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影響豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的主要環(huán)境因子

2016-10-15 08:39李雪楓朱朝華王堅(jiān)
雜草學(xué)報(bào) 2016年1期
關(guān)鍵詞:幼苗生長(zhǎng)種子萌發(fā)

李雪楓 朱朝華 王堅(jiān)

開(kāi)發(fā)利用教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,海南???0228;海南大學(xué)農(nóng)學(xué)院,海南???0228

摘要:運(yùn)用培養(yǎng)皿濾紙法和盆栽法,分別研究溫度、光照和水分條件對(duì)熱帶常見(jiàn)雜草豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。結(jié)果表明:豐花草種子萌發(fā)溫度范圍廣泛(~40 ℃),隨溫度升高,豐花草幼苗的鮮質(zhì)量和生長(zhǎng)長(zhǎng)度均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì);恒溫下0 ℃為其種子萌發(fā)的最適溫度,其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均相對(duì)較高,而平均發(fā)芽時(shí)間最短;2 ℃時(shí)生長(zhǎng)的幼苗最健壯,其芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量均顯著高于其他溫度時(shí)的對(duì)應(yīng)值。而變溫條件更有利于豐花草種子萌發(fā),12 h /12 h L、 ℃/1 ℃時(shí)發(fā)芽率達(dá)%,1 ℃/2 ℃時(shí)發(fā)芽率>90%,2 ℃/ ℃時(shí)的種子萌發(fā)率、幼苗長(zhǎng)度、幼苗鮮質(zhì)量均最大。光照不是影響豐花草種子萌發(fā)的關(guān)鍵因子,但光照可能有利于促進(jìn)豐花草幼苗生物量向根部分配,光暗交替(12 h /12 h L)條件下豐花草幼苗生長(zhǎng)情況相對(duì)最好(長(zhǎng)度根冠比為10 ∶[G-]1;鮮質(zhì)量根冠比為01 ∶[G-]1)。水分是決定豐花草種子能否萌發(fā)的關(guān)鍵因素,2 ℃、12 h /12 h L條件下,在土壤最大持水量0%時(shí)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)狀況均最佳。

關(guān)鍵詞:豐花草;種子萌發(fā);幼苗生長(zhǎng);根冠比;環(huán)境條件

中圖分類(lèi)號(hào):41;4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):100-9X(201)01-0008-08[7]

Abstract:[B]An experient was carried out to deterine the effect of teperature,light and water conditions iicking those found in tropical farland and forest land on the gerination and seedling growth of a coon weed [Borrenia stricta (L f) G Mey] by using petri-dish with filter paper and pot culture ethods B stricta seeds had a wide gerination teperature range (~40 ℃);the fresh weight and growth length of B stricta seedlings increased at first and then decreased with teperature increase Under constant teperature conditions,0 ℃ was optial for gerination teperature at which gerination rate,gerination index and vigor index were highest,and ean gerination tie was shortest eedling growth,however,was ost robust at 2 ℃ because of the seedling shoot length,root length,shoot fresh weight,and root fresh weight were significantly higher than the corresponding values at other teperature treatent luctuating teperature iproved seed gerination of B stricta thus seed gerination rates were,respectively,% and >90% at /1 ℃ and 1/2 ℃ under 12h darkeness/12 h light conditions he axiu seed gerination rate,seedling length and seedling fresh weight were obtained at 2/ ℃ Light was not the key factor controlling seed gerination of B stricta,but light ay be conducive to allocation of bioass to root,

and the best seedling growth of B stricta was observed under the alternation of light and darkness (12h /12h L),with root-shoot ratios of length and fresh weight of 10 ∶[G-]1 and 01 ∶[G-]1,respectively ater was the key factor in controlling B stricta seed gerination eed gerination and seedling growth of B stricta were both best when soil oisture was 0% of the axiu water-holding capacity under the condition of 2 ℃ and 12 h /12 h Ley words:

[B]Borreria stricta;seed gerination;seedling growth;root-shoot ratio;environental conditions

