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(1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院, 長春 130118; 2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所, 北京 100193;3.吉林省蛟河市松江農(nóng)業(yè)站, 吉林 蛟河 132513)
茼蒿(ChrysanthemumcoronariumL.),菊科茼蒿屬植物,是一種常見的一年生或二年生草本植物,在我國各地均有栽培[1]。茼蒿栽培已有1 000多年的歷史,其名始見于唐代名醫(yī)孫思邈所撰的《千金·食治》[2]?;瘜W(xué)成分研究表明,茼蒿中主要活性成分為黃酮類和酚酸類,黃酮類化合物是廣泛存在于菊科植物中的次級代謝產(chǎn)物,具有多種生物活性,尤其是具有植物化感作用,在多種作物、瓜果等種植中具有廣泛的應(yīng)用[3]。溫度對作物種子萌發(fā)和生長均有顯著影響,但關(guān)于茼蒿溫度需求尚缺乏系統(tǒng)性研究,本試驗對茼蒿種子萌發(fā)的最適溫度以及光照強度進行了研究,以期為茼蒿生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
供試品種分別是大葉茼蒿和小葉茼蒿2個品種。試驗前將種子浸泡在4%的高錳酸鉀溶液里消毒6 min,然后清水洗凈,以供試驗。
1.2.1 溫度對茼蒿種子發(fā)芽的影響
設(shè)置溫度5,10,15,20,25,30 ℃,每種溫度3次重復(fù),每次重復(fù)100粒種子,采用培養(yǎng)皿紙床發(fā)芽法,培養(yǎng)皿直徑10 cm,內(nèi)鋪3層濾紙,將培養(yǎng)皿內(nèi)的濾紙用蒸餾水浸濕,種子均勻撒播在濾紙上,然后置于恒溫培養(yǎng)箱催芽。每天定時定量澆水,每天觀察并記錄發(fā)芽情況,當(dāng)胚根突破種皮,能正常生長成幼苗則記為發(fā)芽種子,培養(yǎng)10 d[4]。
1.2.2 光照強度對茼蒿種子發(fā)芽的影響
在光照培養(yǎng)箱內(nèi),利用市售黑色地膜不同的覆蓋層數(shù)調(diào)節(jié)光照強度,共設(shè)置5個處理,分別為覆蓋1層、覆蓋2層、覆蓋3層、不覆蓋,以完全黑暗為對照,每處理設(shè)置3次重復(fù),在溫度、濕度條件相同的情況下,采用培養(yǎng)皿培養(yǎng)10 d[5],方法同1.2.1。光照強度采用TES-1332 A型數(shù)字式照度計進行測定。
發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)計算方法如下:
發(fā)芽率(%)=10 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt。
式中:Gt為在第t天種子的發(fā)芽數(shù),Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[6]。
數(shù)據(jù)計算使用Excel 2007進行計算,以DPS 7.05軟件進行數(shù)據(jù)方差分析和Duncan新復(fù)極差法分析各處理間的差異顯著性。
從表1可以看出,在本試驗設(shè)定的溫度范圍內(nèi),小葉茼蒿和大葉茼蒿種子的起始發(fā)芽時間均表現(xiàn)為隨著溫度的升高而降低的趨勢,在5 ℃時,小葉茼蒿種子起始發(fā)芽時間為3 d,大葉茼蒿種子起始發(fā)芽時間為2 d,在10 ℃時,2種茼蒿種子均在第2天開始發(fā)芽,在15~30 ℃范圍內(nèi),2種茼蒿種子的起始發(fā)芽時間降幅不明顯,均在第1天開始萌發(fā)。
圖1 溫度對2種茼蒿種子累積發(fā)芽率的影響
2種茼蒿種子的起始發(fā)芽時間存在差異,在5 ℃時,大葉茼蒿種子起始發(fā)芽時間為2 d,較小葉茼蒿種子早1 d,其他幾個溫度處理的起始發(fā)芽時間則相同。
由圖1可知,在5 ℃處理條件下,小葉茼蒿種子第3天開始發(fā)芽,在10 ℃處理條件下,種子第2天開始發(fā)芽,在其他溫度處理條件下,均在第1天開始發(fā)芽,并且隨著發(fā)芽天數(shù)的增加,種子發(fā)芽的數(shù)量不斷升高,并在第9天時達到峰值,在20~25 ℃處理條件下,小葉茼蒿種子的累積發(fā)芽率明顯高于其他處理,而20 ℃和25 ℃處理的累積發(fā)芽率則不存在顯著的差異,5 ℃處理的累積發(fā)芽率明顯小于其他溫度處理。
