不同地区与栽培环境百子莲种子形态与发芽比较

陈香波，吕秀立，尹丽娟，冯建华，张冬梅∗

(1 上海市园林科学规划研究院，上海城市困难立地绿化工程技术研究中心，国家林木种质资源平台-上海子平台，上海200232；2 江西农业大学园林与艺术学院，南昌330045)

陈香波，吕秀立，尹丽娟，等.不同地区与栽培环境百子莲种子形态与发芽比较[J].上海农业学报，2020，36(4)：43-47

百子莲(Agapanthusspp.)又名‘蓝百合’‘非洲爱情花’，属百子莲科(Agapanthaceae)百子莲属(Agapanthus)，是多年生草本球根花卉，原产于非洲南部的热带与亚热带地区。 Leighton[1]将百子莲属植物分类为10 个种，其中3 个为常绿种，分布于非洲南部地区，其余7 种为落叶种，分布于南非偏北地区。Zonneveld 等[2]将百子莲属植物分为6 种14 亚种，其中常绿种2 个(A.africanus和A.praecox)，落叶种4 个(A.campanulatus、A. caulescens、A. coddii和A. inapertus)。 百子莲性喜肥沃、排水良好的中性至偏酸性土壤，喜温暖湿润的气候环境，具有一定的抗旱能力，花色呈白或蓝，花序球状顶生，叶线状披针形、革质，花后结籽众多[3]。 其花型优美、花期较长、观赏价值高，逐渐成为欧洲庭院种植的主要球根花卉品种之一，也是西方国家高档的鲜切花[4]、表达爱意的爱情花[5]。 近年，百子莲被引入我国，应用于园林绿化中[6-9]，南方地区露地作花境植物栽培，北方温室栽培[10]。

上海地区是国内百子莲最先引进的地区，引进的早花百子莲(Agapanthus praecox.)花期在6 月初至8月中，冬季常绿，生长开花表现良好，但存在结实率低、种子质量不高的问题[11]。 而引进物种的繁殖适合度会影响到下一步种苗生产与扩大栽培。 研究发现，百子莲从果序基部到顶端果实产量逐渐减小，这与果实距离光合产物源的远近有关，即靠近光合产物源较近的果实具有较大的空间资源竞争优势[12]。 过度的阳光照射则会引起叶片灼伤、花粉活力下降，进而造成结实率偏低[13]。 本研究对国内不同地区以及同是上海地区、不同栽培环境条件下百子莲种子形态与发芽情况进行统计分析，旨在揭示气候与环境因素对其结实的影响，为国内百子莲的繁育栽培提供指导与借鉴。

1 材料与方法

1.1 种植地气候特点

上海地处东经120°51′—122°12′，北纬30°40′—31°53′，属于北亚热带季风性气候，年均温度15.8 ℃，最高温度39—42 ℃、最低温度-2—-5 ℃、年均降水量1 200 mm 左右、空气湿度75%。 成都位于四川盆地西部，介于东经102°54′—104°53′和北纬30°05 ′—31°26′，属亚热带季风气候，日照时间较短，年均温度16.2 ℃，最高温度37.3 ℃、最低温度-5.9 ℃、年均降水量918 mm 左右，空气湿度70%—80%。 汉源地处四川中部成都西南方，东经102°16′—103°00′，北纬29°05′—29°43′，年均温度17.9 ℃，年均降水量741.8 mm 左右，具大陆性气候特点。

1.2 试验材料

于2014 年3 月初将上海地区栽植的百子莲3 年生盆栽苗放置于全光照、荫棚、塑料大棚、玻璃温室4种不同栽培环境，常规水肥管理。 于2014 年9 月下旬采集上海、成都、汉源等地露地栽植的百子莲种子以及上述4 种栽培环境种植的百子莲种子，经通风自然晾干后进行各项测试，每组采集的种子样本量在10 000粒左右。 肉眼观察种子外部形态特征，每组随机取10 粒百子莲种子，用电子数显游标卡尺(单位：mm)对种子长(带翅)、翅长、种胚长、宽、厚度进行测量，取平均值，重复3 次；随机取干净种子100 粒，用电子天平(TE6R-L)称重，8 次重复，计算平均值[14]。

