辛慧慧，張云玲，孫 強，依甫拉音·玉蘇甫，杜 來

（新疆維吾爾自治區(qū)草原總站，烏魯木齊 830049）

羊茅屬（Festuca ovina L.）植物均為優(yōu)良牧草，本屬約100種，我國有20多種，新疆產(chǎn)14種7個亞種[1]。本屬植物作為天然草原重要牧草，有些種已作為人工牧草引入栽培，其中最重要的栽培種為紫羊茅和葦狀羊茅[2]。葦狀羊茅（Festuca arundinacea Schreb.）在新疆主要分布在河谷草甸，由于株叢高大，葉量豐富，草質(zhì)柔軟，飼用價值較高，屬刈牧兼用的優(yōu)等牧草，同時具有抗寒、抗旱、耐熱、耐濕等特點,可作為退化河谷草甸人工補播修復(fù)的重要草種[3]。紫羊茅（Festuca rubra L.）主要分布在草甸、亞高山草甸及高寒草原，草質(zhì)細(xì)軟、耐寒、耐旱、適口性好、飼用價值較高、適應(yīng)性強，既是優(yōu)良的天然牧草也可作為退化草原人工補播修復(fù)的重要草種[4，5]。近年來，補播修復(fù)退化草原已成為國家實施草原生態(tài)保護建設(shè)項目的主要內(nèi)容，但篩選出適宜補播的草種是生態(tài)修復(fù)成功與否的關(guān)鍵步驟，而紫羊茅和葦狀羊茅是飼用和生態(tài)兼用型草種。目前對羊茅屬植物的研究多集中于引種、旱作栽培、抗旱、抗鹽、生物學(xué)特性以及生態(tài)適應(yīng)性[6-11]等方面，而關(guān)于貯藏年限對這兩種牧草種子壽命和活力的影響方面研究和報道較少。

種子從收獲到播種一般都要經(jīng)過一定時期的貯藏，種子會隨著貯藏時間的延長和貯藏條件的變化而老化甚至失去活力，不利于種質(zhì)資源的保護和利用。關(guān)于種子貯藏過程中發(fā)生的新陳代謝變化，生活力下降和壽命減退現(xiàn)象的研究和報道較多。陳小龍研究表明小麥種子在常規(guī)庫存條件下,發(fā)芽勢和發(fā)芽率隨貯藏年限的增加逐年降低[12]。林興娥等研究證明常溫貯藏和低溫（4℃）貯藏下紅毛丹種子發(fā)芽率整體趨勢隨著貯藏天數(shù)增加逐漸降低[13]。殷換弟研究發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長,大蔥種子和茄子種子發(fā)芽率均呈下降趨勢,大蔥種子的發(fā)芽率從86%下降至27%,茄子種子的發(fā)芽率從93%下降至75%[14]。本試驗以不同貯藏年限的紫羊茅和葦狀羊茅種子為材料，通過測定千粒重、水分含量、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、種子生活力、幼苗長、胚根長等指標(biāo)，旨在揭示不同貯藏年限對紫羊茅和葦狀羊茅種子萌發(fā)活力及幼苗生長的影響，探明羊茅屬種子種用價值貯藏年限下限，為羊茅屬種子的正確貯藏和進一步開發(fā)利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

紫羊茅（夢神）和葦狀羊茅（護坡）種子由烏魯木齊天博草業(yè)有限公司提供，種子由丹麥丹農(nóng)種子公司在丹麥生產(chǎn)。選取2020年、2019年、2018年、2017年、2016年、2015年收獲的種子，當(dāng)年發(fā)芽率均在90%以上，水分含量在7.5%左右，室內(nèi)常溫條件下（室溫變溫15~30℃，濕度28%左右），黑暗無光條件貯藏0年、1年、2年、3年、4年、5年和6年的紫羊茅和葦狀羊茅種子。

1.2 方法

1.2.1 種子發(fā)芽率測定實驗

種子千粒重測定：隨機數(shù)出三個一千粒種子，分別稱重，求其平均值。

參照草種子檢驗規(guī)程國標(biāo)GB/T2930.2-2017進行發(fā)芽實驗，隨機數(shù)不同貯藏年限的紫羊茅和葦狀羊茅種子4份，每份100粒，將種子放入鋪有2層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，硝酸鉀溶液5℃預(yù)處理7 d，隨后放置于光照培養(yǎng)箱中，在25℃恒溫、光照8 h、黑暗16 h條件下培養(yǎng)。在第10 d統(tǒng)計發(fā)芽率，在第5 d時計算發(fā)芽勢，并按以下公式計算發(fā)芽率和發(fā)芽勢，最后求其平均值。

發(fā)芽率（%）＝規(guī)定的發(fā)芽天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)／供試種子總數(shù)×100%

