四川紅杉種子萌發(fā)特性研究

王 宇，姬慧娟，馬文寶，喬路蘋，郭洪英

(四川省林業(yè)科學(xué)研究院.森林和濕地生態(tài)恢復(fù)與保育四川省重點實驗室，成都 610081)

1 前言

種子是種子植物生活史的重要階段，也是植物成功定居和更新的保障，能保證植物在時空上逃避不利環(huán)境［1］。種子大小影響植物后代的適合度，決定了幼苗建成和幼苗活力［2］。

四川紅杉(Larix masteriana)屬松科落葉松屬，紅杉組(Sect.Multiseriales Patschke)，為四川特有種［3，4］，處于瀕危狀態(tài)，已被列為國家二級保護(hù)植物。四川紅杉僅產(chǎn)于四川盆地西北緣山地，地處大雪山至邛崍山以東，四川岷江流域，大渡河流域，涪江上游，青衣江上游，過去有大面積純林，由于長期過度采伐，森林面積越來越小，林地環(huán)境日趨惡化，目前呈小塊狀或零星散生［5～7］。

本文通過研究不同溫度條件下的種子萌發(fā)行為差異，找出四川紅杉種子萌發(fā)的最佳溫度和光照條件，為該物種的保護(hù)提供理論依據(jù)。

2 研究方法

2.1 種子形態(tài)特征觀察

隨機(jī)選取飽滿的四川紅杉球果、種子各20粒，并用游標(biāo)卡尺(GB/T1214型，150×0.02 mm)分別測量球果的長寬、球果所含種子數(shù)、種子的長寬和果翅長。

2.2 種子千粒重測定

隨機(jī)選取四川紅杉種子(具果翅)各100粒，用Statorius BS210S(max210 g，d=0.0001 g)電子天平分別稱其重量，重復(fù)8次，計算其平均值，以測定種子的千粒重［8］。

2.3 種子萌發(fā)實驗

四川紅杉種子于2014年10月份采集后在室溫下干燥約兩個星期后在室溫干燥條件下貯藏備用。對在室溫貯藏1個月后(即11月下旬)的進(jìn)行萌發(fā)試驗，將50粒翅果分別置于墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中(重復(fù)3次)，加入10 ml蒸餾水培養(yǎng)，培養(yǎng)過程中，每天加適量蒸餾水，保持濕度一致，并在實驗過程中保證濾紙隨時保持充分濕潤。設(shè)置4個溫變周期:25/15℃，20/10℃，15/10℃ 和 8/5℃ (光/暗 =12 h/12 h，光照時間設(shè)置為7:00-19:00，黑暗時間為19:00-7:00)。每隔24h對萌發(fā)數(shù)進(jìn)行檢測，以胚根突破種皮計為萌發(fā)。在20/10℃下，進(jìn)行黑暗種子萌發(fā)特性的測試，我們只在實驗結(jié)束時對種子進(jìn)行檢測，防止黑暗條件下受到光的影響。并且及時將已經(jīng)萌發(fā)的種子移出培養(yǎng)皿，以免干擾數(shù)據(jù)記錄。

萌發(fā)速率計算使用公式:Gi=ΣG/t，式中:G為2 d的發(fā)芽率，t為發(fā)芽日數(shù)，發(fā)芽指數(shù)的理想最大值為50(1500/30)，發(fā)芽指數(shù)越大，萌發(fā)速率越快。

2.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件(SPSS，Chicago，USA)對實驗所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，并用Excel軟件進(jìn)行繪圖。檢驗各組數(shù)據(jù)的正態(tài)性，經(jīng)檢驗各組數(shù)據(jù)均符合正態(tài)分布后，進(jìn)行方差齊次性檢驗。若方差不齊，則先進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后用Oneway ANOVA分析種子和果實的萌發(fā)率和萌發(fā)速率，用Duncan多重比較上述指標(biāo)變量差異。數(shù)據(jù)均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Mean±S.E.)值表示。

3 結(jié)果與分析

3.1 球果、種子形態(tài)數(shù)量特征和千粒重

四川紅杉球果顏色為黃褐色，四川紅杉種子褐色，著生于種鱗腹面，呈三角狀倒卵形，種子小、質(zhì)輕，具翅，翅扁平，翅著生于種子背部。球果和種子的形態(tài)特征見表1，種子千粒重為2.03 g±0.05 g(表1)。

表1 四川紅杉球果、種子的形態(tài)數(shù)量特征Table 1 Quantitative characteristics of cones and seeds of L.masteriana

3.2 種子的萌發(fā)特性

在不同溫度條件下，四川紅杉在20/10℃最佳萌發(fā)溫度下的萌發(fā)率最高，與25/15℃下的沒有顯著差異，在但和15/10℃，8/5℃下的存在顯著差異(圖1)，說明低溫條件抑制其萌發(fā)。

在不同溫度條件下，四川紅杉種子在20/10℃的條件下的萌發(fā)速率最高，其萌發(fā)速率和25/15℃下的沒有顯著差異，但和15/10℃、8/5℃下的存在顯著差異(圖2)。

在20/10℃下，光照和黑暗條件下的四川紅杉種子萌發(fā)率分別為28.00%±0.15%和24.67%±0.67%，經(jīng)方差分析后發(fā)現(xiàn)二者無顯著差異(F=6.25，P=0.067)，說明四川紅杉種子發(fā)芽對光不敏感。

圖1 不同溫度對四川紅杉種子萌發(fā)率的影響Fig.1 Germination rate of seeds.of L.masteriana at different temperature regimes

圖2 不同溫度對四川紅杉種子萌發(fā)速率的影響

4 討論

四川紅杉種子小，千粒重比日本落葉松(2.9 g)還要低，在傳播過程中常落入枯枝落葉層，不易著土，即便種子萌發(fā)，幼苗也很難建成，使得幼苗補(bǔ)充到種群的過程受到阻礙造成四川紅杉瀕危。

在最佳萌發(fā)溫度20/10℃下，四川紅杉種子萌發(fā)率僅為28.00% ±0.15%，四川紅杉種子活力較低(32%)，說明四川紅杉種子具有休眠特性［8］。新成熟的種子萌發(fā)率很低［9］，多數(shù)具有休眠特性。另外，果皮與果翅被認(rèn)為是引起種子休眠的重要因素［10］，比如，月桂種子果皮存在某種化學(xué)物質(zhì)迫使種子進(jìn)入休眠狀態(tài);梭梭果翅主要通過化學(xué)抑制阻礙種子萌發(fā)，使種子處于強(qiáng)迫休眠狀態(tài)，果翅對新成熟的種子萌發(fā)有顯著的抑制作用［11］;高枝假木賊果翅對種子的萌發(fā)具有機(jī)械抑制作用，去除果翅萌發(fā)率最高達(dá)91%，明顯促進(jìn)了種子的萌發(fā)［12］;霸王果翅可引起種子休眠，抑制種子萌發(fā)，其浸提液中的萌發(fā)抑制物是引起種子休眠的主要方式［13］。

四川紅杉的種翅是否阻礙影響種子萌發(fā)還有待于進(jìn)一步研究，并要繼續(xù)開展不同貯藏條件(干貯藏和冷層積)、貯藏時間對其種子萌發(fā)的研究，為四川紅杉的保護(hù)、引種馴化及選種育種和綜合開發(fā)提供基礎(chǔ)理論依據(jù)。

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