1.3 种子发芽试验

于2014 年10 月28 日在光照培养箱(型号：RXZ-380D)中进行种子萌发试验。 试验条件为：培养皿中放入两层滤纸，将种子放入培养皿中，加蒸馏水浸湿种子，每皿种子数30 粒，设3 次重复，20 ℃黑暗条件培养，每日观察并记录种子发芽情况并适当补充水分[15]，种子萌发以胚根露出长度为种子的1∕2 为标准[16]。 每日统计发芽种子数量，至不再有发芽数增加为止，计算种子发芽率、发芽势、发芽指数、日均发芽率[17]。

(1)发芽率=正常发芽种子数∕参试种子总粒数×100%；

(2)发芽势=Gpt∕Dpt×100%，式中Gpt指达到高峰日时的发芽量，Dpt指达到高峰值时的天数；

(3)发芽指数(Gi) =∑(Gt∕Dt)，Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽日数；

(4)日平均发芽率=Gs∕Gd×100%，Gs及Gd分别为总发芽率与总发芽天数[18]。

1.4 数据统计

试验数据采用Excel 2003、SPSS 16.0 进行分析处理，对种子形态指标和发芽率进行单因素方差分析，LSD 法对不同地区和同地区不同栽培环境组间进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同地区百子莲种子形态与发芽率

2.1.1 种子形态与千粒重

由图1 可知，上海地区的百子莲种子色泽黑色，种子外形较为狭长、细小，略为干瘪；成都与汉源地区的种子外形则相对饱满，种子呈扁圆形，色泽亮黑色。

由表1 可知，不同地区的百子莲总种长、种胚长、种胚厚与种子千粒重差异极显著(P＜0.01)，成都地区种植的百子莲总种长、种胚长、种胚宽、种胚厚等各项形态指标与种子千粒重均为最大，其次是汉源地区，而上海地区种植百子莲种子种胚较小，种胚长、种胚宽、种胚厚以及千粒重等均最小。 成都与汉源地区两地百子莲种子各项指标差异不显著，而成都、汉源两地与上海地区差异较大，成都与汉源地区较上海地区种植的百子莲种子质量更好、饱满度更高。

表1 不同地区采收的百子莲种子形态指标与千粒重Table 1 Morphological indexes and thousand grain weight of A.praecox seeds collected from different region in China

2.1.2 种子发芽情况

不同地区百子莲种子发芽结果见表2。 汉源地区的种子发芽率最高，为87.8%，成都地区次之(76.67%)，而上海地区最差，发芽率仅为56.67%。 对比3 个地区种子的发芽势、发芽指数、日均发芽率，发现成都与汉源地区种植并采收的百子莲种子发芽情况较上海地区种子优势明显。

表2 不同地区采收的百子莲种子发芽情况Table 2 Germination characteristics of A.praecox seeds collected from Shanghai,Chendu and Hanyuan of different region in China

2.2 同一地区不同栽培环境百子莲种子形态与发芽率

2.2.1 种子形态与千粒重

上海地区不同栽培环境种植的百子莲种子外观饱满程度差别明显(图2)。 由表3 可知，全光照、荫棚组与玻璃温室、塑料大棚组间种子形态与千粒重等指标差异明显，其中，种胚厚与种子千粒重差异达到极显著水平(P＜0.01)，总种长(带翅)、翅长、种胚长差异达到显著水平(P＜0.05)。 全光照条件下百子莲种子总种长、翅长、种胚长、种胚宽、种胚厚等最大，种子千粒重最重，荫棚条件下次之，玻璃温室与塑料大棚条件下最小，千粒重也最轻。 表明上海地区以全光照和荫棚条件下种植百子莲，其种子质量较好、饱满度更高，而玻璃温室与塑料大棚条件下百子莲种子发育较差。

