生態(tài)環(huán)境方面也發(fā)揮著重要作用[3-5]。在我國，苜蓿主要集中種植于西北和華北地區(qū)，種植面積高達500萬hm2[6]。

苜蓿引種是苜蓿種植和利用過程中的重要環(huán)節(jié)，種子萌發(fā)特性的分析是評價品種和引進品種的主要研究內(nèi)容[6]。目前已有大量關于苜蓿種子萌發(fā)的報道，主要集中于苜蓿抗旱[7]、抗寒[8]、耐鹽堿[9-10]等條件下的種子萌發(fā)特性研究，但是，對于不同苜蓿品種種子萌發(fā)特性的研究較少。此外，由于苜蓿材料具有的生物學多樣性和研究目的特定性，研究結果只適于特定的苜蓿材料，對其它苜蓿品種的評價及引進缺乏指導作用。本實驗選取國內(nèi)外17個苜蓿品種為研究對象，初步探討了種子萌發(fā)特性，以期為17個品種的引種推廣提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

17個苜蓿品種分別為巨能2號、巨能7號、巨能551、巨能601、巨能耐濕、巨能耐鹽、巨能418 Q、巨能CR、金皇后、皇冠、馴鹿、準格爾、肇東、斯貝得、公農(nóng)1號、中苜1號、中苜3號。其中，中苜系列由中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所提供，其他15個品種由中國農(nóng)業(yè)科學院草原研究所提供。

1.2 方 法

1.2.1 發(fā)芽率測定

種子發(fā)芽試驗參照ISTA(2011)規(guī)定進行，選取均勻飽滿的苜蓿種子，放置于鋪有3層濾紙的10 cm培養(yǎng)皿中，每皿100粒，加5 mL水，每個品種設4次重復，置于發(fā)芽箱中，在20 ℃，光照16 h/黑暗8 h條件下進行培養(yǎng)。初次計數(shù)為第4天，末次計數(shù)為第10天，統(tǒng)計正常種苗數(shù)、不正常種苗數(shù)、硬實數(shù)和死種子數(shù)，按照公式計算種子發(fā)芽率。

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽終期全部正常種苗數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。

1.2.2 根長和苗長的測定

在培養(yǎng)第10天時進行，每皿隨機選取10株苗，4次重復，用直尺測定每株的根長、苗長，以平均值表示。

1.2.3 根重和苗重的測定

在培養(yǎng)第10天時進行，每皿隨機選取10株苗，4次重復，用萬分之一電子天平測定每10株的根鮮重及苗鮮重，以平均值表示。

1.2.4 千粒重測定

隨機選取1 000粒苜蓿種子進行稱量，設4次重復，以平均值表示。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗所得數(shù)據(jù)利用Excel 2013及SPSS 19.0軟件進行分析處理。利用隸屬函數(shù)[11]法對17份不同品種苜蓿材料進行種子萌發(fā)特性的綜合評價。計算公式如下：

X(i)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，i=1，2，3，……，n

式中：Xi表示第i個指標值，Xmin表示第i個指標的最小值 ，Xmax表示第i個指標的最大值；如某一個指標與種子發(fā)芽率為負相關，則用X(i)=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)進行計算。然后將每個品種種子萌發(fā)特性的隸屬函數(shù)值進行累加并求平均數(shù)。

2 結果與分析

2.1 17份苜蓿品種的發(fā)芽率

17份苜蓿品種發(fā)芽率在65%～94%之間，品種間差異較大(圖1)。其中發(fā)芽率達到90%以上的有6個品種，巨能2號發(fā)芽率最高，達94%；發(fā)芽率低于80%的品種有5個，馴鹿發(fā)芽率最低，僅為65%。17個苜蓿品種發(fā)芽率大小排序為巨能2號>巨能601>巨能418 Q>巨能耐鹽>巨能7號>巨能耐濕>斯貝得>肇東=巨能551>巨能CR=中苜1號>中苜3號>準格爾>公農(nóng)1號>金皇后=皇冠>馴鹿。

圖1 不同苜蓿品種發(fā)芽率

2.2 17份苜蓿品種的根長、苗長及其比值

種子的根長、苗長以及比值是種子萌發(fā)期間的重要性狀，可以反應品種間生長差異及發(fā)育部位的優(yōu)先性。在第10天時，17份苜蓿品種根長范圍在2.03～5.00 cm之間，品種間差異明顯(圖2)。其中根長最長的為巨能2號；馴鹿根長最短。17個苜蓿品種根長排序為巨能2號>巨能418 Q>金皇后>中苜3號>巨能CR>巨能551>斯貝得>中苜1號>巨能耐鹽>肇東>巨能7號>巨能耐濕>準格爾>巨能601>皇冠>公農(nóng)1號>馴鹿。

