江生泉， 程建峰， 姜自紅

(1.滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽滁州 239000； 2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西南昌 330045)

禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的變異與相關(guān)性

江生泉1， 程建峰2， 姜自紅1

(1.滁州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽滁州 239000； 2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，江西南昌 330045)

研究了18份不同基因型禾本科草坪草種子發(fā)芽特性與相關(guān)性，結(jié)果表明，禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的變異大小為發(fā)芽值(34.83%)>活力指數(shù)(23.38%)>發(fā)芽峰值(22.30%)>發(fā)芽勢(shì)(21.88%)>平均發(fā)芽率(17.45%)>發(fā)芽率(13.84%)>發(fā)芽指數(shù)(8.91%)>平均發(fā)芽天數(shù)(4.12%)。除發(fā)芽指數(shù)外，依據(jù)草種子形態(tài)特征均可將18種基因型禾本科草坪的種質(zhì)聚類(lèi)為3大類(lèi)，類(lèi)別間的性狀值達(dá)極顯著差異(P<0.01)；除平均發(fā)芽天數(shù)與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)之間未達(dá)顯著相關(guān)外，其他發(fā)芽特性指標(biāo)的相關(guān)性均達(dá)極顯著(P<0.01)；平均發(fā)芽天數(shù)與發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、峰值、平均發(fā)芽率、發(fā)芽值呈極顯著負(fù)相關(guān)，而其他指標(biāo)間均呈極顯著正相關(guān)；平均發(fā)芽天數(shù)不宜衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽特性，可選擇發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽峰值來(lái)衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽特性。

禾本科；草坪草；種子；發(fā)芽特性；變異

草坪草種子是遺傳資源的載體，是建植草坪最基本的生產(chǎn)資料，其活力的高低直接影響到草坪草的生產(chǎn)[1-3]。目前，我國(guó)栽培的草坪種子多數(shù)是從國(guó)外引進(jìn)的栽培品種，購(gòu)買(mǎi)種子需要花費(fèi)大量外匯。種子貿(mào)易中，掌握精確的發(fā)芽率，是確定種子質(zhì)量?jī)?yōu)劣的重要指標(biāo)之一；草坪建植上播種時(shí)播量的確定，要求有各批種子發(fā)芽測(cè)定的資料作為依據(jù)[4]。

由于多數(shù)草坪草種子千粒質(zhì)量較低，生育期、花期、種子成熟同步性差，同一時(shí)間采收的種子成熟度差異較大，導(dǎo)致發(fā)芽勢(shì)弱，出苗緩慢，有些種子還有不同程度的休眠特性，種子貯藏過(guò)程中的活力降低，導(dǎo)致了草坪草的栽培出苗率低、成苗困難，是我國(guó)草業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的技術(shù)問(wèn)題[5-8]。因此，研究草坪草種子發(fā)芽特性，尤其對(duì)活力較低的草坪草種子，具有重要的理論意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以往研究主要是圍繞外界環(huán)境對(duì)種子萌發(fā)的影響和如何提高種子萌發(fā)進(jìn)行的[9-10]，而忽視了不同屬種或品種間的基因型差異。鑒于上述情況，本研究通過(guò)18份不同基因型禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的變異與相關(guān)的分析，明確禾本科草坪草種子發(fā)芽特性品種間的差異，尋求禾本科草坪草的種子發(fā)芽特性的最佳衡量指標(biāo)，為禾本科草坪草的引種發(fā)芽試驗(yàn)和生產(chǎn)選種等草坪草生產(chǎn)環(huán)節(jié)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試18份禾本科草坪草種子的商品名和種名見(jiàn)表1。18個(gè)基因型種子為2014年套袋配制或繁殖的新鮮干種子，每個(gè)基因型精選500 g種子用尼龍網(wǎng)袋裝好，置于恒溫的電熱鼓風(fēng)干燥箱中，在34 ℃條件下烘干至恒質(zhì)量后取出，放置在干燥器中備用。

