杨春霞，丁华平，许木果，赵志平

(云南省热带作物科学研究所，云南 景洪 666100)

豆科绿肥是一种养分完全的生物肥源，富含氮、磷、钾以及中微量元素，有机质含量丰富；每利用1000 kg绿肥，等于投入尿素11.39 kg，普钙3.56 kg，氯化钾8.68 kg[1]。同时豆科绿肥大多具有根瘤，能固定空气中游离的氮，增加土壤氮素营养，每年固氮量占全球生物固氮量的65 %以上[2]。农业部发布的化肥使用量零增长行动方案中，明确指出应充分利用冬闲田、果茶园推广种植绿肥。绿肥覆盖作为生态农业建设中一项重要的化肥减施增效技术，具有改良土壤、提升地力、防止水土流失、补充有机肥源、提高土地资源利用效率等优点，且管理粗放、见效快。卵叶山蚂蝗、距瓣豆、三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆作为优良的热带豆科绿肥，被广泛的应用于橡胶园、果园以及高速路边坡覆盖[3-6]。它们用途广泛，除具备覆盖、绿肥功能外，卵叶山蚂蝗、距瓣豆还可作为饲料[7-8]，三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆也是重要的水土保持植物。【研究意义】豆科绿肥种子普遍存在硬实现象，直播后出苗慢、杂草先于绿肥萌发，出苗不整齐、覆盖效果差，导致绿肥竞争不过杂草，增加管理成本，因此播种前需进行适当的预处理。【前人研究进展】高温烫种具有经济、简便、效果好等优点，是常用的硬实种子处理方法[9]。种子萌发生理是作物栽培研究中的一项重要内容[10-11]，针对卵叶山蚂蝗、距瓣豆、三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆的精准种子前处理方法，以及种子萌发特征的研究报道较少。【本研究的切入点】目前生产上对绿肥种子的处理温度和处理时长随意性大、效果差。【拟解决的关键问题】文章通过对4种绿肥种子进行不同温度、不同方式的处理研究，探索其发芽的最佳温度和处理方式，从而促进绿肥覆盖技术研究，提高土壤管理水平，实现化肥施用零增长。

1 材料与方法

1.1 材料

选取4种优良豆科绿肥为供试品种， 包括：卵叶山蚂蝗(DesmodiumovalifoliumWall)、距瓣豆(CentrosemapubescensBenth.)、三尖叶猪屎豆(CrotalaviaanagroidesH.B.K)、白花灰叶豆(TephrosiacandidaDC.)。

1.2 方法

2016年4-6月，用60、65、70、75、80、85、90 ℃的热水，分别对4种绿肥进行烫种处理，直至自然冷却，对照为常温水(25.3 ℃)，以确定绿肥发芽最佳处理温度。在各自最佳的热水温度下，分别对4种绿肥进行不同方式的处理，即自然冷却、直接倒掉、冷水骤冷。试验设44个处理，3次重复。

每重复随机选出100粒饱满种子，各处理加热水量为300 mL。室温下沙培，每天观察发芽情况(芽露出沙子)，直到不发芽为止。沙培塑料盘深度2 cm、直径13 cm，用沙将种子盖住。为保持湿度和防止种子霉变，每天喷水，且每周喷撒多菌灵溶液(800倍浓度)。培养期间室内温度平均29.4 ℃，最高31.5 ℃，最低27.1 ℃，室温监测采用RZD-21温照度计。

数据的统计分析采用SPSS19.0软件。发芽率(%)=发芽种子数/供试种子数×100；发芽势(%)=达到高峰期时发芽种子数/供试种子数×100；发芽指数(GI)= ∑Gt/Dt(Dt为发芽日数，Gt为发芽种子数)[12]。

2 结果与分析

2.1 不同处理温度对4种绿肥种子发芽势、发芽指数的影响

不同处理温度对4种绿肥种子发芽势、发芽指数的影响见表1。研究结果表明，卵叶山蚂蝗的发芽势随处理温度的提高一直上升，90 ℃处理的发芽势最高，为63.00 %，显著高于除70 ℃处理外的其他处理。距瓣豆、白花灰叶豆的发芽势随处理温度的提高先上升后下降，75 ℃处理的发芽势最高，分别为84.67 %、82.33 %。三尖叶猪屎豆的发芽势随处理温度的提高则呈下降趋势，60 ℃处理的发芽势最高，为79.67 %。与常温水相比，升高处理水温均显著提高了4种绿肥种子的发芽势。