圖2 不同苜蓿品種根長

在第10天時，相對于根長而言，17份苜蓿品種苗長差異相對較小，范圍是1.29～1.84 cm(圖3)。其中苗長最長的為中苜3號；馴鹿苗長為最短。17個苜蓿品種苗長排序為中苜3號>中苜1號>巨能耐鹽>公農(nóng)1號>肇東>皇冠>金皇后>巨能551>巨能7號>巨能CR>巨能601>巨能2號>巨能耐濕>斯貝得>巨能418 Q>準格爾>馴鹿。

圖3 不同苜蓿品種苗長

17份苜蓿品種根長/苗長比值存在較大差異(圖4)。巨能418 Q根長/苗長比值最高，為3.18；公農(nóng)1號比值最低，為1.45。17個苜蓿品種根長與苗長比值 均大于1，表明這17個苜蓿品種根的生長均優(yōu)于苗的生長。

2.3 17份苜蓿品種的根重、苗重及其比值

17份苜蓿品種在第10天時的根鮮重范圍是0.028 1～0.057 3 g，具有較明顯差異(圖5)。其中根鮮重最大的是巨能CR及巨能2號；巨能551根鮮重最小。17個苜蓿品種根鮮重排序為巨能CR>巨能2號>巨能7號>中苜3號>中苜1號>斯貝得>皇完>肇東>巨能601>金皇后>準格爾>巨能耐濕>巨能418 Q>巨能耐鹽>馴鹿>公農(nóng)1號>巨能551。

圖4 不同苜蓿品種根長/苗長比值

圖5 不同苜蓿品種根鮮重

相對于根鮮重而言，17份苜蓿品種苗鮮重均高于根鮮重(圖6)，是根鮮重的2～6倍(圖7)。其中苗鮮重較大的是皇冠及中苜3號；巨能551苗鮮重最小。17個苜蓿品種苗鮮重排序為皇冠=中苜3號>金皇后>斯貝得>巨能2號>準格爾>中苜1號>巨能耐鹽>巨能7號>巨能耐濕>公農(nóng)1號>肇東>巨能CR>馴鹿>巨能601>巨能418 Q>巨能551。

圖6 不同苜蓿品種苗鮮重

表1 苜蓿主要發(fā)芽性狀相關性分析

性狀發(fā)芽率千粒重根長苗長根鮮重苗鮮重根長/苗長根鮮重/苗鮮重發(fā)芽率1．00千粒重0．26?1．00根長0．56??0．111．00苗長0．21-0．130．41?1．00根鮮重0．24-0．040．31?0．211．00苗鮮重-0．10-0．230．190．36?0．29?1．00根長/苗長0．53??0．190．91??0．010．230．041．00根鮮重/苗鮮重0．28?0．060．210．050．89??-0．160．191．00

注：“*”表示顯著相關(p<0.05)，“**”表示極顯著相關(p<0.01)。

根鮮重/苗鮮重是測試種子不同萌發(fā)期生物量的一項重要指標。17份苜蓿品種根鮮重與苗鮮重比值存在較大差異(圖7)。巨能CR的根鮮重/苗鮮重比值最大，公農(nóng)1號比值最小。結果表明，與其他品種相比較，巨能CR發(fā)芽時，根的生長表現(xiàn)相對較好。17個苜蓿品種的根鮮重/苗鮮重比值均小于1，苗鮮重明顯大于根鮮重。

圖7 不同苜蓿品種根鮮重/苗鮮重

2.4 17份苜蓿品種的千粒重

17份苜蓿品種千粒重范圍在1.753 5～2.414 3 g之間，品種間具有較大差異(圖8)。其中準格爾千粒重最大；皇冠千粒重最小。17個苜蓿品種千粒重排序為準格爾>巨能551>巨能7號>巨能2號>巨能418 Q>公農(nóng)1號>巨能601>巨能CR>巨能耐鹽>金皇后>肇東>巨能耐濕>馴鹿>中苜3號>中苜1號>斯貝得>皇冠。

