徐小萌，呂鵬輝，趙陽佳，張震東，王 曄，段留生，李潤枝

(農(nóng)業(yè)應(yīng)用新技術(shù)北京市重點實驗室，植物生產(chǎn)國家級實驗教學(xué)示范中心， 北京農(nóng)學(xué)院 植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，北京 102206)

紫云英(AstragalussinicusL.)，又名紅花草，為豆科黃芪屬越冬草本植物，是中國重要的綠肥、牧草，嫩梢亦供蔬食。合理種植紫云英可以增強土壤肥力，提高糧食產(chǎn)量和促進作物品質(zhì)提升[1]。大部分的牧草種子都很細小，貯藏營養(yǎng)物質(zhì)也少，要保證萌發(fā)和幼根生長，種子質(zhì)量尤為重要。種子成熟度是影響種子質(zhì)量的重要因素，不同成熟度的種子往往種皮顏色存在差異。因此在種子采收時應(yīng)注意種子外皮顏色，當(dāng)大部分的莢果變成褐色時，證明種子已經(jīng)成熟[2]。已有的研究報道種皮顏色與種子活力之間存在相關(guān)性，李賀勤等對種子大小和種皮顏色對甘藍種子活力的影響進行了研究，結(jié)果表明甘藍種子存在種皮顏色越深種子活力就越高的變化趨勢[3]。齊雪峰等研究了烏拉爾甘草種子顏色對種子質(zhì)量的影響，結(jié)果表明種子顏色越深，種子活力越低，綠色種子的活力顯著高于黑色種子[4]。紫云英具有無限花序的生長特性，同一植株上種子成熟度差異很大，收獲時同一種批中包括不同顏色的種子。目前還少見紫云英種子顏色與種子活力的關(guān)系研究。

種子活力作為種子質(zhì)量評價的重要指標(biāo)，測定方法眾多。其中低溫萌發(fā)試驗是鑒定種子活力的一種有效方法，在多種植物種子的活力評價中廣泛應(yīng)用[5-6]。中國北方地區(qū)主要是溫帶大陸性氣候和溫帶季風(fēng)氣候為主，有冬季寒冷干燥，夏季炎熱濕潤的特點。利用低溫發(fā)芽試驗來評價紫云英種子耐低溫能力(種子活力)可為紫云英在北方地區(qū)的推廣種植提供參考。因此，以同一種批中3種不同顏色紫云英種子以及原樣種子為材料，進行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗和低溫發(fā)芽試驗，測定4項發(fā)芽指標(biāo)，并計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽時間以及發(fā)芽指標(biāo)的相對值，對不同顏色紫云英種子的活力進行評價，為生產(chǎn)上紫云英種子的適期收獲以及色選加工選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗材料由北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站提供。由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)自主開發(fā)的種子色值分析軟件中的RGB、LAB色值原理將試驗用種進行分樣，種子分為深綠色、黃綠色和紅棕色。同原樣種子共4種待用。原樣及3種顏色種子的R、A值分別為：原樣：R值50～119，A值2～12；深綠色：R值50～88，A值3～7；黃綠：R值81～119，A值2～7；紅棕：R值58～84，A值7～12。

1.2 試驗方法

標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗為凈種子在25 ℃下萌發(fā)10 d，逐日統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。試驗設(shè)3次重復(fù)，每個重復(fù)100粒種子。種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)為胚根突破種皮2 mm。低溫發(fā)芽試驗設(shè)置萌發(fā)溫度為4℃，其他同標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率試驗。種子消毒以發(fā)芽試驗步驟見參考文獻[7]。

1.3 測定項目

本試驗測定了發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽天數(shù)，萌發(fā)指標(biāo)以及相對值的計算方法見參考文獻[7]。

1.4 耐低溫能力綜合評價方法

不同顏色紫云英種子萌發(fā)期耐低溫能力的判定，采用模糊隸屬函數(shù)，參照了孫景寬等[8]、穆懷彬等[9]、王謐等[10]的方法，其中，D值的大小代表種子的耐低溫能力，D值越大，反映出種子的耐低溫能力越強，反之越弱。

采用Microsoft Excel 2010軟件整理數(shù)據(jù)，利用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計分析，多重比較采用LSD最小顯著差異法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色紫云英種子萌發(fā)指標(biāo)分析

從標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗結(jié)果(表1)來看，深綠色種子發(fā)芽勢最高，但是與黃綠色和原樣種子差異不顯著(P<0.05)；黃綠色種子發(fā)芽率最高，且與其他種子差異顯著。紅棕色種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均最低，分別為47%和79%，與其他幾種顏色種子存在顯著差異。深綠色種子發(fā)芽指數(shù)最高，為33.8，顯著高于紅棕色種子和原樣種子，但是與黃綠色種子無顯著差異。紅棕色種子發(fā)芽指數(shù)最低，為23.7，且顯著低于其他幾種顏色種子。深綠色種子的平均發(fā)芽天數(shù)最低，為2.9 d，顯著低于其他幾種顏色種子。

