三清山天女花種子的活力及溫度對其萌發(fā)的影響

徐衛(wèi)紅

(上饒師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院，江西上饒334001)

天女花(Magnolia sieboldii K.Koc)，又稱小花木蘭、天女木蘭，為木蘭科木蘭屬落葉小喬木，國家III級重點(diǎn)保護(hù)植物，主要分布于遼寧、安徽、浙江、江西、福建北部以及廣西等海拔1600－2000米的山地。該物種在園林、醫(yī)藥、化工等方面具有重要的作用［1］。目前國內(nèi)外學(xué)者僅對其生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特征［2］、群落特征［3］、組織培養(yǎng)［4］、種子后熟的生理變化［5］以及化合物的提?。?］等進(jìn)行過初步研究，其它方面的研究近乎于空白。近年來，由于天女花原始生境日益惡化，且其自然更新能力較弱，種質(zhì)資源匱乏［2］，使得該物種的生存以及種群的更新面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

自然更新是植物種群得以延續(xù)和發(fā)展的前提，而影響自然更新的生態(tài)因子主要有溫度、水分、氧氣和光照等，其中溫度不僅影響種子的活力及其萌發(fā)，同時也會影響幼苗的形態(tài)建成。植物種子萌發(fā)所需的最適溫度與其原始生境有關(guān)［7］。近年來，部分學(xué)者研究了溫度對不同植物種子萌發(fā)的影響［8～10］，但對天女花種子萌發(fā)的影響尚無人報道。為研究溫度對天女花種子萌發(fā)的影響，在光照培養(yǎng)箱內(nèi)設(shè)置不同溫度對天女花種子進(jìn)行萌發(fā)實驗，為天女花植物更新及育苗技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

天女花種子采自江西省上饒市三清山三清宮附近。采集天女花的聚合骨艸突艸果，將果實放置于通風(fēng)干燥處，待果皮開裂，種子懸垂于果皮外，取下種子，自然晾干，進(jìn)行種子質(zhì)量檢驗，其凈度為75.3%，千粒重53.91g，含水量為 4.37%，飽滿度為 81.10%。

1.2 方法

1.2.1 種子活力及萌發(fā)實驗

隨機(jī)選取500粒天女花種子，平均分成5等份，設(shè)置為五個不同的種子貯藏條件，即分別放置于孔徑為0.5mm的尼龍網(wǎng)中，進(jìn)行常溫干藏、低溫沙藏(4℃，沙的濕度為70%)、冷凍沙藏(－10℃，沙的濕度為70%)、原生境地表和原生境0－20cm土壤中貯藏。次年3月份將五個貯藏方法的種子取出，采用四唑(TCC)染色法［11］對種子進(jìn)行活力的測定;種子萌發(fā)溫度的實驗設(shè)計為:設(shè)15個溫度梯度，分別為6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34℃，每個處理設(shè) 3 次重復(fù)，每次重復(fù)含 100 粒種子。萌發(fā)介質(zhì)為蒸餾水。

1.2.2 實驗觀測

從首次發(fā)現(xiàn)萌發(fā)的天女花種子開始記錄，每隔24h觀測并記錄一次種子的發(fā)芽數(shù)和胚根長度等，并計算其發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數(shù)［12，13］，以胚根突破種皮1 mm作為種子發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn)［14］。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS19.0對不同貯藏條件下天女花有活力種子的數(shù)量及無活力種子的數(shù)量進(jìn)行χ2檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏條件對天女花種子活力的影響

不同貯藏條件下天女花具有活力的種子數(shù)量之間差異極顯著(p＜0.01)，其中低溫沙藏中天女花的活力種子數(shù)占總數(shù)的比例最高，冷凍沙藏其次，原生境地表的天女花種子活力最低，這可能由于天女花生存的原始生境低溫潮濕，部分種子霉?fàn)€以及被動物啃食導(dǎo)致其種子活力降低(見附表)。

附表 不同儲藏條件下天女花種子活力數(shù)量變化

2.2 不同溫度下天女花種子開始萌發(fā)天數(shù)的變化

由圖1可知，溫度明顯影響天女花種子的萌發(fā)。當(dāng)溫度＜12℃時，天女花種子不能萌發(fā)，當(dāng)溫度為12℃時，天女花種子需要87天才開始萌發(fā)。隨著溫度的增加，天女花種子從播種到開始萌發(fā)所需時間(天數(shù))呈下降趨勢，當(dāng)溫度達(dá)到30℃時，其萌發(fā)所需時間最短，僅為36天，之后，隨著溫度的增加，天女花種子開始萌發(fā)所需時間逐漸增加。