表1 供試種子的商品名和種名

1.2 種子發(fā)芽特性測(cè)定

參照《牧草種子檢驗(yàn)規(guī)程 發(fā)芽試驗(yàn)》(GB/T 2930.4—2001)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。采用紙上發(fā)芽床，發(fā)芽床為 12 cm 培養(yǎng)皿，雙層紙質(zhì)。每個(gè)培養(yǎng)皿 100 粒種子，每個(gè)處理 4 個(gè)重復(fù)。用0.2% KNO3濕潤(rùn)芽床，5 ℃冷處理 7 d 后移入發(fā)芽箱內(nèi)，每天光照8 h(溫度30 ℃)、黑暗16 h(溫度20 ℃)發(fā)芽，按照檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)首次和末次計(jì)數(shù)，計(jì)算正常種苗百分率。各品種均于第28 d測(cè)正常幼苗的芽長(zhǎng)。計(jì)算發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽峰值、平均發(fā)芽率和發(fā)芽值，參照師尚禮等的方法[11-15]計(jì)算。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 13.0軟件對(duì)18個(gè)基因型的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽峰值、平均發(fā)芽率和發(fā)芽值進(jìn)行基本統(tǒng)計(jì)分析(包括平均值、最小值、最大值、全距、中數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度峰度、變異系數(shù)和頻數(shù)分析)。采用歐式遺傳距離進(jìn)行每一發(fā)芽性狀的類(lèi)群劃分。

2 結(jié)果與分析

2.1 禾本科草坪草種子萌發(fā)特性的變異

供試禾本科草坪草種子各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)存在較大差異(表2)。發(fā)芽勢(shì)平均為34.50%，變異系數(shù)21.88%，中值為30.17%，發(fā)芽勢(shì)最低為百喜草(0)，最高的為黑麥草紳士(95.00%)，相差95.00%；發(fā)芽率平均為53.84%，變異系數(shù)13.84%，中值為60.88%；發(fā)芽率最低為早熟禾肯塔基(5.25%)，最高的為黑麥草紳士(95.00%)，相差89.75%，相差18.10倍；發(fā)芽指數(shù)平均為35.16，變異系數(shù)18.91%，中值為32.17，發(fā)芽指數(shù)最低為早熟禾肯塔基(1.50)，最高的為黑麥草紳士(102.13)，相差100.63；活力指數(shù)平均為57.40，變異系數(shù)23.38%，中值為47.01，活力指數(shù)最低為早熟禾肯塔基(1.00)，最高的為黑麥草紳士(218.76)，相差217.76；平均發(fā)芽天數(shù)平均為7.28 d，變異系數(shù)4.12%，中值為7.73 d，平均發(fā)芽天數(shù)最長(zhǎng)為早熟禾肯塔基(8.24 d)，最短的為黑麥草紳士(3.98 d)，相差4.26 d；發(fā)芽峰值平均為7.49，變異系數(shù)22.30%，中值為6.45，發(fā)芽峰值最低為早熟禾肯塔基(0.21)，最高的為黑麥草紳士(24.92)，相差24.71；平均發(fā)芽率平均為7.05%，變異系數(shù)17.45%，中值為17.45%，平均發(fā)芽率最低為早熟禾肯塔基(0.58%)，最高的為黑麥草紳士(19.00%)，相差18.42%；發(fā)芽值平均為87.58，變異系數(shù)34.83%，中值為44.52，發(fā)芽值最低為百喜草(0.10)，最高的為黑麥草紳士(474.58)，相474.48。

表2 禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的變異

2.2 禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的種質(zhì)聚類(lèi)及類(lèi)間差異

禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的種質(zhì)聚類(lèi)存在差異，除發(fā)芽指數(shù)聚為4類(lèi)外，其他聚為3類(lèi)，每一類(lèi)類(lèi)別間的發(fā)芽特性達(dá)極顯著差異(表3)。不同發(fā)芽特性的類(lèi)別所屬的種質(zhì)數(shù)及種質(zhì)隨性狀的歸屬而異。由表3可知，無(wú)論采用什么指標(biāo)衡量種子發(fā)芽特性，百喜草、肯塔基、新哥來(lái)德、優(yōu)美、無(wú)芒雀麥的發(fā)芽特性表現(xiàn)均較差，這表明這些品種不能按常規(guī)條件播種，應(yīng)采用必要的引發(fā)措施；而金石、高地和紳士的發(fā)芽特性表現(xiàn)均較優(yōu)，這說(shuō)明這些品種可常規(guī)播種。

3 禾本科草坪草種子發(fā)芽特性指標(biāo)間的相關(guān)性

除平均發(fā)芽天數(shù)與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)間未達(dá)顯著相關(guān)外，其他不同禾本科草坪草種子發(fā)芽特性指標(biāo)間的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平(表4)，這表明衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽特性不宜選擇平均發(fā)芽天數(shù)作指標(biāo)。除平均發(fā)芽天數(shù)與發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)、峰值、平均發(fā)芽率、發(fā)芽值呈極顯著負(fù)相關(guān)，與發(fā)芽率、發(fā)芽值呈不顯著的負(fù)相關(guān)外，其他禾本科草坪草種子形態(tài)特征間均呈極顯著正相關(guān)，其中與發(fā)芽率相關(guān)程度大小依次為平均發(fā)芽率>發(fā)芽勢(shì)>發(fā)芽指數(shù)>峰值>活力指數(shù)>發(fā)芽值，這表明衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽率的較好指標(biāo)為平均發(fā)芽率>發(fā)芽勢(shì)>發(fā)芽指數(shù)>峰值，可在生產(chǎn)實(shí)踐上因情況選擇采用。

3 結(jié)論與討論

禾本科草坪草種子在發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽峰值、平均發(fā)芽率和發(fā)芽值等發(fā)芽特性均存在著豐富的遺傳多樣性[16-20]。性狀的變異越大，說(shuō)明該性狀具有較豐富的遺傳基礎(chǔ)，蘊(yùn)藏著較大的選擇潛力。從本研究結(jié)果看，禾本科草坪草種子發(fā)芽特性指標(biāo)的變異大小順序?yàn)榘l(fā)芽值(34.83%)>活力指數(shù)(23.38%)>發(fā)芽峰值(22.30%)>發(fā)芽勢(shì)(21.88%)>平均發(fā)芽率(17.45%)>發(fā)芽率(13.84%)>發(fā)芽指數(shù)(8.91%)>平均發(fā)芽天數(shù)(4.12%)。這一結(jié)果表明，禾本科草坪草種子發(fā)芽特性性狀的變異頻率和進(jìn)化速度是不同的。

不同種子發(fā)芽特性的種質(zhì)頻數(shù)分布規(guī)律存在明顯差異，平均發(fā)芽天數(shù)分布形態(tài)的左偏斜度遠(yuǎn)大于發(fā)芽率，其他性狀為右偏度，大小依次發(fā)芽值>活力指數(shù)>發(fā)芽峰值>平均發(fā)芽率>發(fā)芽勢(shì)>發(fā)芽指數(shù)。相關(guān)分析表明，除平均發(fā)芽天數(shù)與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)間未達(dá)顯著相關(guān)外，其他發(fā)芽特性指標(biāo)間的相關(guān)性均達(dá)極顯著水平，這表明衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽特性不宜選擇平均發(fā)芽天數(shù)作指標(biāo)。其中與發(fā)芽率相關(guān)程度大小依次為平均發(fā)芽率>發(fā)芽勢(shì)>發(fā)芽指數(shù)>峰值>活力指數(shù)>發(fā)芽值，這表明衡量禾本科草坪草種子發(fā)芽率的較好指標(biāo)為平均發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和峰值，可在生產(chǎn)實(shí)踐上因情況選擇采用。

[1]任繼周，張自和.草地與人類(lèi)文明[J]. 草原與草坪，2000(1)：5-9.

