低温处理对新疆黑果枸杞种子出苗的影响

2024-05-17孟庆峰岳增辉田北京王振学米真如刘洪冲任丽华高秋美韩加坤

安徽农业科学 2024年9期

孟庆峰岳增辉田北京王振学米真如刘洪冲任丽华高秋美韩加坤

摘要［目的］通过低温和高温2种温度环境对新疆黑果枸杞种子共同作用，对种子发芽率、启动日、发芽指数、发芽势进行研究，为其工厂化育苗提供数据支持。［方法］种子在5 ℃环境处理0～20 d，放入10～40 ℃温度环境测定种子发芽率等指标。［结果］低温处理①种子在T3环境发芽率最高65.0%，比常温种子高77.8%；低温处理③种子在T4环境启动速度最快，需要4 d，比常温种子快0.8 d，发芽指数也最高5.1，比常温种子高73%；低温处理④种子在T4环境发芽势最高24%，比常温种子高33.3%；低温处理③、④种子在T1低温环境可以打破种子休眠。［结论］种子低温处理后在较高的温度环境，可以打破种子休眠，显著提高黑果枸杞种子发芽率、启动速度、发芽势、发芽指数。

关键词新疆黑果枸杞；低温处理；发芽率；有效积温

中图分类号 S567.1+9 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）09-0030-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.09.008

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effect of Low Temperature Treatment on Seed Emergence of Lycium dasystemum Pojark.

MENG Qing-feng1，YUE Zeng-hui1，TIAN Bei-jing2 et al

（1.Jining Academy of Agricultural Sciences， Jining，Shandong 272031;2.Institute of Cash Crops， Shandong Academy of Agricultural Sciences， Jinan，Shandong 250100）

Abstract ［Objective］ The effects of low temperature and high temperature on Lycium dasystemum Pojark.seeds were studied to provide data support for factory seedling cultivation.［Method］ The seeds were treated at 5 ℃ for 0-20 days， and the germination rate was measured at 10-40 ℃.［Result］The germination rate of seeds treated at low temperature ①was 65.0% in T3 environment， 77.8% higher than that of seeds treated at normal temperature.The seeds under low temperature ③treatment had the fastest start-up speed in T4 environment， which took 4 days， 0.8 days faster than normal temperature seeds， and the highest germination index was 5.1， 73% higher than normal temperature seeds.The germination potential of seeds treated at low temperature ④ was up to 24% in T4 environment， 33.3% higher than that at normal temperature.Low temperature treatment ③，④ seeds can break seed dormancy at low temperature T1.［Conclusion］ After low temperature treatment， seed dormancy could be broken and germination rate， start-up rate， germination potential and germination index of Xinjiang Lycium barbarum seeds could be significantly improved.

Key words Lycium dasystemum Pojark.；Low temperature treatment；Germination rate；Effective accumulated temperature

基金項目山东省现代农业产业技术体系中草药体系项目（SDAIT-20）。

作者简介孟庆峰（1979—），男，山东济宁人，高级农艺师，从事园艺作物育种与栽培研究。*通信作者，助理研究员，博士，从事中药材栽培与生理研究。

收稿日期 2023-05-17

新疆黑果枸杞（Lycium dasystemum Pojark.）为茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium）多年生落叶灌木，原变种，主要分布于新疆西部、甘肃、青海和中亚等海拔1 200～2 700 m的山坡、沙滩或绿洲［1］。新疆枸杞味甘、性平、清心热，藏医用于治疗心热病、心脏病、月经不调、停经等症状，被收载于《四部医典》《晶珠本草》等藏医药经典著作中［2-4］。维吾尔医生常用黑果枸杞果实及根皮治疗尿道结石、月经不调、癣疥、齿龈出血等病症，民间用作滋补强壮、明目及降压药［5］。果实除富含花色苷，还含有一定量的人体必需脂肪酸，生物碱，多酚类，蛋白质，维生素 B1、B2和 Vc，并含有18种人体必需的氨基酸，枸杞中维生素B1、B2浓度分别为25.8、19.3 mg/kg，均高于红枸杞，具有较高营养价值［6-8］。

种子成熟期间的温度是影响种子活力的重要因素，易受海拔、气候、温度的影响，种子质量差异大，种壳障碍、种内萌发抑制物以及胚的生理不成熟等因素也会影响其发芽，不同产区种子质量差异较大［9-11］。新疆黑果枸杞种子小，直径1.5～2.0 mm，生产中常通过高温加热或25 ℃温度保湿环境下催芽，或以生长调节剂处理，提高黑果枸杞的发芽率［12-14］。笔者采用低温处理和不同温度环境共同作用，对种子发芽率、启动日、发芽指数、发芽势相关因素研究，为工厂化育苗提供数据支持。该方法简单成本低，同时减少中间环节对种子出苗的影响，具有可推广性。

