试验选用北京南无科贸有限责任公司花仙子品牌的法国百里香种子, 生产日期均为2013年10月。选取大小一致、颗粒饱满、无病虫害的饱满种子为试验材料, 供试验用的法国百里香幼苗是由种子萌发培养而得。

本试验采用聚乙二醇-6000(PEG-6000)模拟干旱, 分别设置0(对照)、10%、15%、30%共4个处理梯度, 分别置于8~10 ℃、12~14 ℃、22~24 ℃ 3个温度梯度下, 每个处理设3次重复, 每个重复50粒种子。采用纸上发芽方法, 种子均匀置于铺有滤纸的培养皿(90 mm)中, 试验时用不同浓度的PEG-6000溶液浸润滤纸, 然后把培养皿置于不同温度的光照培养箱中^[11]。每24 h向滤纸加PEG-6000溶液数滴, 保持滤纸湿润为宜, 每2 d更换一次滤纸, 试验共进行27 d。

以根的长度≥ 种子直径的2倍作为发芽标准, 从种子置床开始每日记录发芽个数。将3个重复中第1粒种子发芽日期作为该处理的发芽开始期, 以种子发芽率没有变化之日作为发芽结束期。试验中统计种子的发芽个数及发芽时间, 发芽结束后计算发芽率、发芽势、发芽指数(GI)^[12]。

发芽势=规定日期内发芽种子数/供试种子数× 100%。

发芽率=最终发芽种子数/供试种子数× 100%。

发芽指数(GI)=∑ G_t/D_t (G_t为在第t日的发芽数, D_t为发芽天数)。

种子发芽结束后时, 测量培养皿中所有正常生长的幼苗的生长指标。取样、照相、测量, 用CAD软件的光栅图像参照功能将图片缩放到实际大小, 测量幼苗的根长(mm)、茎长(mm)以及叶面积(mm²), 取平均值进行对比。

利用Microsoft Excel 2003进行数据录入、计算、作图。采用SPSS 17.7统计软件中AVONA对百里香种子萌发和幼苗生长数据进行方差分析, LSD多重比较法分析处理间差异, 显著水平为0.05。

温度是植物种子萌发和出苗的基本条件之一^{[13, 14]}, 低温会延迟法国百里香种子萌发的初始时间。法国百里香种子在22~24 ℃条件下第4天开始萌发, 在12~14 ℃条件下, 第5天开始发芽, 当温度降到8~10 ℃时, 第11天种子才开始发芽(图1)。

图1

Fig.1

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	图1 不同温度下模拟干旱胁迫对法国百里香种子发芽率的影响Fig.1 Effects of PEG-simulated drought stress on the germination rate of Thymus vulgaris seeds under different temperatures

PEG-6000干旱处理影响了种子发芽起始时间, 这种影响和PEG-6000处理浓度、发芽温度条件有关。在3个温度条件下, 10% PEG-6000处理对法国百里香种子开始发芽时间无影响; 在22~24 ℃条件下, 15% PEG-6000处理对起始发芽时间无影响, 而温度为12~14 ℃、8~12 ℃时, 起始发芽时间延迟, 分别为第8天和第12天。30% PEG-6000处理对法国百里香种子发芽影响较大, 在8~10 ℃、12~14 ℃时, 种子不能发芽; 在22~24 ℃时, 种子在第13天才开始发芽(图1)。

发芽率反映种子在适宜条件下的萌发能力, 发芽势重在反映种子的活力和品质^{[15, 16]}。未经PEG处理的种子, 在8~10 ℃, 12~14 ℃, 22~24 ℃时, 种子发芽率分别为69.7%, 69.3%和43.3%, 即低温下种子发芽率显著升高(P< 0.05)。30% PEG-6000处理严重影响种子发芽率, 在8~10 ℃, 12~14 ℃时, 发芽率为0, 在22~24 ℃时, 为11.3%; 15%PEG处理后, 发芽率约45%, 3个温度处理无显著差异(P> 0.05); 10% PEG-6000处理后, 在8~10 ℃条件下, 发芽率为47.3%, 和15% PEG-6000各处理间差异不显著, 而在12~14 ℃时, 发芽率为79.3%, 显著(P< 0.05)高于各处理和对照(图1、表1)。这说明PEG-6000处理总体上抑制了法国百里香种子发芽, 尤其是30% PEG-6000处理时, 但是, 在12~14 ℃, 10% PEG-6000处理种子可显著促进法国百里香种子的萌发。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 干旱与低温对法国百里香种子萌发的影响 Table 1 Effects of drought stress and temperature on the seed germination of Thymus vulgaris 指标 Item PEG-6000 处理温度Temperature 8~10 ℃ 12~14 ℃ 22~24 ℃ 发芽率 Germination percentage/% 0 69.7± 3.3b 69.3± 1.3b 43.3± 2.4d 10% 47.3± 2.4d 79.3± 2.9a 54.0± 2.3c 15% 46.0± 1.2d 44.0± 2.3d 45.3± 1.8d 30% 0f 0f 11.3± 1.8e 发芽势 Germination vigor/% 0 45.7± 4.5c 57.3± 1.8b 38.7± 1.8cd 10% 14.7± 7.7e 72.7± 2.7a 41.0± 2.5c 15% 10.0± 5.0ef 30.0± 3.1d 37.3± 3.3cd 30% 0f 0f 0f 发芽指数 Germination index 0 5.53± 0.21d 10.27± 0.54a 7.57± 0.51b 10% 3.42± 0.06e 10.54± 0.31a 6.54± 0.10c 15% 3.03± 0.04e 3.76± 0.11e 6.32± 0.48cd 30% 0f 0f 0.57± 0.07f Note: Data are mean± SD in Table 1, and different lower case letters indicate significant difference between the different treatments of the index at 0.05 level. 注:表中数值为平均数± 标准差, 不同小写字母表示同一指标所有处理间差异显著(P< 0.05)。