[2]劉自學(xué).中國(guó)草業(yè)的現(xiàn)狀與展望[J]. 草業(yè)科學(xué)，2002，19(1)：6-8.

[3]孫吉雄.草坪學(xué)[M]. 2版.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[4]韓烈保.草坪業(yè)——我國(guó)新興的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)[J]. 華夏星火，2000(9)：57.

表3 禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的類(lèi)間差異

注：同欄同列數(shù)據(jù)后不同大寫(xiě)字母者表示差異極顯著(P<0.01)。

表4 不同禾本科草坪草種子發(fā)芽特性指標(biāo)間的相關(guān)性

注：“*”“**”分別表示在0.05、0.01水平差異顯著。

[5]魏永林，王玉環(huán). 不同氣象條件對(duì)冰草種子發(fā)芽及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 青海氣象，2002(2)：30-32.

[6]張文明，徐秀紅，姚大年，等. 砂引發(fā)對(duì)草坪草種子萌發(fā)及活力的影響[J]. 種子，2004，23(2)：14-16，20.

[7]孫吉雄. 面向2l世紀(jì)的中國(guó)草坪科學(xué)與草坪業(yè)[M]. 北京：林業(yè)大學(xué)出版社，1999：13-15.

[8]胡叔良. 發(fā)展草坪綠地關(guān)鍵問(wèn)題的探討[J]. 中國(guó)草地，1997(2)：68-71.

[9]彭 燕，張新全，周壽榮.草坪草利用及引種適應(yīng)性研究[J]. 草原與草坪，2004(4)：12-16.

[10]韓建國(guó)，錢(qián)俊芝，劉自學(xué).PEG滲調(diào)處理改善結(jié)縷草種子活力的研究[J]. 中國(guó)草地，2000(3)：22-28.

[11]師尚禮. 草坪草種子生產(chǎn)技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[12]顏啟傳. 種子學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001.

[13]Westoby M，Jurado E，Leishman M. Comparative evolutionary ecology of seed size[J]. Trends in Ecology & Evolution，1992，7(11)：368-372.

[14]Fenner M，Thompson K. The ecology of seeds[M]. Cambridge：Cambridge University Press，2005.

[15]Coomers D A，Grubb P J. Colonization tolerance competition and seed-size variation within functional groups[J]. Trends Ecol Evol，2003，18：283-291..

[16]王繼朋，王 賀，張福鎖，等. 打破結(jié)縷草種子休眠的方法研究[J]. 草業(yè)科學(xué)，2004，21(2)：25-29.

[17]劉振恒，徐秀麗，卜海燕，等. 青藏高原東部常見(jiàn)禾本科植物種子大小變異及其與萌發(fā)的關(guān)系[J]. 草業(yè)科學(xué)，2006，23(11)：53-57.

[18]Duble R L. Turfgrasses：their management and use in the southern zone[M]. 2nd ed. College Station，USA：Taxaa A&M Univ Press，1996.

[19]Burton G W. Shade studies on southern grasses[J]. Golf Coures Report，1982，30：28-32.

[20]Lee L. Turfgrass biotechnology[J]. Plant Science，1996，115：1-8.

10.15889/j.issn.1002-1302.2017.02.033

2016-01-15

2016年安徽省高校優(yōu)秀中青年骨干人才國(guó)內(nèi)外訪學(xué)研修重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：gxfxZD2016345)；2015年度安徽省高校自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(編號(hào)：KJ2015A423)。

江生泉(1982—)，男，江西婺源人，講師，碩士，專(zhuān)業(yè)方向?yàn)椴萜翰菖c園林觀賞植物。

程建峰，博士，教授，從事植物生理生態(tài)研究。E-mail：chjfkarl@163.com。

S688.401

A

1002-1302(2017)02-0115-03

江生泉，程建峰，姜自紅. 禾本科草坪草種子發(fā)芽特性的變異與相關(guān)性[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45(2)：115-118.