2.5 17份不同苜蓿品種萌發(fā)期性狀的相關性分析

由苜蓿萌發(fā)期間主要性狀的相關性分析可以看出，萌發(fā)期間主要性狀間的相關性差異較大。發(fā)芽率與根長、根長/苗長極顯著正相關，與千粒重及根鮮重/苗鮮重呈顯著正相關，與苗鮮重呈現(xiàn)負相關；千粒重僅與根長、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重呈正相關；根長與苗長、根鮮重為顯著正相關，與根長/苗長為極顯著正相關；苗長與苗鮮重呈顯著正相關；根鮮重則于苗鮮重呈顯著正相關，與根鮮重/苗鮮重呈極顯著正相關；苗鮮重與根鮮重/苗鮮重為負相關，其余指標間均為正相關。

圖8 不同苜蓿品種千粒重

2.6 綜合評價

為了比較全面地反映苜蓿種子萌發(fā)特性，本研究采用模糊數(shù)學中隸屬函數(shù)法對17份苜蓿品種8個萌發(fā)期特性即發(fā)芽率、千粒重、根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重進行了綜合評價(表2)。平均隸屬度越大說明其萌發(fā)特性越好。平均隸屬度大于0.7的3個品種依次為巨能CR、巨能2號和巨能7號，其種子萌發(fā)特性較高；平均隸屬度小于0.4的3個品種分別為馴鹿、皇冠和公農(nóng)1號，其種子萌發(fā)特性較差；其余品種綜合萌發(fā)特性評價居中。

3 討論與結論

苜蓿種子萌發(fā)特性可以有效評價苜蓿品種，本實驗對苜蓿種子萌發(fā)期的8個主要性狀(包括發(fā)芽率、千粒重、根長、苗長、根鮮重、苗鮮重、根長/苗長及根鮮重/苗鮮重)進行測定并分析。研究結果表明，17個苜蓿品種中的巨能系列種子發(fā)芽率和千粒重差異較小、其根長、苗長等6個指標均存在不同程度的差異；中苜系列不同品種間種子萌發(fā)期的8項指標差異較小。根據(jù)對17個品種苜蓿種子萌發(fā)期特性相關性分析發(fā)現(xiàn)，根長與根長/苗長極顯著相關，苗長與二者比值相關性差；根鮮重與根鮮重/苗鮮重極顯著相關，苗鮮重與二者比值相關性差，說明在種子萌發(fā)期，根的伸長生長占主導地位。千粒重與發(fā)芽率呈顯著正相關，與根鮮重、苗鮮重及苗長均呈現(xiàn)負相關，這與種子越大貯藏物質(zhì)越多，幼苗相對越大結果[12]相悖。

表2 不同品種苜蓿種子萌發(fā)性狀綜合評價與排名

品種 隸屬函數(shù)值發(fā)芽率千粒重根長苗長根鮮重苗鮮重根長/苗長根鮮重/苗鮮重隸屬函數(shù)平均值排名巨能2號1．0000．7971．0000．5510．9440．2610．9810．6950．7792巨能7號0．8620．8320．7450．6320．8220．4520．6450．6960．7113巨能CR0．7590．6360．8560．6091．0000．8070．7891．0000．8071巨能418Q0．8970．7960．9060．3550．2350．9431．0000．3460．6854中苜1號0．7590．4010．7890．9320．6370．3950．5630．4840．6216中苜3號0．7240．4160．8661．0000．7060．0000．6190．4090．5928公農(nóng)1號0．4140．7740．1700．8090．0340．4940．0000．0000．33715巨能5510．7930．8670．8530．6640．0001．0000．7550．0590．6245巨能6010．9310．7340．2960．5910．4260．8380．1930．5040．5649巨能耐鹽0．8970．5790．7600．8730．1980．3990．5670．1130．54810巨能耐濕0．8620．4990．6700．5090．2350．4940．6540．1620．51112準格爾0．4831．0000．4800．2320．2570．3030．5670．1300．43214金皇后0．2760．5590．8800．7050．2660．1130．7700．0930．45813皇冠0．2760．0000．2000．7090．4680．0000．0550．1980．23816馴鹿0．0000．4440．0000．0000．1710．8370．0620．2230．21717斯貝得0．8280．3130．8270．4680．4700．1860．8430．2620．52511肇東0．7930．5470．7480．7180．4340．6260．6380．3980．6137

牧草種子萌發(fā)特性的評價方法很多，為了避免評價過程中的片面性，本研究根據(jù)平均隸屬函數(shù)值法進行了17個苜蓿品種萌發(fā)期綜合評價。通過隸屬函數(shù)平均值排序結果是：巨能CR>巨能2號>巨能7號>巨能418 Q>巨能551>中苜蓿1號>肇東>中苜3號>巨能601>巨能耐鹽>斯貝得>巨能耐濕>金皇后>準格爾>公農(nóng)1號>皇冠>馴鹿。

[1]耿華珠,黃文惠,劉自學,等.中國苜蓿[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1995:1-3.