種子發(fā)芽勢（%）=發(fā)芽初期正常發(fā)芽種子數(shù)（本試驗為5d）/供試種子粒數(shù)×100%

1.2.2 種子生活力測定實驗隨機取不同貯藏年限的紫羊茅和葦狀羊茅種子4份，每份100粒，在20℃水中預(yù)濕4 h，然后取出放在1%的四唑溶液中30℃恒溫箱中染色18 h，取出后縱切胚及3/4胚乳，數(shù)具有生活力種子的數(shù)量。

1.2.3 種子水分含量測定實驗

先將樣品盒放入130℃烘箱中烘干30 min，取出放在干燥器中冷卻30 min，在1‰天平上先稱樣品盒的重量，再取5 g樣品，后將裝有樣品的樣品盒放入烘箱中烘干1 h，之后取出樣品盒放于干燥器中冷卻30 min，再稱量烘干后樣品盒和樣品的重量，采用以下公式計算樣品水分含量：

種子含水量（%）=（樣品盒和樣品烘前重量-樣品盒和樣品烘后重量）/（樣品盒和樣品的烘前重量-樣品盒的重量）×100%

1.2.4 苗長和胚根長測定實驗

在萌發(fā)10 d時測定幼苗苗長度和胚根長度，在每個培養(yǎng)皿里選10株幼苗，用游標(biāo)卡尺測量其苗長和胚根長度，4個重復(fù)取其平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏年限對紫羊茅和葦狀羊茅千粒重和含水量的影響

千粒重是檢驗種子質(zhì)量、田間預(yù)測產(chǎn)量和作物考種的重要指標(biāo)之一，種子的飽滿程度與千粒重密切相關(guān)，千粒重越大種子越飽滿。如圖1所示，紫羊茅種子和葦狀羊茅種子千粒重隨貯藏年限的增加，呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢，紫羊茅種子千粒重從1.17 g下降到0.86 g，葦狀羊茅種子千粒重從2.62 g下降到2.13 g。種子含水量對種子貯藏非常重要，含水量越大，種子的呼吸作用越強，種子越容易變質(zhì)。本實驗中紫羊茅和葦狀羊茅種子貯藏時含水量都是7.5%左右，隨貯藏年份的增加呈微弱下降趨勢，各貯藏年份之間水分含量差異均不顯著，按照國家牧草種子分級標(biāo)準(zhǔn)GB6142-2008，貯藏6年紫羊茅和葦狀羊茅含水量單項均可以達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 不同貯藏年限紫羊茅和葦狀羊茅千粒重和含水量變化

2.2 不同貯藏年限紫羊毛和葦狀羊茅生活力、發(fā)芽率和發(fā)芽勢比較

種子生活力代表著種子潛在的發(fā)芽能力和胚根具有的生命力。由圖2可知，隨著貯藏年限的延長，紫羊茅和葦狀羊茅種子生活力整體呈下降趨勢，貯藏3年內(nèi)紫羊茅和葦狀羊茅種子生活力各年份之間差異不顯著，都可以達(dá)到90%以上，貯藏3年后種子活力下降趨勢明顯，各年份間種子生活力差異顯著，貯藏6年紫羊茅和葦狀羊茅種子活力分別下降到74%和82%。隨著貯藏年限的延長紫羊茅和葦狀羊茅種子發(fā)芽率均成下降趨勢，貯藏前3年各年份間差異不顯著，3年以上發(fā)芽率有明顯的下降趨勢，各年份間差異顯著。紫羊茅和葦狀羊茅種子發(fā)芽勢隨著貯藏年限的延長均成下降趨勢，3年以上發(fā)芽勢有明顯的下降趨勢，各年份間差異顯著，實驗中，隨貯藏年限延長，種子發(fā)芽所需時間越長，長勢減弱。

圖2 不同貯藏年限紫羊毛和葦狀羊茅生活力、發(fā)芽率和發(fā)芽勢變化

2.3 貯藏年限對紫羊毛和葦狀羊茅苗長和胚根長的影響

種子在貯藏期間由于呼吸作用會消耗體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)，羊茅屬種子發(fā)芽時靠胚乳提供營養(yǎng)，種子的營養(yǎng)物質(zhì)含量直接關(guān)系幼苗的發(fā)芽生長。如圖3所示，隨著貯藏年限的延長，紫羊茅和葦狀羊茅苗長呈降低趨勢，貯藏0年紫羊茅和葦狀羊茅苗長分別為55.4 mm，62.6 mm，貯藏6年紫羊茅和葦狀羊茅苗長分別為36.9 mm，50.4 mm。隨著貯藏年限的延長，紫羊茅和葦狀羊茅胚根長呈降低趨勢，貯藏0年紫羊茅和葦狀羊茅胚根長分別為41.5 mm，54.8 mm，貯藏6年紫羊茅和葦狀羊茅苗長分別為26.5 mm，41.6 mm。說明貯藏年限的延長不利于紫羊茅和葦狀羊茅幼苗的生長。