表1 干旱与低温对法国百里香种子萌发的影响 Table 1 Effects of drought stress and temperature on the seed germination of Thymus vulgaris

8~24 ℃范围内, 温度变化对法国百里香幼苗的叶面积、根茎比影响不显著(P> 0.05), 而对其根长与茎长影响显著(P< 0.05)(表2, 表3)。3个温度处理间茎长差异显著, 22~24 ℃时, 茎长最长, 为6.0 mm, 8~10 ℃时次之, 12~14 ℃时最小; 而22~24 ℃时, 幼苗的根长显著高于8~10 ℃和12~14 ℃时的, 后两者之间无显著差异。综合各指标变化效应说明, 22~24 ℃更有利于法国百里香幼苗根长、茎长的生长。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 干旱与低温对法国百里香幼苗生长的影响 Table 2 Effects of drought stress and temperature on seedling of Thymus vulgaris 处理 Treament 叶面积 Leaf area/mm2 茎长 Shoot length/mm 根长 Root length/mm 根茎比 Root/shoot ratio 温度 Temperature 8~10 ℃ 2.0± 0.5 3.8± 1.0b 2.9± 0.7b 0.7± 0.2 12~14 ℃ 1.9± 0.4 2.2± 0.5c 2.7± 0.8b 0.9± 0.2 22~24 ℃ 2.4± 0.6 6.0± 1.1a 5.4± 1.4a 0.8± 0.2 PEG-6000 0 2.9± 0.6a 6.7± 1.2a 6.6± 0.7a 1.0± 0.3a 10% 2.6± 0.3a 6.1± 0.9a 5.1± 1.6a 1.0± 0.1a 15% 2.9± 0.4a 2.5± 0.5b 2.7± 0.9b 1.0± 0.2a 30% 0.0± 0.0b 0.7± 0.4c 0.3± 0.2c 0.1± 0.1b Note: Data are mean± SD; different lower case letters within the same column indicate significant difference among at 0.05 level. 注:表中数值为平均数± 标准差, 同列不同小写字母表示处理列间在0.05水平差异显著。

表2 干旱与低温对法国百里香幼苗生长的影响 Table 2 Effects of drought stress and temperature on seedling of Thymus vulgaris

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 温度、干旱对法国百里香幼苗生长的双因素方差分析F值 Table 3 Effects of temperature and drought stress on seedling of Thymus vulgaris by Two-way AVONA 变异来源 Source of variation 叶面积 Leaf area 茎长 Shoot length 根长 Root length 根茎比 Root/shoot ratio 温度Temperature 1.0 18.4* * 6.2* 1.3 干旱Drought stress 18.8* * 30.3* * 15.8* * 14.6* * 温度× 干旱互作Temperature× drought stress 3.7* * 2.6* 4.8* * 9.1* * Note: Data are F values with Two-way AVONA, “ * ” indicate the level of significance is P< 0.05, “ * * ” indicate the level of significance is P< 0.01. 注:表中数据为双因素分析的F值, “ * ” 表示显著水平为P< 0.05, “ * * ” 表示显著水平为P< 0.01.

表3 温度、干旱对法国百里香幼苗生长的双因素方差分析F值 Table 3 Effects of temperature and drought stress on seedling of Thymus vulgaris by Two-way AVONA

除了30% PEG-6000处理外, 其他浓度对法国百里香幼苗叶面积、根茎比无显著影响(P> 0.05), 而随着干旱胁迫程度的增加, 法国百里香根长和茎长均呈下降趋势。10% PEG-6000处理与对照的茎长、根长差异不显著, 而15% PEG-6000、30% PEG-6000处理均使根长、茎长均显著减小(P< 0.05)。说明重度干旱胁迫对法国百里香幼苗生长有明显抑制作用, 但轻度胁迫对幼苗生长影响不显著。方差分析结果显示, 干旱以及温度与干旱互作对法国百里香幼苗生长各项指标均有显著影响, 其中对叶面积、根长和根茎比的影响极显著(P< 0.01)。