表1 溫度對茼蒿種子起始發(fā)芽時間的影響
處理溫度(℃)起始發(fā)芽天數(shù)(d)小葉茼蒿大葉茼蒿53210221511201125113011
在5 ℃條件下,大葉茼蒿種子在第2天開始發(fā)芽,在其他處理溫度下,均在第1天開始發(fā)芽,并且隨著發(fā)芽天數(shù)的增加,累積發(fā)芽率也在不斷升高,在第9天時,基本達到峰值,而在20~25 ℃處理條件下,在第8天時,累積發(fā)芽率已接近峰值。在20~25 ℃范圍內(nèi),大葉茼蒿的累積發(fā)芽率明顯高于其它處理,20 ℃和25 ℃處理的累積發(fā)芽率的差異較小,25 ℃處理的累積發(fā)芽率略高于20 ℃處理,但二者間不存在顯著的差異,大葉茼蒿5 ℃處理的累積發(fā)芽率明顯小于其他處理。
綜上所述,在5~30 ℃范圍內(nèi),2種茼蒿種子的累積發(fā)芽率均呈隨著溫度升高而升高、達到峰值后再降低的趨勢,小葉茼蒿的峰值出現(xiàn)在20~25 ℃范圍內(nèi),而大葉茼蒿則出現(xiàn)在25 ℃。小葉茼蒿和大葉茼蒿5 ℃處理的累積發(fā)芽率均顯著小于其它處理。
由表2可以看出,在20~25 ℃的條件下,小葉茼蒿的發(fā)芽指數(shù)均達到85以上,極顯著高于其他溫度條件下的發(fā)芽指數(shù),25 ℃處理的發(fā)芽指數(shù)達到89.86,略高于20 ℃處理,但二者間差異不顯著;在15 ℃的條件下,小葉茼蒿的發(fā)芽指數(shù)為50.97,顯著高于10 ℃和30 ℃條件下的發(fā)芽指數(shù),30 ℃處理的發(fā)芽指數(shù)為46.69,高于10 ℃處理的32.76,但二者間未達到顯著差異水平。5 ℃處理的發(fā)芽指數(shù)僅為15.67,極顯著低于其他處理。
表2 溫度對茼蒿種子發(fā)芽指數(shù)的影響
處理溫度(℃)發(fā)芽指數(shù)小葉茼蒿大葉茼蒿515.67dD32.62dC1032.76cBC41.90cC1550.97bB68.54bB2085.46aA99.75aA2589.86aA108.42aA3046.69cBC68.97bB
在20,25 ℃的條件下,大葉茼蒿的發(fā)芽指數(shù)最高,均達到95以上,極顯著高于其他溫度條件下的發(fā)芽指數(shù),25 ℃處理的發(fā)芽指數(shù)最高,達到了108.42,略高于20 ℃處理,但二者間差異不顯著;15 ℃和30 ℃的發(fā)芽指數(shù)差異未達到顯著水平,極顯著高于5 ℃和10 ℃時的水平;在10 ℃條件下,大葉茼蒿的發(fā)芽指數(shù)顯著高于5 ℃時的水平。
綜上所述,在5~30 ℃范圍內(nèi),小葉茼蒿和大葉茼蒿發(fā)芽指數(shù)變化趨勢與累積發(fā)芽率相似,也表現(xiàn)出先隨著溫度的升高而升高,達到峰值后再降低的趨勢。在25 ℃條件下,小葉茼蒿和大葉茼蒿的發(fā)芽指數(shù)均高于其他處理,與20 ℃處理間差異不顯著,極顯著地高于其他處理。而在5~10 ℃范圍內(nèi),2種茼蒿種子的發(fā)芽指數(shù)均較低。
表5 光照對2種茼蒿種子發(fā)芽率的影響
處理小葉茼蒿發(fā)芽率(%)胚根生長狀態(tài)大葉茼蒿發(fā)芽率(%)胚根生長狀態(tài)覆蓋1層90.06aA胚根粗壯,根毛茂盛86.23aA胚根粗壯,根毛茂盛覆蓋2層88.68aA胚根粗壯,根毛茂盛89.20aA胚根粗壯,根毛茂盛覆蓋3層90.16aA胚根細弱,根毛少90.02aA胚根細弱,根毛少不覆蓋86.14aA培根粗壯,根毛茂盛91.04aA胚根粗壯,根毛茂盛完全黑暗85.80aA胚根細弱,根毛少88.76aA胚根細弱,根毛少
由表3可知,小葉茼蒿種子在5~30 ℃范圍內(nèi)均能發(fā)芽;在20 ℃和25 ℃條件下,小葉茼蒿種子發(fā)芽率都很高,均在80%以上,二者間不存在顯著性差異,并且,都極顯著高于其他溫度處理下的發(fā)芽率;在15 ℃時,小葉茼蒿種子的發(fā)芽率與30 ℃時的種子發(fā)芽率具有顯著性差異,但未達到極顯著水平,在10 ℃處理時,小葉茼蒿種子與30 ℃處理的發(fā)芽率差異不顯著,二者的發(fā)芽率均低于50%,與5 ℃處理的發(fā)芽率有顯著性差異;15 ℃處理的發(fā)芽率達到55.76%,雖高于5,10,30 ℃ 3個溫度處理,但是發(fā)芽率仍較低。
表3 溫度對茼蒿種子發(fā)芽率的影響