1 材料与方法

1.1 试验材料供试种子收集于新疆库尔勒市，千粒重0.85 g。

1.2 试验方法

设置低温处理种子和不同温度环境种植2个环节。低温处理种子，将待试验的种子用湿毛巾包裹，放入恒温箱5 ℃左右环境中保存，每5 d放入1批次种子，分别标记为处理④、处理③、处理②、处理①、CK；种子种植环境包括10～15、15～20、20～25、25～30、30～35、35～40 ℃ 6个温度，分别标记为T1、T2、T3、T4、T5、T6，保持基质湿度30%以上，记录种子发芽情况。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 發芽率。

发芽试验的终期，在规定的日期内全部正常发芽种子数占供试种子的百分率，即发芽率= 正常发芽种子个数/供试种子总数×100%。

1.3.2 发芽势。

发芽试验的初期，7 d正常发芽种子数占供试种子数的百分率，即发芽势= 萌发达到高峰时的发芽种子总数/供试种子总数×100%。

1.3.3 发芽指数。发芽指数是指种子在失去发芽力之前已发生劣变的数量，即发芽指数（GI）= ∑（每天发芽种子数/发芽日数）。

1.3.4 种子发育起点温度。

发育起点温度（ ℃）= （N2相应的发育历期×T2温度-N1相应的发育历期×T1温度）/（N2相应的发育历期-N1相应的发育历期）。经计算可知，新疆枸杞在平均温度15.83 ℃环境下萌芽需要6 d，在平均温度11.34 ℃环境下萌芽需要14 d，经计算其发育起点温度为 7.98 ℃。

1.3.5 有效积温。

有效积温是指对植物生长发育起有效作用的高出的温度，植物在整个生育期内的有效温度总和，即有效积温（℃）=发育历期×（发育期的平均温度-发育起点温度）。

1.4 数据处理与分析

试验数据采用SPSS软件进行整理与统计分析，GraphPad Prism进行图形编辑，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 低温处理对黑果枸杞种子发芽率的影响

由图1可知，温度处理后种子发芽率随着温度升高先升高再降低，呈抛物线状。不同温度处理种子平均发芽率依次为T3>T4>T5>T2>T1>T6，在T3环境平均发芽率最高为53.3%，比T1处理高40倍，低温处理①、②及常温对照在T1环境、温度处理②、③、④在T6环境均未发芽，由此可知，T3温度更适宜种子发芽；温度处理种子，在6种环境平均发芽率依次为处理③>处理④>处理①>处理②>常温对照，处理③时平均最高为31.7%，比常温对照提高了33.6%～69.6%。由此可知，低温处理可以显著提升种子发芽率。

2.2 低温处理对黑果枸杞种子启动速度的影响

由图2可知，温度处理后种子启动速度随着温度升高启动时间越短，启动速度越快。不同温度环境中，温度处理种子平均启动速度依次为T6>T4>T5>T2>T3>T1，T6环境中，平均启动日最短3.4 d，但低温处理②、③、④种子在此环境未启动，T4环境平均启动日4.4 d，各温度处理种子均启动发芽，比其他温度环境提前了68.0%～260%，因此T4温度更利于种子提早发芽；温度处理种子，在6种环境平均启动速度依次为处理④>处理③>处理②>常温对照，低温处理时间越长启动日期越短，低温处理④种子启动速度最快，平均7.15 d，比其他快4.2%～45.4%，由此可知，低温处理有利于种子更早发芽。

2.3 低温处理对黑果枸杞种子发芽势的影响

由图3可知，温度处理后种子发芽势随着温度升高先升高再降低，呈抛物线状。不同温度环境中，温度处理种子平均发芽势依次为T4>T3>T5>T2>T6>T1，T4环境中平均发芽势最高为21.4%，比T1处理发芽势高15倍，T1环境中各处理种子均未发芽，发芽势为0，由此可知，T4温度环境可使种子出苗快、出苗整齐；温度处理种子，在6种环境平均发芽势大小依次为处理④>处理②>处理③>常温对照，低温处理时间越长发芽势越高，低温处理④时种子平均发芽势最高9.3%，比其他处理发芽势高20.0%～160.0%，由此可知，低温处理有利于种子快速发芽。

2.4 低温处理对黑果枸杞种子发芽指数的影响

由图4可知，温度处理后种子发芽指数随着温度升高先升高再降低，呈抛物线状。同温度环境中，温度处理种子平均发芽势依次

为T4>T3>T5>T2>T1>T6，T4环境中发芽指数最高为3.7，比

T1处理发芽指数高22倍，由此可知，T4温度环境种子的活力更高；温度处理种子，在6种环境平均发芽势大小

依次为处理③>处理④>处理②>处理①>常温对照，低温处理③时种子平均发芽指数最高2.1，比其他处理高76.9%～90.9%。由此可知，低温处理有利于保持种子活力。

2.5 2次改变温度环境对黑果枸杞出苗的影响

由图5可知，未发芽的种子由T1、T6温度环境分别放入T3、T4环境，种子均打破休眠发芽。T3环境中，处理①、②和常温对照发芽率比T1环境明显提高，提高了6.6%～30.0%，但均低于T3同环境1次变温对照；T4环境2次变温种子比T6环境发芽率提高了12.8%～43.3%，但均低于T4同环境1次变温对照。由此可知，2种极端温度环境未发芽的种子，在适宜温度环境可以解除种子休眠，但会降低种子质量，进而影响种子发芽率，温度环境是影响种子发芽率的主要因素之一。