卵叶山蚂蝗和白花灰叶豆90 ℃处理的发芽指数最高，分别为4.28、19.50；距瓣豆85 ℃处理的发芽指数最高，为27.55；三尖叶猪屎豆60 ℃处理的发芽指数最高，为44.56。与常温水相比，升高处理水温也不同程度的提高了4种绿肥种子的发芽指数。4种绿肥的发芽指数随处理温度的升高无明显变化规律，呈波浪型。

2.2 不同处理温度对4种绿肥种子萌发过程的影响

不同处理温度下4种绿肥的种子萌发过程见图1～4。卵叶山蚂蝗60、65 ℃处理培养后4 d开始发芽，其他处理及对照6 d后开始发芽；不同热水处理在培养10 d后发芽率快速上升，90、85、80、75 ℃处理培养16 d后发芽率趋于平稳，而70、65、60 ℃处理在培养21 d后发芽率才趋于平稳。对照在培养16 d后停止发芽，其他处理在培养25 d后停止发芽。距瓣豆培养1 d开始萌发，培养2 d后发芽率急剧上升，培养4 d后趋于平稳，培养7 d后发芽率基本稳定。三尖叶猪屎豆培养1 d后开始萌发，然后发芽率急剧上升，在培养4 d后停止发芽。白花灰叶豆培养1 d开始萌发，发芽率随培养时间延长先急剧上升后缓慢上升，培养14 d后趋于平稳，培养17 d后基本停止发芽。

表1 不同处理温度对绿肥种子发芽势、发芽指数的影响

注：同行不同字母表示差异显著(P<0.05)，下同。

Note: Different letters of the same row indicated a significant difference (P<0.05). The same as below.

图1 不同处理温度下卵叶山蚂蝗种子发芽过程Fig.1 Germination process of Desmodium ovalifolium Wall under different temperatures

图2 不同处理温度下距瓣豆种子发芽过程Fig.2 Germination process of Centrosema pubescens Benth under different temperatures

图3 不同处理温度下三尖叶猪屎豆种子发芽过程Fig.3 Germination process of Crotalavia anagroides H.B.K under different temperatures

图4 不同处理温度下白花灰叶豆种子发芽过程Fig.4 Germination process of Tephrosia candida DC under different temperatures

品种Varieties发芽情况Germination处理方式Treatingmethods自然冷却马上倒掉冷水骤冷卵叶山蚂蝗发芽势(%)49.67±2.52a13.00±4.36b9.00±1.73b距瓣豆80.00±0.00a67.00±3.61b60.33±5.51b三尖叶猪屎豆62.67±13.58a74.00±10.39a80.33±9.02a白花灰叶豆67.00±1.00a46.33±6.66b62.67±2.89a卵叶山蚂蝗发芽指数5.29±0.08a1.37±0.87a0.92±0.22a距瓣豆54.43±1.70a39.41±6.58b37.76±5.02b三尖叶猪屎豆57.20±3.17a63.16±10.65a70.21±7.58a白花灰叶豆18.92±2.47a13.96±3.10a18.80±3.13a

卵叶山蚂蟥的发芽速度由快到慢依次为90、70、85、65、80、75、60 ℃处理；距瓣豆的发芽速度，表现为85、75 ℃处理最快，其次是80、70 ℃处理，最后是90、60、65 ℃处理。三尖叶猪屎豆的发芽速度90 ℃处理低于其他处理，而其他不同温度处理之间相差不大；不同热水处理之间白花灰叶豆的发芽速度差异不大。与对照(常温水处理)相比，不同热水处理均明显加速了4种绿肥的发芽速度。

2.3 不同处理方式对4种绿肥种子发芽势、发芽指数的影响

不同处理方式对4种绿肥种子发芽势、发芽指数的影响见表2。卵叶山蚂蝗、距瓣豆2种绿肥的发芽势随着热水处理时间的缩短而下降，自然冷却处理的发芽势分别为49.67 %、80.00 %，显著高于马上倒掉和冷水骤冷处理。三尖叶猪屎豆的发芽势则随着热水处理时间的缩短而上升，自然冷却处理的发芽势低于马上倒掉和冷水骤冷处理，冷水骤冷处理的发芽势最高，为80.33 %。白花灰叶豆的发芽势马上倒掉处理最低，自然冷却处理的发芽势最高，为67.00 %。

图5 不同处理方式下卵叶山蚂蝗种子发芽过程Fig.5 Germination process of Desmodium ovalifolium Wall under different treating methods