豐花草[Borreria stricta (L f)G Mey],又名假蛇舌草[1]、長(zhǎng)葉鴨舌癀[2],為茜草科(Rubiaceae)豐花草屬(Borreria G Mey)一年生直立草本植物[1-2]。株高1~0 c;莖四棱柱形,粗糙且很少分枝;線狀長(zhǎng)圓形葉對(duì)生,革質(zhì)近無(wú)柄,側(cè)脈極不明顯;花多朵叢生成球狀生于托葉鞘內(nèi),無(wú)梗;白色花冠頂端略紅,4裂;蒴果長(zhǎng)圓形或近倒卵形;種子狹長(zhǎng)圓形,干后褐色具橫紋[2-];原是熱帶稀樹(shù)草原雜類(lèi)草的重要組分[-4],之后成為我國(guó)安徽、浙江、江西、臺(tái)灣、廣東、香港、海南、廣西、四川、貴州、云南等省區(qū)低海拔草地、山坡和路邊的常見(jiàn)雜草[2]。豐花草種子?。ㄩL(zhǎng)約2 ,直徑1 ),花果期一般10~12個(gè)月,在海南省幾乎全年可開(kāi)花結(jié)實(shí)[2-],豐花草現(xiàn)已大量侵入海南省的旱田[-]、菜地[7]和草坪(調(diào)查結(jié)果尚未發(fā)表)危害,其傳播、擴(kuò)散能力和對(duì)農(nóng)林系統(tǒng)的損害應(yīng)當(dāng)引起海南省及其分布省區(qū)的重視。種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)周期的重要環(huán)節(jié),也是雜草擴(kuò)繁、蔓延危害的基礎(chǔ)[8-9]。雜草種子能否正常萌發(fā),萌發(fā)后能否發(fā)育成健康的植株,受諸多環(huán)境條件的影響和制約[9-11],雜草種子萌發(fā)條件的掌握是對(duì)雜草發(fā)生情況進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和治理的關(guān)鍵[12],也是制定科學(xué)、安全、健康的雜草防控方法的基礎(chǔ)[12-1]。目前,對(duì)于豐花草的研究,僅見(jiàn)于對(duì)其植株特性及種子形態(tài)等描述[2-],但對(duì)于豐花草萌發(fā)、出苗等生物學(xué)特性及其相關(guān)的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。因此,開(kāi)展豐花草的種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)特性研究,對(duì)豐花草的防控具有重要意義。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)豐花草種子萌發(fā)的主要生態(tài)條件進(jìn)行系統(tǒng)研究,旨在為估測(cè)豐花草的擴(kuò)散蔓延趨勢(shì)和制定安全、有效的豐花草防控措施提供科學(xué)依據(jù)。

[B1][]1材料和方法

[B2]11試驗(yàn)材料

111供試種子

于2014年4—月間隨機(jī)采集海南大學(xué)校園及其周邊地區(qū)豐花草成熟個(gè)體。采集后的種子帶回實(shí)驗(yàn)室自然風(fēng)干后,篩除果皮、苞片等雜質(zhì),充分混合均勻并保存于通風(fēng)干燥處待進(jìn)行試驗(yàn)。從該批種子中隨機(jī)數(shù)出00粒種子組,用感量01 g天平稱(chēng)質(zhì)量,取平均值計(jì)算得該批豐花草種子的千粒質(zhì)量為0049 7 g。

112供試土壤

試驗(yàn)用土壤取自海南省典型的磚紅壤,成土母質(zhì)以玄武巖為主,土壤質(zhì)地為重黏土,土壤養(yǎng)分基本狀況為:p值47、有機(jī)質(zhì)%、全氮012%、全磷014%、有效磷 0000 2%,鹽基飽和度12% 。風(fēng)干后,篩除石塊、樹(shù)根等雜質(zhì),過(guò)孔徑 篩后裝入花盆(上徑為14 c、下徑90 c、高80 c),裝至距花盆上口邊沿1 c處,備用。

