芒种子于2014年12月采自于湖南农业大学芒属植物种质资源圃。将收获的种子带回实验室自然风干, 脱粒后清选籽粒饱满的种子供试。

每个处理设3个重复, 每重复50粒种子。温度、光照试验用培养皿滤纸上培养, 土壤水分和播深试验在沙中培养, 试验条件由人工气候培养箱控制。

1.2.1 温度和光照设置 设置6个温度水平, 分别为10、15、20、25、30和35 ℃, 种子均匀置于铺有两层湿润滤纸、直径50 mm的培养皿中, 每天补充0.5 mL蒸馏水, 以保持滤纸湿润, 12 h/12 h明暗处理, 光照强度为8 000 xl。

光照时间设置5个明/暗处理, 分别为24 h/0 h、18 h/6 h、12 h/12 h、6 h/18 h和0 h/24 h, 光照强度8 000 xl, 温度25 ℃。

1.2.2 土壤水分含量设置 将过筛后高温消毒的沙, 加入蒸馏水, 使沙中含水量分别为5%、10%、15%、20%和25%。种子均匀置于50 mm培养皿底部, 将处理后的沙以0.5 cm覆盖厚度铺置于种子上。将培养皿置于人工气候箱中, 光照强度8 000 xl, 温度25 ℃。培养期间每天称量, 补充因蒸发而丧失的水分, 使之保持恒定水分含量。具体方法参照参考文献[10]。

1.2.3 播种深度设置 在培养盒内盛入过筛高温消毒的沙, 用蒸馏水保持沙湿润。将芒种子以0、3、5、10、15和20 mm的深度点播。光照强度8 000 xl, 温度25 ℃。培养期间, 每天称量培养盒的质量, 补充蒸发的水分。具体方法参照参考文献[11]。

种子萌发以胚根生长至种长一半为标准, 逐日统计种子萌发数, 直到种子不再萌发。计算萌发率、萌发指数和活力指数。

萌发率=n/N× 100%;

萌发指数=∑ G_t/D_t;

活力指数=GI× S。

式中:n为种子萌发的数量, N为供试种子数量, G_t为在第t天当天的萌发数, D_t为相应的萌发天数, S为幼苗平均长度^[12]。胚芽、胚根生长量测定:待试验结束后每个重复随机抽取3株幼苗, 用游标卡尺测量胚芽和胚根的长度, 精确到0.01 mm。

处理后, 每天观察出苗数, 直到无出苗为止。

出苗率=m/M× 100%.

式中:m为出苗数, M为供试种子数^[13]。幼苗高和幼根长测量与胚芽和胚根方法一致。

采用SPSS 21.0软件对所测数据统计分析, 用平均值和标准误表示测定结果。分别对不同测量指标在不同处理间进行单因素方差分析, 用Tukey法对测量数据多重比较。

萌发率、萌发指数、活力指数、胚根长和胚芽长随温度升高, 均先增加后减少(表1)。在10 ℃低温下无法萌发。在35 ℃高温下, 与25 ℃相比, 虽然萌发率无显著降低(P> 0.05), 但是幼苗的胚芽和胚根的生长受到显著(P< 0.05)抑制。25 ℃和30 ℃下胚芽和胚根长无显著差异。综合结果表明, 25 ℃条件下, 芒种子萌发率(98.67)最高, 胚芽长(38.93)和胚根长(20.56)最长, 有利于芒种子萌发及幼苗生长。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 温度对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 1 Seed germination and seedling grooth in M. sinensis under different temperatures 项目Item 10 ℃ 15 ℃ 20 ℃ 25 ℃ 30 ℃ 35 ℃ 萌发率Germination rate/% 0.00c 53.33± 11.54b 60.67± 20.03b 98.67± 2.31a 94.67± 6.10a 92.00± 5.26a 萌发指数Germination index 0.00d 8.73± 1.15c 6.05± 1.53c 24.05± 0.21b 32.89± 1.06a 27.81± 0.23b 活力指数Vigor index 0.00d 13.61± 1.80cd 20.87± 9.13c 143.36± 2.21a 156.89± 8.76a 96.49± 1.36b 胚芽长Embryo length/mm 0.00e 11.06± 4.14d 26.61± 0.26bc 38.93± 5.09a 32.09± 6.98ab 21.51± 2.46c 胚根长Radicle length/mm 0.00e 4.56± 2.37de 7.94± 4.64cd 20.56± 5.40a 15.60± 4.70ab 13.19± 5.52bc Note: Different lower case letters within same row were significant difference at 0.05 level.The same below. 注:同行不同小写字母表示差异显著(P< 0.05), 下同。