卵叶山蚂蝗和距瓣豆的发芽指数随着热水处理时间的缩短而下降，自然冷却>马上倒掉>冷水骤冷，三尖叶猪屎豆的发芽指数则相反，随着热水处理时间的缩短而上升。白花灰叶豆的发芽指数随处理时间缩短先下降后升高，自然冷却处理最高，冷水骤冷处理次之，马上倒掉处理最低。发芽指数越大，种子的活力越强[21]。4种绿肥的发芽指数差异明显，三尖叶猪屎豆、距瓣豆的发芽指数相对较高，且三尖叶猪屎豆各处理均高于50，白花灰叶豆则低于20，卵叶山蚂蝗的发芽指数低于6。

2.4 不同处理方式对4种绿肥种子萌发过程的影响

不同处理方式下4种绿肥种子的萌发过程见图5～8。卵叶山蚂蝗培养6 d后开始萌发，马上倒掉、冷水骤冷处理的发芽率随培养时间延长缓慢上升，种子在培养16 d后停止发芽，而自然冷却处理的发芽率随培养时间延长急剧上升，种子的发芽一直持续到培养24 d。距瓣豆、三尖叶猪屎豆培养1 d后开始萌发，发芽率随培养时间延长急剧上升，3种处理方式下距瓣豆种子在培养7 d后基本停止发芽，三尖叶猪屎豆在培养4 d后停止发芽。白花灰叶豆培养1 d后也开始萌发，发芽率随培养时间延长先急剧上升后缓慢上升，3种处理方式下白花灰叶豆种子在培养16 d后才停止发芽。

图6 不同处理方式下距瓣豆种子发芽过程Fig.6 Germination process of Centrosema pubescens Benth under different treating methods

图7 不同处理方式下三尖叶猪屎豆种子发芽过程Fig.7 Germination process of Crotalavia anagroides H.B.K under different treating methods

卵叶山蚂蝗和距瓣豆的发芽速度随处理时间的延长而加快，自然冷却>马上倒掉>冷水骤冷，三尖叶猪屎豆的发芽速度则相反，随处理时间缩短而加快，白花灰叶豆的发芽速度则随处理时间缩短先减慢后加快，自然冷却处理最快，冷水骤冷处理次之，马上倒掉处理最慢。

3 讨 论

不同豆科种子，由于种皮机械强度、透气透水性、细胞层次和排列以及不透性物质沉积等不同，硬实程度不同[13-14]，从而导致所需的处理温度也不同。本试验研究结果表明，4种绿肥种子对处理水温变化的反应一致，与常温水相比，提高处理水温均加速了其发芽，提高了它们的发芽率。卵叶山蚂蝗的最佳发芽处理温度为90 ℃，距瓣豆、白花灰叶豆为75 ℃，三尖叶猪屎豆为60 ℃。豆科绿肥种子的处理方式也与种子大小、种皮厚度有关[15]。卵叶山蚂蝗和距瓣豆的最佳处理方式是加热水直至自然冷却，三尖叶猪屎豆为加热水搅拌后直接倒掉，白花灰叶豆为加热水搅拌倒掉再加冷水骤冷。这与前人的研究结果基本一致。刘迪发等得出白花灰叶豆80 ℃浸泡 5 min的发芽率和发芽势较高[16]。另据有关报道，距瓣豆种子的处理温度为70～80 ℃[17]。

卵叶山蚂蝗培养6 d后开始萌发，距瓣豆、三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆培养1 d后开始萌发。卵叶山蚂蝗种子的发芽过程呈S型，先平稳上升，后快速上升，然后再平稳上升直至不发芽。距瓣豆、三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆3种绿肥种子发芽过程都呈峰值型，先快速上升，然后平稳上升直至不发芽。三尖叶猪屎豆培养4 d后基本停止发芽，距瓣豆7 d后停止发芽，白花灰叶豆17 d后才停止发芽，卵叶山蚂蝗25 d后基本停止发芽。卵叶山蚂蝗出苗慢，持续时间长、出苗不整齐，且种子特别小(长2 mm，宽1.5 mm)，竞争不过杂草，可考虑育苗移栽。三尖叶猪屎豆和距瓣豆，种子活力强，7 d内全部出苗，与杂草的萌发周期基本一致，同时长势很快，播种后两个月就可基本覆盖地面，是很好的直播绿肥品种。白花灰叶豆播种时可适当增加用种量，也可以和距瓣豆等出苗快的绿肥混播[18]。

图8 不同处理方式下白花灰叶豆种子发芽过程Fig.8 Germination process of Tephrosia candida DC under different treating methods