[2]戚志強,王永雄,胡躍高,等.當前我國苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢與任務[J].草地學報,2008,17(1):107-113.

[3]洪紱曾.苜?？茖W[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2009.

[4]李棟.中國苜蓿產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和面臨的問題及對策分析[J].中國畜牧獸醫(yī),2012,39:208-211.

[5]楊青川,康俊梅,張鐵軍,等.苜蓿種質(zhì)資源的分布、育種與利用[J].科學通報,2016,61(2):261-270.

[6]孟凱,米富貴,李星月,等.15個苜蓿品種種子萌發(fā)特性及相關性研[J].畜牧與飼料科學,2015,36(10):53-57.

[7]魚小軍,肖紅,徐長林,等.扁蓿豆和苜蓿種子萌發(fā)期抗旱性和耐鹽性比較[J].植物遺傳資源學報,2015,16(2):405-410.

[8]趙萌,魏小紅.吸脹冷害下外源NO對紫花苜蓿種子萌發(fā)及抗氧化性的影響[J].草業(yè)學報,2015,24(4):87-94.

[9]申玉華,王嘉慧,亢俊樺,等.酸堿脅迫下紫花苜蓿種子萌發(fā)期的抗逆性研究[J].種子,2016,35(9):68-72.

[10]苗麗宏,袁慶華,王瑜.41個紫花苜蓿品種苗期耐鹽性評價[J].種子,2016,35(4):81-84.

[11]王軍娥,薛晉軒,景維坤,等.利用隸屬函數(shù)法對8種不同石竹屬材料主要觀賞性狀的綜合評價[J].山西農(nóng)業(yè)大學學報,2016,36(10):709-714.

[12]張靜.干旱對油菜萌發(fā)出苗與生長的影響及抗旱機制研究[D].武漢:華中農(nóng)業(yè)大學,2015.

Study on the Germination Characteristics of 17 Alfalfa Varieties

KONGLingqi,WANGZhaolan,WUZinian,CHANGChun,ZHANGJize,RENWeibo
(Grassland Research Institute of CAAS,Hohhot 010010，China)

17 alfalfa varieties were chosen to investigate their seed germination characteristics.We measured the germination percent, thousand seed weight,root length,shoot length,root fresh weight and shoot fresh weight,and calculated the root/shoot length and root/shoot fresh weight，and analyzed the correlation and subordinate function.The main results showed that the 17 alfalfa seed germination characteristics were varied.The germination percent and root length of Juneng No.2 was highest;Zhongmu No.3 had the longest shoot length;and the root length/shoot length of Juneng 418 Q was highest. In root weight and root weight/shoot weight,the Juneng CR was excellent;Zhongmu No.3 preformed well in shoot weight.The correlation analysis of different germination traits showed that there was very significant correlation between seed germination with root length and root length/shoot length;the seed germination was significantly correlated with thousand seed weight and root weight/shoot weight.The subordinate function analysis of eight parameters indicated,the order from high to low was:Juneng CR>Jumeng No.2>Juneng No.7>Juneng 418 Q>Juneng 551>Zhongmu No.1>Zhaodong>Zhongmu No.3>Juneng 601>Juneng Salt>Sibeide>Juneng Moisture>God Empress>Jungar>Gongnong No.1>Crown>Caribou.

alfalfa; seed germination; varieties; correlation; comprehensive evaluation

2017-01-09

國家自然基金項目“紫花苜?？臻g誘變多分枝突變體遺傳分析與基因定位研究”(31201846)。

孔令琪(1985—)，女，內(nèi)蒙古人；助理研究員，研究方向：牧草種質(zhì)資源與育種；E-mail：dimple123@163.com。

通迅作者：任衛(wèi)波，副研究員，研究方向：牧草種質(zhì)資源與育種；E-mail：rppcaucau@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.07.012

S 551+.7

A

1001-4705(2017)07-0012-05