溫度(℃)小葉茼蒿發(fā)芽率(%)差異顯著性0.050.01大葉茼蒿發(fā)芽率(%)差異顯著性0.050.01529.11dD45.05eC1039.64cCD52.40dC1555.76bB71.21bB2084.90aA93.04aA2586.33aA93.22aA3045.74cBC64.80cB
表4 覆蓋地膜后光照培養(yǎng)箱內(nèi)光照強度
處理(黑色地膜覆蓋層數(shù))光照強度(lx)02763.33121.1720.3330
由表5可知,不同光照強度對2種茼蒿種子的發(fā)芽率基本沒有影響,但是光照強度會對種子胚根的生長有影響,即會影響種子幼苗的質(zhì)量。
大葉茼蒿種子在5~30 ℃之間均能發(fā)芽;在20,25 ℃條件下,大葉茼蒿種子發(fā)芽率都很高,均在90%以上,二者間不存在顯著性差異,并且,均極顯著高于其他溫度處理;在5,10,15,30 ℃時,每種溫度處理下的大葉茼蒿種子發(fā)芽率均存在顯著性差異,并且在5 ℃和10 ℃時,大葉茼蒿種子的發(fā)芽率都極顯著低于15,30 ℃處理的發(fā)芽率。
小葉茼蒿種子在5~30 ℃之間均能發(fā)芽,在5,10 ℃時,種子發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率和累積發(fā)芽率等指標均較低,說明較低溫度對小葉茼蒿種子的萌發(fā)產(chǎn)生了抑制作用。在10 ℃處理時,小葉茼蒿種子與30 ℃處理的發(fā)芽率差異不顯著,二者的發(fā)芽率均低于50%,與5 ℃處理的發(fā)芽率雖有顯著性差異,但在生產(chǎn)上沒有實際意義;15 ℃處理的發(fā)芽率達到55.76%,雖高于5,10,30 ℃ 3個溫度處理,但是發(fā)芽率仍較低,說明過高和過低溫度均不利于小葉茼蒿種子發(fā)芽;在20~25 ℃之間,小葉茼蒿種子發(fā)芽指數(shù)差異沒有達到顯著水平,所以,20~25 ℃為小葉茼蒿種子發(fā)芽的最適溫度。
大葉茼蒿種子在5~30 ℃之間均能發(fā)芽,在5,10 ℃時,大葉茼蒿種子發(fā)芽指數(shù)極顯著低于其他處理溫度下的發(fā)芽指數(shù),且累積發(fā)芽率和發(fā)芽率等指標也低于其他處理,嚴重影響了種子的萌發(fā);在20~25 ℃之間,大葉茼蒿種子發(fā)芽指數(shù)、累積發(fā)芽率和發(fā)芽率等指標差異沒有達到顯著水平,因此,大葉茼蒿種子發(fā)芽的最適溫度為20~25 ℃。這與王慧春等[7]的研究結(jié)果相一致。
袁春愛等研究結(jié)果表明:茼蒿種子能夠萌發(fā)的溫度范圍為13~30 ℃,最適萌發(fā)溫度為25 ℃,冷凍處理對種子萌發(fā)率影響不大,只是明顯提高了種子的發(fā)芽指數(shù),其中10 ℃處理4 d提高種子的發(fā)芽指數(shù)最大[9]。袁春愛等的試驗,最低溫度為13 ℃,而本試驗設(shè)定的最低溫度為5 ℃,因而,所得出的茼蒿種子發(fā)芽溫度范圍存在差異。本試驗結(jié)果表明:2種茼蒿種子在5 ℃的條件下也可以發(fā)芽,只是發(fā)芽率低、發(fā)芽速度緩慢,但由于發(fā)芽率過低,在生產(chǎn)實踐中沒有實用價值。
本試驗中,在相同條件下,大葉茼蒿種子發(fā)芽率及其他指標普遍高于小葉茼蒿種子,這可能與種子本身質(zhì)量有關(guān)。
在本試驗中,在5 ℃條件下,小葉茼蒿種子起始發(fā)芽時間為3 d,大葉茼蒿種子的起始發(fā)芽時間為2 d,而其他溫度條件下2種茼蒿種子的起始發(fā)芽時間不存在差異。對于5 ℃條件下,2種茼蒿種子起始發(fā)芽時間差異是由于品種類型導(dǎo)致的,還是由于種子質(zhì)量差異造成的,還有待于進一步研究。不同的光照強度對種子的發(fā)芽率沒有明顯的影響,但是會對茼蒿種子的幼苗質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。
試驗結(jié)果表明,在5~30 ℃之間,2種茼蒿種子均可發(fā)芽,20~25 ℃條件下,發(fā)芽速度快,發(fā)芽率高,15,30 ℃的條件下,種子發(fā)芽率顯著低于20~25 ℃時的水平,但是極顯著高于5~10 ℃處理下的茼蒿種子發(fā)芽率。光照強度對茼蒿種子的發(fā)芽率影響不大,但是會影響茼蒿幼苗的質(zhì)量,當(dāng)光照充足時,茼蒿幼苗的胚根長勢強壯,根毛茂盛;當(dāng)光照強度變?nèi)鯐r,茼蒿幼苗的胚根也會隨之變?nèi)?,根毛稀少?/p>
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