圖3 貯藏年限對紫羊毛和葦狀羊茅苗長和胚根長的影響

3 討 論

3.1 貯藏年限對羊茅屬種子萌發(fā)活力的影響

種子壽命可分為三類,短壽種子（在3年內(nèi)能萌發(fā)生長），中壽種子（在3~15年內(nèi)能萌發(fā)生長）及長壽種子（15年以上能萌發(fā)生長）[15]。植物種子的壽命主要因物種的不同而表現(xiàn)出差異，不同的科、屬、種之間種子的壽命有明顯的差異，種子壽命主要由自身結(jié)構(gòu)和壽命相關(guān)基因調(diào)控[16]。本實驗中貯藏3年的紫羊茅和葦狀羊茅的發(fā)芽率分別為85%和95%，生活力分別為95%和96%，生活力和發(fā)芽率都維持在較高的水平。說明紫羊茅和葦狀羊茅種子屬于中長壽命種子。除過遺傳因素外，不同的采收處理和貯藏環(huán)境對種子的壽命影響也很大。譚俊研究表明隨著貯藏時間的延長，杉木、馬尾松種子的發(fā)芽率均逐漸降低[17]。李吟平研究表明室溫（變溫15~30℃）貯藏的黃精種子發(fā)芽率降為42.3%[18]。金小雯實驗發(fā)現(xiàn)，燕麥種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗芽長和根長均隨貯藏年限的延長而下降，種子浸提液電導(dǎo)率則明顯上升，膜透性增大[19]。石鳳玲等（2015）研究了3種牧草種子在不同老化時間處理下的發(fā)芽率變化，均隨著老化時間延長不斷下降[20]。本試驗得出的結(jié)果與前人研究結(jié)果相似，紫羊茅和葦狀羊茅種子在3年的貯藏期內(nèi)具有較高的生活力、發(fā)芽率和發(fā)芽勢，4~6年的貯藏期生活力、發(fā)芽率和發(fā)芽勢逐漸降低，而且降低趨勢明顯，貯藏時間的延長會降低種子的生活力、發(fā)芽率和發(fā)芽勢。

3.2 貯藏年限對羊茅屬種子內(nèi)含物質(zhì)及幼苗生長的影響

貯藏過程中種子劣變的根本原因是自由基引起的脂質(zhì)過氧化作用，MDA等有害物質(zhì)的產(chǎn)生與積累進一步引起膜脂過氧化的發(fā)生，破壞種子的膜系統(tǒng)，導(dǎo)致種子活力下降[21，22]。廖文燕和邢麗偉等研究發(fā)現(xiàn)隨著貯藏時間的延長，種子內(nèi)含物質(zhì)可溶性糖含量、淀粉含量、可溶性蛋白質(zhì)含量均呈下降趨勢，胚乳細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)被破壞[23，24]。本實驗中紫羊茅和葦狀羊茅的水分含量在5.5年的貯藏期內(nèi)均在7.5左右，變化不大，而千粒重隨貯藏年限的延長呈現(xiàn)降低趨勢，從側(cè)面也反映出種子內(nèi)含物質(zhì)含量隨貯藏年限的延長逐漸降低。張熙穎研究表明貯藏年限的延長會降低甜瓜幼苗整齊度，較弱小的苗或小老苗比例增加，導(dǎo)致幼苗生長時期的延遲或遲緩[25]。本實驗也得出了相似的結(jié)論，貯藏年限的延長延緩了紫羊茅和葦狀羊茅萌發(fā)，同時由于內(nèi)含物的降低，貯藏時間延長明顯降低了紫羊茅和葦狀羊茅幼苗長度和胚根長度，表明貯藏時間越長會減慢紫羊茅和葦狀羊茅的萌發(fā)速度，影響幼苗的質(zhì)量。

4 結(jié) 論

紫羊茅和葦狀羊茅種子在3年的貯藏期內(nèi)種子能保持較高的發(fā)芽率和種子生活力，4~6年的貯藏期內(nèi)生活力和發(fā)芽率有明顯的降低趨勢。6年貯藏期內(nèi)，種子含水量變化不大，均在7.5左右，千粒重、苗長和胚根長隨年限的延長呈減低趨勢。隨著種子貯藏年限的延長，紫羊茅和葦狀羊茅種子的發(fā)芽進程和幼苗質(zhì)量逐年降低，貯藏3年內(nèi)紫羊茅和葦狀羊茅種子的種用價值較高，貯藏4~6年種用價值降低。