圖1 不同溫度下天女花種子萌發(fā)所需時間的變化

2.3 不同溫度下天女花種子萌發(fā)率的變化

如圖2所示，隨著溫度的升高，天女花種子的萌發(fā)率逐漸增高，當(dāng)溫度達(dá)到30℃時，其萌發(fā)率最高，達(dá)到31.7%，之后，隨著溫度的升高，萌發(fā)率急劇下降。由此可見，溫度為30℃時是天女花種子萌發(fā)的最佳條件。

圖2 溫度對天女花種子發(fā)芽率的影響

2.4 不同溫度條件下天女花種子萌發(fā)勢的變化

如圖3所示，隨著溫度的升高，天女花種子萌發(fā)勢的變化趨勢與其發(fā)芽率的變化趨勢基本一致，溫度在30℃時，天女花種子的發(fā)芽勢均高于其他溫度水平下種子的發(fā)芽勢，為30.6%，說明該溫度下天女花種子發(fā)芽速度快、是天女花種子發(fā)芽的最適溫度。

圖3 天女花種子萌發(fā)勢的變化

2.5 不同溫度天女花種子萌發(fā)指數(shù)變化

圖4顯示，溫度與天女花種子的發(fā)芽指數(shù)之間密切相關(guān)，其變化規(guī)律與天女花種子的萌發(fā)率及萌發(fā)勢的變化規(guī)律相似，即隨著溫度的上升，其發(fā)芽指數(shù)呈先上升后下降的趨勢。30℃時發(fā)芽指數(shù)最高，當(dāng)溫度超過30℃時，其發(fā)芽指數(shù)急劇下降。

圖4 溫度對天女花種子發(fā)芽指數(shù)的影響

3 討論

3.1 天女花種子貯藏的條件

采用常溫干藏、低溫沙藏、冷凍沙藏、原生境地表放置及原生境土壤貯藏等5種方式對天女花種子進(jìn)行貯藏，發(fā)現(xiàn)原生境中天女花少量種子丟失或種子發(fā)霉導(dǎo)致其萌發(fā)率顯著低于常溫干藏、冷凍沙藏及低溫沙藏。大多數(shù)植物的最佳貯藏方式為低溫沙藏［15］，本研究發(fā)現(xiàn)低溫沙藏條件下天女花具有活力種子的數(shù)量比例最高，這可能是由于溫度低，種子呼吸代謝微弱，消耗的營養(yǎng)較少，種子有足夠的營養(yǎng)延續(xù)其壽命。冷凍沙藏則由于溫度過低，可能破壞了天女花種子細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，也加劇了天女花種子的腐爛程度［15］。常溫干藏則隨著時間的延長，其種子內(nèi)部失水，溫度升高，呼吸作用旺盛，從而使大量營養(yǎng)物質(zhì)消耗，導(dǎo)致種子活力下降［16］。

3.2 天女花種子萌發(fā)的最適溫度

溫度為植物種子萌發(fā)的必要條件之一，沒有適宜的溫度，酶促反應(yīng)將無法進(jìn)行，種子內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的分解與同化等生理過程也將會受阻，從而抑制了種子的萌發(fā)。不同植物種子萌發(fā)都有其最適溫度，白毛錦雞兒(Caragana licentiana)、中間錦雞兒(Caragana intermedia)、云杉(Picea asperata)和紅樺(Betula albo－sinensis)在20℃萌發(fā)率最高，甘蒙錦雞兒(Caragana opulens)在 15℃萌發(fā)率最高［17，18］，沙芥(Pugionium cornutum)在25℃萌發(fā)率最高，而斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)在30℃萌發(fā)率最高［19］，本研究通過對不同溫度下天女花種子萌發(fā)率的研究發(fā)現(xiàn)其種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢以及發(fā)芽指數(shù)在30℃時均最高，其種子萌發(fā)所需時間最短，低于和高于30℃時則天女花種子的萌發(fā)率、萌發(fā)勢以及發(fā)芽指數(shù)均呈顯著降低趨勢，天女花種子萌發(fā)所需時間也有所增加，故溫度為30℃時是天女花種子萌發(fā)的最適溫度。

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