表3 同一地区(上海)不同栽培环境采收的百子莲种子形态与千粒重Table 3 Seeds morphological indexes and thousand grain weight of A.praecox planted under full-light,shade,plastic greenhouse and glass greenhouse of different environment in Shanghai

2.2.2 种子发芽情况

上海地区全光照和荫棚栽培环境下采收的种子发芽情况较好，各项发芽指标较玻璃温室和塑料大棚中栽培的百子莲均达到极显著差异(P＜0.01)，结实种子发芽率更高，种子发芽势、发芽指数、日均发芽率等发芽指标较优，而玻璃温室与塑料大棚栽培组采收种子发芽情况较差(表4)。

表4 同一地区(上海)不同栽培环境采收的百子莲种子发芽情况Table 4 Seed germination characteristicsof A.praecox planted under full-light ,shade,plastic greenhouse and glass greenhouse of different environment in Shanghai

3 结论与讨论

3.1 不同地区采收的百子莲种子形态与发芽差异

通过对上海、成都、汉源3 地种植采收的早花百子莲种子进行对比，发现上海地区的种子外形色泽暗淡，种子形态狭长、千粒重轻，而成都与汉源地区的百子莲种子外形色泽均较光亮，种子形态更饱满，千粒重更重。 百子莲种子发育存在地区差异，这可能与地区间气候差异特别是授粉结实期温度、温差以及光照强度等有关。 百子莲结实正值6—8 月夏季高温时节，环境温度高于植物生长的最适温度，植物正常的生理代谢受到抑制，会发生包括细胞结构、生理生化过程等一系列变化，影响植物干物质的累积[19]。 崔璇[20]研究发现，40 ℃高温胁迫抑制百子莲正常生长，随高温日数延长，叶片失水干枯，叶片可溶性糖、游离脯氨酸含量等发生显著变化，植株代谢紊乱，叶绿素含量降低明显。 光合色素减少影响光合作用，不利于种胚发育期干物质积累，导致种子发育不良、发芽率低。 此外，温差对种子发育、干物质积累等也有着直接关系。 上海地区夏季炎热、温差小，而成都与汉源地区具有高地寒冷、河谷炎热，雨量偏少的特点，受光照、光与水热条件的耦合作用、种子属性(光敏色素)方面的影响[21]，百子莲在成都与汉源地区开花与授粉结实期光照充足，种胚发育期温差大，会促进干物质积累，因而种子发育饱满、发芽率更高。

在百子莲原产地南非，多数种百子莲生长在具一定海拔的山地或湿润坡地中，冬季干冷、夏季湿润，温度不超过35 ℃[22]。 成都、汉源地区气候与南非更为接近，更适宜百子莲生长，气候相似性原理决定在我国西南地区进行百子莲种子繁育更有优势。

3.2 同一地区不同栽培环境采收种子形态与发芽差异

上海地区全光照和荫棚栽培条件下采收的百子莲种子较玻璃温室和塑料大棚组的种子形态更饱满、色泽更光亮、千粒重更大，发芽率更高。 这可能与玻璃温室和塑料大棚环境下，夏季温度高、温差小有关。玻璃温室和塑料大棚环境下夏季温度要比露地高出3—5 ℃，当外界温度达35 ℃及以上时，玻璃温室和塑料大棚内温度可达40 ℃，持续高温天气会对百子莲花后苗产生严重的热伤害[20]，阻碍了百子莲的正常生长和生理代谢，加之昼夜温差小不利于种胚发育期干物质积累，导致玻璃温室和塑料大棚环境下结实的种子形态发育差，发芽率极低。

综上，国内种植百子莲应进行合理的种植区划，用于育苗的百子莲种子应优先选择与百子莲原产地气候较为相似的我国西南地区种植采收的种子，该气候条件下百子莲种子发育饱满、发芽率高，有助于提高百子莲种子繁殖效率、优化种苗生产。