卵叶山蚂蝗90 ℃处理的发芽率最高，为65.00 %；距瓣豆、白花灰叶豆75 ℃处理的发芽率最高，分别为88.33 %、84.67 %；三尖叶猪屎豆60 ℃处理的发芽率最高，为84.00 %。而加入最佳温度的热水并通过最佳的处理方式处理后，卵叶山蚂蝗的发芽率仅为59.50 %，距瓣豆为83.50 %，白花灰叶豆为67.50 %；三尖叶猪屎豆为81.50 %。可能是因为浸种时间不一致引起的。不同处理温度试验，烫种后浸泡8 h后沙培，而不同处理方式试验，烫种后采用的是自然冷却倒掉、直接倒掉、倒掉再加冷水骤冷后室温下沙培，浸种时间最长的也不超过1 h。此现象说明延长浸种时间会不同程度的促进绿肥的萌发，提高绿肥种子的发芽率，故今后在播种前，烫种后可适当延长浸种时间，以加速绿肥种子的萌发，从而促进绿肥在萌发前期与杂草的竞争力，提高绿肥的出苗率和整齐度。

4 结 论

卵叶山蚂蝗培养6 d后开始萌发，距瓣豆、三尖叶猪屎豆、白花灰叶豆培养1 d后开始萌发。三尖叶猪屎豆培养4 d后基本停止发芽，距瓣豆7 d后停止发芽，白花灰叶豆17 d后才停止发芽，卵叶山蚂蝗25 d后基本停止发芽。

与常温水相比，提高处理水温均显著促进了4种绿肥种子的发芽，卵叶山蚂蝗的最佳发芽温度为90 ℃，距瓣豆、白花灰叶豆为75 ℃，三尖叶猪屎豆为60 ℃。卵叶山蚂蝗和距瓣豆的最佳处理方式是加热水直至自然冷却，三尖叶猪屎豆为加热水搅拌后直接倒掉，白花灰叶豆为加热水搅拌倒掉再加冷水骤冷。

参考文献：

[1]胡西会,郑元红.毕节地区绿肥综合利用现状及发展对策[J].贵州畜牧兽医, 2003,27(6):42-43.

[2]陈文峰,陈文新.我国豆科植物根瘤菌资源多样性及应用基础研究[J].生物学通报, 2003,38(7):1-4.

[3]赵志平,杨丽萍,杨春霞.橡胶园覆盖绿肥综合开发利用价值研究[J].热带作物学报, 2012,33(12):2293-2299.

[4]陈永川,杨春霞,黎小清,等.不同管理方式橡胶林土壤有机碳动态及其与氮、磷关系[J].西南农业学报, 2015,28(4):1725-1730.

[5]杨春霞,赵志平,杨丽萍,等.不同覆盖绿肥养分特性及其对橡胶园土壤理化性质的影响[J].植物营养与肥料学报, 2012,18(2): 467-474.

[6]邓辅唐,喻正富,杨自全,等.山毛豆、木豆、猪屎豆在高速公路边坡生态恢复工程中的应用[J].中国水土保持, 2006(4):21-24

[7]白昌军,刘国道,何华玄,等.热研16号卵叶山蚂蝗选育与利用[J].草地学报, 2008,16(1): 39-44.

[8]黄梅芬,和占星,奎嘉祥,等.云南湿热地区距瓣豆的铜锌和锰营养[J].草业学报, 2008,17(5): 92-103.

[9]罗旭辉,詹 杰,陈义萍,等.浸种处理对闽引羽叶决明种子萌发的影响[J].草原与草坪, 2010,30(2): 47-49.

[10]Sachiko A, Izumi W. Seed dormancy / germination traits of seven Persicariaspecies and their implication in soil seed-bank strategy[J]. Ecol Res, 2000(15): 33-46.

[11]Jun R, Ling T. Effect of hydration-dehydration cycles on germination of seven Calligonum species[J]. J Arid Envir, 2003(55): 111-122.

[12]孙时轩.造林学[M].北京:中国林业出版社,1992.

[13]Bhattcharya A, Saha P K. Ultrastructure of seed coat and water uptake pattern of seeds during germination in Cassia sp[J]. Seed Sci. Technol., 1990,18:97-103.

[14]Baskin C C, Baskin J M. Seeds, ecology, biogeography, and evolution of dormancy and germination[M]. San Diego: Academic Press, 1998.

[15]杨期和,尹小娟,叶万辉.硬实种子休眠的机制和解除方法[J].植物学通报, 2006,23(1):108-118.

[16]刘迪发,张如莲,高 玲,等.灰叶豆种子硬实及萌发特性研究[J].热带农业科学, 2013,33(4):1-4.

[17]中国热带农业科学院,华南热带农业大学.中国热带作物栽培学[M].北京:中国农业出版社,1998.

[18]杨春霞,赵志平,陈永川,等.不同热水处理方式对橡胶园覆盖绿肥种子萌发的影响[J].中国土壤与肥料,2017(4):161-166.