[B2]12試驗(yàn)方法

選取飽滿、無(wú)損傷、大小均勻的豐花草種子,用10%的2O2消毒 in,再用無(wú)菌水沖洗干凈,均勻排列于鋪有2層滅菌濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)(Ф=9 c),每皿40粒,分別加入2 L無(wú)菌水浸濕。上蓋,封口膜封好邊緣,置于人工氣候箱(濕度7%,光照強(qiáng)度1 000 lx)萌發(fā)。

121溫度條件

在12 h /12 h L條件下設(shè)置恒溫和變溫2種溫度處理方式,其中:恒溫試驗(yàn)設(shè)置、10、1、20、2 、0、和40 ℃共8個(gè)處理;變溫試驗(yàn)設(shè)置 ℃/1 ℃(對(duì)應(yīng)/L,下同)、10 ℃/20 ℃、1 ℃/2 ℃、20 ℃/0 ℃、2 ℃/ ℃、0 ℃/40 ℃共個(gè)處理。每24 h每個(gè)培養(yǎng)皿補(bǔ)充1 L無(wú)菌水,并檢測(cè)每皿發(fā)芽數(shù)(胚根突破種皮2 即視為萌發(fā)),7 d試驗(yàn)結(jié)束,用吸水紙輕輕吸去每皿所生長(zhǎng)幼苗表面的水分,量測(cè)其芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量。每個(gè)處理4次重復(fù)。

122光照條件

在2 ℃條件下設(shè)置全光照(/L:0 h/24 h)、光暗交替(/L:12 h/12 h)和全黑暗(/L:24 h/0 h)個(gè)處理,同“121節(jié)所述方法計(jì)數(shù)發(fā)芽數(shù),并測(cè)量每皿所生長(zhǎng)幼苗的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量。每個(gè)處理4次重復(fù)。

12水分條件

采用盆栽法進(jìn)行測(cè)定。在已準(zhǔn)備好的每個(gè)花盆的表土層均勻撒播40粒豐花草種子,并用厚度約01~02 c干土覆蓋。設(shè)置土壤最大持水量的20%、40%、0%、80%、100%共個(gè)澆水量,將量好的水小心置于花盆的托盤(pán),通過(guò)土壤自下而上吸水的方式澆水,澆水頻率1次/2 d。花盆置于人工氣候箱(2 ℃,12 h /12 h L,濕度7%,光照度1 000 lx)萌發(fā)。第1 d計(jì)數(shù)萌發(fā)的種子數(shù),量測(cè)每盆所生長(zhǎng)幼苗的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量、根鮮質(zhì)量。每個(gè)處理4次重復(fù)。

[B2]1數(shù)據(jù)處理與分析

發(fā)芽率GR=(萌發(fā)結(jié)束時(shí)已發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;

發(fā)芽指數(shù)GI=∑Gt/t,式中Gt為第t天發(fā)芽數(shù),t為對(duì)應(yīng)的天數(shù);

活力指數(shù)VI=GI×,式中為鮮質(zhì)量;

平均發(fā)芽時(shí)間MG=∑Gtt/∑Gt,式中:Gt為第t天的發(fā)芽數(shù);t為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

用Microsoft Excel 2007對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行初步處理,然后用P 180軟件對(duì)各檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行 one-way ANOVA分析,方差齊性時(shí)用ukey 法(ukeys honestly significant difference)在α=00水平進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),方差齊性檢驗(yàn)不適合時(shí)用unnetts C法在α=00水平進(jìn)行顯著性檢驗(yàn);不同處理下豐花草幼苗根和芽的鮮質(zhì)量與生長(zhǎng)長(zhǎng)度用Independent-aples t est法進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。采用Microsoft Office Excel 2007作圖。所有數(shù)值均表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2結(jié)果與分析