2.6 不同温度环境种子发芽率、启动日、发芽势、发芽指数的相关性分析

从表1可以看出，种子种植天数因素相关系数差异显著，低温处理种子时间越长，发芽率相关性越高。低

温处理①、②、③、④种子种植天数呈中度相关，常温对照种

子呈低度相关，因此，对种植天数包含因素有效积温、日均

最低温度、日均最高温度进一步分析。有效积温相关系数随

着低温处理时间的增加先升后降，呈抛物线状，处理②影响最大为0.929，此时日均最低温度、最高温度相关系数也最大，分别为0.629、0.485。

从表2可以看出，影响发芽率主要构成因素大小依次为有效积温>最低温度>最高温度>低温处理时间，其中有效积温为高度相关，与日均最低温度中度相关，与日均最高温度、低温处理时间低度相关，有效积温是影响发芽率主要因素之一；种子启动日和日均最低温度、日均最高温度均中度负相关，与有效积温低度正相关，相关系数依次为日均最低温度>日均最高温度>有效积温；种子发芽势与日均最低温度、有效

积温、低温处理时间低度相关，相关系数依次为日均最低温

度>有效积温>低温处理时间；种子发芽指数与有效积温、日均最低温度中度相关，与低温处理时间低度相关，相关系数依次为有效积温>日均最低温度>低温处理时间>日均最高温度。

2.7 不同温度环境黑果枸杞出芽率与构成因素间的多元回归分析

试验含有种子低温处理时间和发芽温度环境2个自变量，由多個自变量的最优组合共同来预测因变量更符合实际。通过逐步回归分析从所有可供选择的自变量中逐步地加入或剔除某个自变量，直到建立最优回归方程模型。经检测，调整R2为0.744，Sig.值<0.05差异显著，Durbin-Watson（u）值为1.562，在接受范围，数据可用。由表3可知，有效积温、日均最低温度、日均最高温度及常量Sig.值均小于0.05，差异显著，VIF值均小于5，在可接受范围，因此该模型为最优模型。以发芽率（y）为因变量，以有效积温（X1）、日均最低温度（X2）、日均最高温度（X3）、低温处理时间（X4）为自变量，建立最优线性回归方程，即y=-6.976+0.107X1-1.018X2+0.664X3+0.761X4。

3 讨论

发芽率是衡量种子质量的重要指标，影响种子发芽的外界环境因素如温度、水分、氧气、光照、土壤酸碱度等，且在不同环境因素作用下，同种植物种子的萌发特性会表现出较大差别［15-16］。该研究结果表明，适宜的温度环境可显著提高种子的发芽率，在T3环境平均温度22.92 ℃时，各处理发芽率较高，其次为T4环境平均温度29.97 ℃；对种子低温处理5～20 d，与常温对照相比，可显著提高种子发芽率；未发芽的种子，再次放入T3、T4温度环境，种子可以发芽，且发芽率高于原温度环境。种子低温处理后放入相对高的温度环境，相当于在高温环境打破种子休眠的过程，常温下种子需要较高的温度打破休眠，低温处理后，常温环境可打破种子的休眠［17-18］。

影响种子萌发的内部因素有种子的完好性、种子是否处于休眠期、种壳障碍、种内萌发抑制物以及胚的生理不成熟［10，19-20］。该试验外，还进行了当年种子和越冬后发芽率对比试验，同样处理和温度环境中，当年采收种子发芽率高于半年越冬后发芽率，说明长时间的不当保存会降低种子质量，进而影响种子的发芽率［21］。该研究中，经过2次改变温度环境后，发芽率虽然比原环境中高，但低于相同环境对比水平，说明2次变温同时降低了种子的质量。

发芽势是反映种子质量的主要指标之一。发芽势高的种子，种子生命力强。该试验中，所有处理种子发芽势、发芽指数在T4环境中相对最高，启动日在T4环境中下相对更早。种子在失去发芽力之前，是否已发生了劣变，可从发芽势或发芽指数反映出来，故二者比发芽率更能灵敏地表现种子活力，因此，认为T4环境是枸杞育苗的最佳环境，其次为T3环境。

4 结论

种子低温处理后放入高的温度环境，可以打破种子休眠，显著提高新疆黑果枸杞种子发芽率、发芽速度、发芽势、发芽指数。低温处理①种子在T3环境发芽率最高65.0%，比常温对照种子高77.8%；低温处理③种子在T4环境启动速度最快，需要4 d，比常温对照种子快0.8 d，发芽指数也最高5.1，比常温对照种子高73%；低温处理④种子在T4环境发芽势最高24%，比常温对照种子高33.3%；低温处理③、④种子在T1低温环境可以打破种子休眠。低温处理技术的应用对简化新疆枸杞育苗过程、提升工厂化育苗水平具有重要促进作用。

参考文献

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