表1 温度对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 1 Seed germination and seedling grooth in M. sinensis under different temperatures

不同光照时间下, 芒种子萌发率无显著差异(P> 0.05)(表2)。萌发指数和活力指数, 光照6和18 h显著(P< 0.05)低于0和12 h。光照12 h时, 活力指数显著高于其它处理。光照12 h时, 胚根长显著(P< 0.05)高于其它处理。光照24 h时, 胚芽长显著高于其它处理。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 光照时间对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 2 Seed germination and seedling growth in M. sinensis under different light times 项目Item 0 h 6 h 12 h 18 h 24 h 萌发率Germination rate/% 90.00± 3.46a 84.67± 4.16a 90.00± 2.00a 89.33± 2.31a 92.00± 2.00a 萌发指数Germination index 29.16± 0.58a 21.22± 0.36c 27.61± 1.31ab 20.85± 0.69c 24.22± 0.58bc 活力指数Vigor index 123.96± 2.48b 67.91± 1.17c 176.45± 8.40a 54.00± 1.78c 113.12± 2.70b 胚芽长Embryo length/mm 13.30± 2.46bc 14.87± 2.71bc 16.30± 1.38b 10.32± 1.69d 33.23± 6.69a 胚根长Radicle length/mm 29.23± 10.31b 15.32± 4.42c 32.03± 9.70a 15.54± 4.77c 11.45± 5.13c

表2 光照时间对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 2 Seed germination and seedling growth in M. sinensis under different light times

萌发率、萌发指数和活力指数随土壤含水量增加都呈下降趋势, 胚芽长和胚根长呈先升高后下降趋势(表 3)。土壤含水量为10%时, 其芒种子萌发率与5%和15%间无显著差异(P> 0.05), 但显著高于20%和25%(P< 0.05)。土壤含水量为5%时, 其萌发指数显著高于15%~25%。土壤含水量为5%和10%时, 其活力指数显著高于其它处理。土壤含水量10%时, 胚根和胚芽生长最好, 分别达到20.83和26.19 mm。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 土壤含水量对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 3 Seed germination and seedling growth in M. sinensis under different soil water contents 项目Item 5% 10% 15% 20% 25% 萌发率Germination rate/% 88.67± 5.03a 91.33± 4.62a 84.00± 4.00a 36.00± 6.93b 4.67± 3.06c 萌发指数Germination index 23.55± .75a 19.08± 0.75ab 15.12± 1.20b 6.34± 0.98c 0.29± 0.19d 活力指数Vigor index 138.96± 10.35a 128.79± 5.06a 94.20± 7.46b 30.70± 4.75c 1.10± 0.42c 胚芽长Embryo length/mm 16.99± 4.55ab 20.83± 3.14a 15.80± 1.46b 15.29± 2.34b 16.82± 5.26ab 胚根长Radicle length/mm 25.40± 4.03ab 26.19± 4.22a 23.89± 4.50abc 19.25± 6.00c 20.16± 2.96bc

表3 土壤含水量对芒种子萌发及幼苗的影响 Table 3 Seed germination and seedling growth in M. sinensis under different soil water contents

随播种深度增加, 芒种子的出苗率呈下降趋势(表4)。0 mm播种出苗率最高, 但是随着培养天数的增加, 第5天幼苗出现倒伏, 无法正常生长。播种深度为20 mm时最低。除去表面播种, 芒种子幼苗高和根长, 随播种深度增加都呈下降趋势。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 播种深度对芒出苗的影响 Table 4 Seed emergence and seedling growth in M. sinensis under different sowing depths 项目Item 0 mm 3 mm 5 mm 10 mm 15 mm 20 mm 出苗率Emergence rate/% 92.00± 3.46a 79.33± 2.31a 44.67± 12.70b 34.67± 2.31bc 24.00± 5.29cd 10.67± 5.77d 苗高Seedling height/mm 0.00± 0.00e 30.07± 5.51a 25.11± 1.36b 19.29± 3.31c 13.37± 2.22d 9.14± 2.84d 根长Root length/mm 0.00± 0.00c 13.25± 4.00a 15.66± 4.61a 13.09± 4.45a 7.25± 2.33b 5.83± 2.55b

表4 播种深度对芒出苗的影响 Table 4 Seed emergence and seedling growth in M. sinensis under different sowing depths