21恒溫對(duì)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

211恒溫對(duì)豐花草種子萌發(fā)的影響

豐花草種子的發(fā)芽率在 ℃時(shí)為12%,是40 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)值的19倍,二者差異顯著(P<0001),但 ℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均與40 ℃的對(duì)應(yīng)值差異不顯著(P=072,P=0989),且平均發(fā)芽時(shí)間最長(zhǎng),達(dá)48 d(表1)。之后,隨溫度升高,發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均基本呈現(xiàn)升高的趨勢(shì),并在0 ℃時(shí)達(dá)到最大值。種子的平均發(fā)芽時(shí)間呈先降低再升高的趨勢(shì),0 ℃時(shí)所用發(fā)芽時(shí)間最短,僅4 d。2、和40 ℃時(shí)發(fā)芽時(shí)間之間無(wú)顯著差異(P=022)。2、0和 ℃時(shí)的發(fā)芽率無(wú)顯著差異(P=0448),平均值高達(dá)97%,發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)之間均差異顯著(P<0001)。在40 ℃時(shí),種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)分別僅為最大值的19%、21%和012%(表1)。[L)]

2.1.2恒溫對(duì)豐花草幼苗生長(zhǎng)的影響

恒溫條件下,隨著溫度的升高,豐花草幼苗的鮮質(zhì)量和生長(zhǎng)長(zhǎng)度均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)(圖1)。2 ℃時(shí),根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量分別占總鮮質(zhì)量的19%和481%(圖1-A),根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)分別占總生長(zhǎng)長(zhǎng)度的02%和498%(圖1-B)。0、 ℃時(shí)的根鮮質(zhì)量、芽鮮質(zhì)量和根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)均與 20 ℃ 時(shí)的對(duì)應(yīng)值間無(wú)顯著差異(P=0147,P=08;P=00,P=007)(圖1)。溫度高達(dá) 40 ℃ 時(shí),幼苗的鮮質(zhì)量和生長(zhǎng)長(zhǎng)度均顯著降低,分別僅為最大值的4%和71%,其中根鮮質(zhì)量、根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)均與 ℃時(shí)的對(duì)應(yīng)值之間無(wú)顯著差異(P=0118,P=0102,P=0010),芽鮮質(zhì)量之間差異顯著(P<0001)(圖1)。豐花草幼苗的總鮮質(zhì)量分配于根和芽。除 40 ℃ 時(shí)的根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量間無(wú)顯著差異(t=187,P=021)外,其他溫度時(shí)的根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量間均差異顯著(t=-214~-02,P<00)(圖1-A)。在總生長(zhǎng)長(zhǎng)度于根和芽的分配方面,只有 ℃時(shí)的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)無(wú)顯著差異(t=084,P=04),其他各恒溫處理下的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)均差異顯著(t=411~140,P<00)(圖1-B)。

22變溫對(duì)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

2.2.1變溫對(duì)豐花草種子萌發(fā)的影響

變溫條件下,豐花草種子發(fā)芽率很高,且隨溫度升高迅速增大[P2](表2)。 ℃/1 ℃時(shí)發(fā)芽率達(dá)%,10 ℃/20 ℃[P]時(shí)比 ℃/1 ℃時(shí)增大429%,二者差異顯著(P<0001);1 ℃/2~0 ℃/40 ℃間的發(fā)芽率無(wú)顯著差異(P=008),平均值達(dá)92%(表2)。除 ℃/1 ℃和10 ℃/20 ℃溫度條件下種子活力指數(shù)間無(wú)顯著差異(P=029)外,發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)在變溫條件下均隨溫度的升高而先升高后降低(表2),且均在2 ℃/ ℃時(shí)達(dá)最大值;待溫度升至0 ℃/40 ℃時(shí),二者分別比最大值下降481%和04%,差異顯著(P<0001)。平均發(fā)芽時(shí)間在 ℃/1 ℃和10 ℃/20 ℃時(shí)無(wú)顯著差異(P=0128),平均7d,之后隨溫度的升高而先降低再升高(表2),2 ℃/ ℃時(shí)時(shí)間最短,僅4 d。