低溫發(fā)芽試驗中，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均下降，平均發(fā)芽時間均增加，說明低溫脅迫抑制了種子的萌發(fā)。其中，黃綠色種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均最高，顯著高于其他幾種顏色種子。紅棕色種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均最低且與其他顏色種子差異顯著(P<0.05)。低溫條件下，種子的萌發(fā)時間明顯延長。黃綠色種子的平均發(fā)芽時間最短，為6.3 d，且與其他顏色種子差異顯著(P<0.05)。

2.2 不同顏色紫云英種子萌發(fā)期耐低溫能力分析

低溫會降低種子的萌發(fā)能力，但是不同種子的耐低溫能力存在差異。通過種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽和低溫發(fā)芽試驗中各萌發(fā)指標(biāo)的相對值，可以反映出種子耐低溫能力。發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的相對值越高表示種子的耐低溫能力越強，平均發(fā)芽時間與之相反。從表1可以看出，低溫條件下，黃綠色種子的相對發(fā)芽勢、相對發(fā)芽率和相對發(fā)芽指數(shù)均為最高，且顯著高于其他幾種顏色種子。紅棕色種子的相對發(fā)芽率最低，為51%，顯著低于其他幾種顏色種子。深綠色種子相對平均發(fā)芽時間最長，為2.9 d，顯著高于其他幾種顏色種子。黃綠色種子相對平均發(fā)芽時間最短，為1.9 d，但是與紅棕色種子無顯著差異(P<0.05)。

表1 不同顏色紫云英種子在標(biāo)準(zhǔn)和低溫發(fā)芽試驗中的萌發(fā)指標(biāo)值Tab.1 Germination index of different color of Chinese milk vetch seeds in standard and low temperature germination test

2.3 不同萌發(fā)指標(biāo)的相關(guān)性分析

不同顏色紫云英種子萌發(fā)指標(biāo)的相關(guān)性分析表明結(jié)果可見，相對發(fā)芽勢與低溫發(fā)芽勢呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.974，與低溫平均發(fā)芽時間呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.982；相對發(fā)芽率與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、低溫發(fā)芽率呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.998、0.999；相對發(fā)芽指數(shù)與低溫發(fā)芽指數(shù)達到呈顯著正相關(guān)水平，相關(guān)系數(shù)為0.968(表2)。

表2 不同顏色紫云英種子各萌發(fā)指標(biāo)間相關(guān)性分析結(jié)果Tab.2 Correlation analysisof germination indicators of Chinese milk vetch with different colors

2.4 不同顏色紫云英種子低溫萌發(fā)能力的綜合評價

12個萌發(fā)指標(biāo)進行模糊隸屬函數(shù)分析結(jié)果(表3)，隸屬函數(shù)值(D值)越大，表明其耐低溫能力越強，結(jié)果表明不同顏色的紫云英種子耐低溫能力從強到弱排序為：黃綠色種子、深綠色種子、原樣種子、紅棕色種子。

3 討論和結(jié)論

關(guān)于作物種皮顏色和種子活力關(guān)系的研究已經(jīng)有許多報道，王廣印等[11]對蕹菜種子的研究結(jié)果表明種皮顏色對種子活力影響顯著，劉忠松等[12]的研究表明油菜黃籽比黑籽更易萌發(fā)。這些研究都表明種皮顏色與種子的成熟度之間密切相關(guān)，因此，合理選擇不同作物的收獲時間至關(guān)重要。黃正國等[13]研究表明，紫云英花期較長，莢果成熟不一致。隨著紫云英種子的成熟，種皮顏色由綠色向淺紅色直至咖啡色變化，此時種子活力不斷下降。本試驗的結(jié)果表明，黃綠色種子活力顯著高于深綠色以及紅棕色種子。因此在收獲時，應(yīng)該盡量選擇種皮顏色大多數(shù)為黃綠色時進行收獲。在種子加工中，可以利用色選機篩選出高活力的黃綠色種子。

表3 不同顏色的紫云英種子各指標(biāo)隸屬函數(shù)值及綜合評價Tab.3 Membership function values and comprehensive evaluation of germination indicators of Chinese milk vetch with different colors

種子萌發(fā)時對溫度的變化較為敏感，低溫脅迫會直接影響種子的發(fā)芽率。謝順贊[14]等人的研究表明低溫是限制茄子種子萌發(fā)的重要因素之一，低溫脅迫下茄子種子的活力顯著降低。同樣有研究表明低溫對甜瓜、番茄和玉米種子的萌發(fā)影響顯著[15-17]，發(fā)芽率降低，幼苗生長緩慢。本試驗的研究結(jié)果與之相符，低溫顯著降低了不同顏色紫云英種子活力，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽時間都受到顯著影響。北京地區(qū)早春氣溫較低，種植紫云英可以有效增加覆蓋度，增強防風(fēng)固沙效果，本試驗結(jié)果表明黃綠色種子耐低溫能力最強，同時種子活力也最高，因此可以在京郊早春低溫時播種經(jīng)過色選的紫云英種子，以此來緩解北京早春因土地裸露造成的揚沙問題。