2.2.2變溫對(duì)豐花草幼苗生長(zhǎng)的影響

變溫條件下,隨溫度的升高,豐花草幼苗的鮮質(zhì)量和生長(zhǎng)長(zhǎng)度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)(圖2),且均在2 ℃/ ℃[P]時(shí)達(dá)到最大值,其中根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量分別占總鮮質(zhì)量的27%和7%(圖2-A),根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)分別占總生長(zhǎng)長(zhǎng)度的02%和498%(圖2-B);在0 ℃/40 ℃時(shí),除根鮮質(zhì)量與1/2 ℃和 20/0 ℃ 時(shí)的對(duì)應(yīng)值間無(wú)顯著差異(P=00;P=0078)外,其他指標(biāo)均顯著高于 ℃/1 ℃、10 ℃/20 ℃和 1 ℃/2 ℃ 時(shí)的對(duì)應(yīng)值而顯著低于20 ℃/[P]0 ℃和 2 ℃/ ℃ 時(shí)的對(duì)應(yīng)值(P<0001)(圖2)。[P]

同一變溫處理下,豐花草幼苗的根鮮質(zhì)量和芽鮮質(zhì)量之間均有顯著差異(t=-2918~-1109,P<0001)(圖2-A);總生長(zhǎng)長(zhǎng)度在根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)的分配方面, ℃/1 ℃、10 ℃/20 ℃、1 ℃/2 ℃ 及20 ℃/0 ℃時(shí)的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)均差異顯著(t=270~8202,P<00),而2 ℃/ ℃與0 ℃/40 ℃時(shí)的根長(zhǎng)和芽長(zhǎng)均差異不顯著(t=122,P=027;t=287,P=004)(圖2-B)。

2光照對(duì)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

2.1光照對(duì)豐花草種子萌發(fā)的影響2 ℃時(shí),豐花草種子發(fā)芽率隨光照時(shí)間縮短呈增大趨勢(shì),但光暗交替(/L:12 h/12 h)和全黑暗(/L:24 h/0 h)下的發(fā)芽率無(wú)顯著差別(P=09),平均值達(dá)9719%;全光照(/L:0 h/24 h)條件下的發(fā)芽率與前述二者均有差異顯著(P<0001),仍高達(dá)781%。發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨光照時(shí)間縮短呈[CM(21]先增大后降低趨勢(shì),光暗交替時(shí)最大、全黑暗次之、全光照最低;而平均發(fā)芽時(shí)間隨光照時(shí)間縮短呈先縮短再增長(zhǎng)趨勢(shì)(表),光暗交替時(shí)最短(480 d)、全黑暗時(shí)次之、全光照時(shí)最長(zhǎng)。發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間在不同光照條件下的對(duì)應(yīng)值間均差異顯著(P<0.05)。

2.2光照對(duì)豐花草幼苗生長(zhǎng)的影響

2 ℃時(shí),種光照條件下豐花草幼苗的根鮮質(zhì)量隨光照時(shí)間縮短呈先增加后降低的趨勢(shì),且彼此間差異顯著(P<00);芽鮮質(zhì)量隨光照時(shí)間縮短呈增加的趨勢(shì),但光暗交替和全黑暗條件下的芽鮮質(zhì)量間無(wú)顯著差異,均值0099 2 g(圖-A)。種光照條件下幼苗的芽長(zhǎng)間差異顯著(P<00),隨光照時(shí)間縮短呈增長(zhǎng)的趨勢(shì),其中光暗交替下的芽長(zhǎng)是全光照時(shí)的27倍;而根長(zhǎng)呈縮短的趨勢(shì),但光暗交替和全黑暗時(shí)的根長(zhǎng)間無(wú)顯著差異(P=0948),比全光照時(shí)降低了2217%(圖-B)。

同一光照條件下,幼苗的鮮質(zhì)量在芽鮮質(zhì)量和根鮮質(zhì)量之間的分配差異均顯著(t=8129~1890,P<0001)(圖-A);幼苗的總生長(zhǎng)長(zhǎng)度在芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)的分配方面,光暗交替下的芽長(zhǎng)和根長(zhǎng)無(wú)顯著差異(t=-120,P=02),但全光照和全黑暗條件差異均顯著(t=-914,P<0001;t=8,P=0001)(圖-B),其中全光照時(shí)的根長(zhǎng)是其芽長(zhǎng)的9倍,而全黑暗時(shí)的根長(zhǎng)是其芽長(zhǎng)的082倍。

2.4水分對(duì)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

2.4.1水分對(duì)豐花草種子萌發(fā)的影響

澆水量為土壤最大持水量的20%時(shí),豐花草種子發(fā)芽率為0,隨著澆水量增加,發(fā)芽率逐漸增大。澆水量增至土壤最大持水量的0%時(shí),豐花草種子的發(fā)芽率比40%時(shí)的發(fā)芽率增大了999%,有顯著差異(P<00);澆水量增至土壤最大持水量的80%時(shí),發(fā)芽率達(dá)最大值2%,與0%時(shí)的對(duì)應(yīng)值差異顯著(P<00)。但當(dāng)澆水量達(dá)到土壤最大持水量的100%時(shí),豐花草種子發(fā)芽率也為0(圖4)。

2.4.2水分對(duì)豐花草幼苗生長(zhǎng)的影響

豐花草幼苗的芽長(zhǎng)和芽鮮質(zhì)量在最大持水量40%~80%范圍內(nèi)隨澆水量的增加而增大,根長(zhǎng)和根鮮質(zhì)量呈先增大后下降的趨勢(shì)(圖)。芽鮮質(zhì)量在澆水量為土壤最大持水量的40%和0%時(shí)無(wú)顯著差異(P>00)(圖-A),芽長(zhǎng)在澆水量為0%和80%時(shí)無(wú)顯著差異(P>00)(圖-B)。根鮮質(zhì)量和根長(zhǎng)在澆水量為土壤最大持水量40%和80%時(shí)均無(wú)顯著差異(P>00)(圖)。

澆水量為土壤最大持水量的40%和0%時(shí),幼苗的根長(zhǎng)分別是其芽長(zhǎng)的194倍和142倍,差異均顯著(t=19,P<0001;t=08,P<0001)(圖-B);根鮮質(zhì)量分別是其芽鮮質(zhì)量的11倍和17倍,顯著均差異(t=8,P=0001;t=749,P<0001)(圖-A)。但澆水量為80%時(shí),幼苗的芽長(zhǎng)大于根長(zhǎng)、芽鮮質(zhì)量大于根鮮質(zhì)量(圖),二者間顯著均差異(t=09,P=0007;t=-7287,P<0001)。

結(jié)論與討論

1種子萌發(fā)溫度范圍廣泛是豐花草擴(kuò)繁為害的保證

本研究結(jié)果顯示,溫度對(duì)豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有顯著影響。恒溫條件下,0 ℃時(shí)種子萌發(fā)各指標(biāo)值最佳,2 ℃時(shí)次之(表1);但2 ℃時(shí)的豐花草幼苗的生長(zhǎng)速度和重量相對(duì)較高(圖1),說(shuō)明健壯成苗的機(jī)會(huì)更高。因此,0 ℃為豐花草種子萌發(fā)的最適溫度,2 ℃為豐花草生長(zhǎng)出最健壯幼苗的溫度。變溫條件更有利于豐花草種子萌發(fā),1 ℃/2 ℃ 時(shí)發(fā)芽率就高達(dá)90%以上(表2),造成這一現(xiàn)象的原因可能在于:種子在萌發(fā)期間由于生理代謝作用非常旺盛,對(duì)外界環(huán)境條件極為敏感,不同溫度能夠滿足種子萌發(fā)的不同生理過(guò)程,或者溫度交替變化可能會(huì)導(dǎo)致種子發(fā)芽促進(jìn)物質(zhì)的增加和抑制物質(zhì)的減少[14-1],具體原理尚需進(jìn)一步研究。綜合各指標(biāo),2 ℃/ ℃為豐花草種子萌發(fā)的最佳變溫條件。

在溫度影響試驗(yàn)中觀測(cè)到:豐花草種子萌發(fā)的溫度范圍廣泛,恒溫條件下 ℃和40 ℃時(shí)豐花草種子仍然具有發(fā)芽能力(表1,圖1),特別是在變溫 ℃/1 ℃ 發(fā)芽率達(dá)%、0 ℃/40 ℃時(shí)發(fā)芽率仍高達(dá)90%以上(表2,圖2),說(shuō)明豐花草種子對(duì)于外界不良環(huán)境條件中的低溫傷害和高溫灼熱都具有一定的耐受能力,既可以在熱帶地區(qū)生長(zhǎng)、危害,也具有向亞熱帶甚至溫帶地區(qū)擴(kuò)繁危害的潛在趨勢(shì)。豐花草種子在較低溫度就可萌發(fā)的能力具有重要生態(tài)意義,可以保證該種植物先于其他植物萌發(fā)、提前占用生長(zhǎng)資源、增加其健康完成生活史的概率。而高溫耐受能力是豐花草在熱帶地區(qū)的生長(zhǎng)繁殖的重要保證,因?yàn)楹D蠉u年平均氣溫224~2 ℃,月平均氣溫高于20 ℃的達(dá)9個(gè)月以上,極端最低氣溫不低于0 ℃[17],而豐花草種子廣泛的萌發(fā)溫度范圍(~40 ℃)可以保證該物種幾乎在海南全年均可萌發(fā)生長(zhǎng),這與豐花草幾乎全面可開(kāi)花結(jié)實(shí)的文獻(xiàn)記錄一致[],且海南島的年平均氣溫、年平均最高氣溫、年平均最低氣溫和四季平均氣溫均呈上升趨勢(shì)[1],而平均氣溫相對(duì)較小幅度的增加就會(huì)導(dǎo)致土壤溫度的大幅增大,這一現(xiàn)象在炎熱干旱的惡劣氣候環(huán)境下表現(xiàn)更為突出[1,19-20]。因此,種子萌發(fā)廣泛的溫度范圍和高溫耐受能力將有效增加該種植物在不同環(huán)境下的成苗機(jī)會(huì)[21],進(jìn)而影響植物的種群持續(xù)和群落組成[20],給防治工作帶來(lái)更大的困難。

[]2光照是影響豐花草幼苗生物量分配的主要因素[]

不同植物種子萌發(fā)對(duì)于光照的反應(yīng)不同,大多數(shù)在光照和部分遮陰條件萌發(fā)率高、在黑暗中則較低[22-2],而有些雜草種子在光照下被抑制[9,2],還有一些雜草種子的萌發(fā)不受光照條件影響[21,27-29]。光照也能通過(guò)改變幼苗生物量分配、影響葉面積和葉片厚度等幼苗形態(tài)特征[0-1]、改變生理指標(biāo)[2-]等影響幼苗生長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明:光照對(duì)豐花草種子能否萌發(fā)沒(méi)有決定性影響,且豐花草幼苗長(zhǎng)度根冠比和鮮質(zhì)量根冠比從全黑暗(/L:24 h/0 h)、光暗交替(/L:12 h/12 h)到全光照(/L:0 h/24 h)呈顯著增大趨勢(shì),說(shuō)明光照相對(duì)有利于促進(jìn)豐花草幼苗的生物量向根部分配,其原因可能在于強(qiáng)光下植物根系生長(zhǎng)的投入更大,可以發(fā)育出更發(fā)達(dá)的根系[4]。這一結(jié)論與光照對(duì)大粒黃帚橐吾(Ligularia virgaurea)[0]、牛筋草(Eleusine indica)[24]、白三葉(rifoliu repens)[2]、少花雀麥(Brous japonicus)[2]和黃頂菊(laveria bidentis)[2]等植物的種子萌發(fā)與幼苗生長(zhǎng)影響情況基本一致。綜合各檢測(cè)指標(biāo)與根冠比值(長(zhǎng)度根冠比為10 ∶[G-]1;鮮質(zhì)量根冠比為01 ∶[G-]1),光暗交替(12 h /12 h L)為豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的最佳光照條件。在12 h /12 h L光照條件下,鮮質(zhì)量根冠比在恒溫時(shí)隨溫度升高從01 ∶[G-]1( ℃)逐漸減小[P2]為0 ∶[G-]1( ℃),40 ℃時(shí)又增大至11 ∶[G-]1,說(shuō)明恒溫時(shí)溫度升高更有利于豐花草幼苗生物量向冠部分配,但極端高溫40 ℃時(shí),生物量向根系分配比例顯著加大,可能是更有助于其適應(yīng)外部灼熱環(huán)境;而變溫時(shí)鮮質(zhì)量根冠比隨溫度升高在(04~049) ∶[G-]1[P]范圍內(nèi)小幅波動(dòng),說(shuō)明變溫更有利于豐花草幼苗生物量分配的穩(wěn)定性。

[]水分是決定豐花草種子能否萌發(fā)和幼苗是否健壯的關(guān)鍵因素[]

水分是種子萌發(fā)的先決條件。種子萌發(fā)始于吸水膨脹,然后種子內(nèi)部代謝恢復(fù)、培根突破胚乳和種皮等外圍包被組織完成萌發(fā)[]。本試驗(yàn)中,2 ℃、12 h /12 h L光照時(shí)間、濕度7%,光照強(qiáng)度 1 000 lx 條件下,豐花草種子僅在土壤含水量為最大持水量的40%~0%范圍內(nèi)時(shí)才能萌發(fā)和生長(zhǎng)(圖4),說(shuō)明水分是決定豐花草種子能否萌發(fā)的關(guān)鍵因素。土壤水分含量過(guò)低,不能滿足豐花草種子吸脹吸水要求,導(dǎo)致種子內(nèi)部生理活動(dòng)無(wú)法轉(zhuǎn)向活躍狀態(tài)而不能萌發(fā)[14];過(guò)高的土壤水分條件會(huì)影響土壤中氧氣供應(yīng)的減少,導(dǎo)致雜草種子因缺氧而腐爛、死亡[]。隨澆水量從40%增至0%,豐花草幼苗根冠比下降,說(shuō)明一定水分范圍內(nèi),土壤水分增加促進(jìn)豐花草種子萌發(fā),且有利于豐花草幼苗生物量向冠部分配。澆水量為0%時(shí),豐花草幼苗根長(zhǎng)與根鮮質(zhì)量、幼苗總長(zhǎng)(09 c)與總鮮質(zhì)量(0209 g)都顯著大于其他水分條件的對(duì)應(yīng)值,說(shuō)明此水分條件下豐花草的幼苗相對(duì)健壯,更利于幼苗建成。試驗(yàn)中豐花草種子萌發(fā)率比相同溫度條件下培養(yǎng)皿濾紙法對(duì)應(yīng)的發(fā)芽率整體偏低(最大值僅2%),其原因可能在于該試驗(yàn)用土壤盆栽進(jìn)行,播種時(shí)覆土01~02 c,而土壤中萌發(fā)的幼苗要形成一個(gè)特異性的組織“頂鉤[],在種苗頂土?xí)r保護(hù)頂端分生組織,增強(qiáng)種苗破土能力[7],而豐花草種子非常細(xì)小,千粒質(zhì)量?jī)H0049 7 g,覆土導(dǎo)致“頂鉤的形成和能力都較弱,難以成功破土。由此說(shuō)明,可以通過(guò)短期淹水覆蓋土層和土壤深翻措施來(lái)有效控制豐花草種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。

綜上所述,通過(guò)溫度和光照條件的變化不能有效控制豐花草種子的萌發(fā)和生長(zhǎng),但可以考慮利用短期水淹和土壤深翻來(lái)控制控制豐花草種子的萌發(fā)和生長(zhǎng),進(jìn)而控制豐花草的擴(kuò)繁和危害。

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