浸種時(shí)間對馬尾松種子發(fā)芽的影響*

陳振生 羅義漢 陸素君 趙安然 甘鳳麗

（廣西國有博白林場，廣西 博白 537617）

馬尾松(Pinus massoniana)是我國南方松類樹種中自然分布最廣、數(shù)量最多的一種松屬樹種，廣泛分布于我國南方15個(gè)省區(qū)。馬尾松對土壤要求不嚴(yán)，耐干旱貧瘠，在粘土、砂土、石礫土、山脊及巖石裸露的石縫里都能生長，在土層深厚的土壤生長較快，適應(yīng)性強(qiáng)[1-2]，是我國南方主要的產(chǎn)脂、造紙和用材樹種[3]。目前馬尾松普遍采用種子繁殖方式培育苗木，提高種子發(fā)芽能力是培育苗木的關(guān)鍵技術(shù)之一。在苗木培育過程中，水分是限制種子萌發(fā)的主要因素，只有在足夠的水分條件下，種子才會(huì)萌發(fā)。種子萌發(fā)從吸水開始，種子吸脹過程中，干種子迅速吸收氧氣，進(jìn)行氧化磷酸化反應(yīng)，為種子萌發(fā)提供物質(zhì)和能量，種胚從靜止?fàn)顟B(tài)改為生理代謝旺盛的生長發(fā)育階段（植物細(xì)胞發(fā)生分裂、伸長，幼苗結(jié)構(gòu)分化及成熟，物種特征形成和發(fā)展）[4-5]。

據(jù)前人研究結(jié)果表明,不同浸種時(shí)間對思茅松(P. kesiya var. langhianensis)[6]、油松(P. tabulaefornis)[7]、山桐子（Idesia polycarpa）[8]種子發(fā)芽影響顯著，但不同浸種時(shí)間對馬尾松種子發(fā)芽的影響僅見馬常耕等[9]進(jìn)行了初步研究，但沒有明確的研究結(jié)果。本研究采取不同浸種時(shí)間下馬尾松種子的發(fā)芽對比試驗(yàn)，研究最佳浸種時(shí)長，為深入研究馬尾松種子繁殖、提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽整齊程度、苗木培育等方面提供基礎(chǔ)資料和可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用馬尾松種子采自廣西壯族自治區(qū)崇左市寧明縣，該地位于廣西壯族自治區(qū)西南部沿海，北回歸線以南，受海洋季風(fēng)影響，終年氣溫較高，雨量較多。種子采收時(shí)間為2016年11月，千粒重為12.086 5 g，選種方式為風(fēng)選和篩選。

1.2 試驗(yàn)方法

浸種時(shí)間為2017年2月15—20日，2月20日浸種2個(gè)處理，其余每天浸種1個(gè)處理，2月21日置培養(yǎng)皿培養(yǎng)觀察，至連續(xù)3 d沒有種子發(fā)萌發(fā)為止，歷時(shí)19 d。用21 ℃清水浸種，浸種時(shí)間設(shè)12、24、48、72、96、120、144 h共5個(gè)處理，浸種后用0.3%高錳酸鉀消毒15 min，然后用清水清洗干凈，置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，每個(gè)培養(yǎng)皿放置200粒馬尾松種子，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，培養(yǎng)基質(zhì)為濾紙，培養(yǎng)溫度為22 ℃。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

以胚根突破種皮、胚芽達(dá)種長1/2作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)[11]，每隔1 d觀察記錄1次發(fā)芽粒數(shù)。參照顏啟傳[12]、林立和劉德良[13]、李娟等[14]的方法，計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，以種子發(fā)芽數(shù)達(dá)到高峰時(shí)計(jì)算其發(fā)芽勢，計(jì)算公式[10]：

式中，n為正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供測種子總數(shù)，Gt為不同時(shí)間t的發(fā)芽粒數(shù)，Dt為發(fā)芽試驗(yàn)天數(shù)，Gpt為達(dá)到高峰日時(shí)的發(fā)芽粒總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較,并采用SPSS對3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型，采用二次曲線、復(fù)合曲線、生長曲線、對數(shù)曲線、三次曲線、S曲線、指數(shù)曲線、逆函數(shù)、冪函數(shù)和邏輯函數(shù)等10種曲線進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 7個(gè)浸種時(shí)間處理差異性評價(jià)

對7個(gè)處理發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行組間和組內(nèi)的單因素方差分析，結(jié)果表明，浸種24、48、72和96 h共4個(gè)處理發(fā)芽率較高，其中浸種48 h發(fā)芽率最高， 4個(gè)處理間發(fā)芽率差異不顯著，與其他3個(gè)處理發(fā)芽率差異顯著（P＜0.05）；浸種12和144 h處理發(fā)芽率較低，分別與其他處理差異顯著（P＜0.05）。浸種48、72、96和120 h等4個(gè)處理發(fā)芽勢較高，4個(gè)處理間發(fā)芽勢差異不顯著（P＜0.05）；浸種12 h處理發(fā)芽勢較低，與其他處理差異顯著（P＜0.05）；浸種48 h發(fā)芽勢最高，與處理12、24和144 h 3個(gè)處理差異顯著（P＜0.05）。浸種48、72和96 h處理發(fā)芽指數(shù)較高，其中浸種48 h發(fā)芽指數(shù)最高，此3個(gè)處理間發(fā)芽指數(shù)差異不顯著（P＜0.05），浸種12和144 h處理發(fā)芽指數(shù)較低，分別與其他處理差異顯著（P＜0.05）。綜合發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)3個(gè)指標(biāo)，馬尾松浸種時(shí)間為48 h的發(fā)芽最好（表1）。

2.2 3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)建模分析

3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均為三次曲線擬合度最高，因此，采用三次曲線建立發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)模型。

2.2.1 發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型和曲線圖 采用三次曲線建立的發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型如下：

式中，x=浸種時(shí)間，Y1=發(fā)芽率。

根據(jù)擬合的發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型，繪制浸種時(shí)間—發(fā)芽率曲線（圖1）。結(jié)果表明隨著浸種時(shí)間延長，發(fā)芽率呈由低到高再到低的趨勢，在浸種水溫21 ℃下最佳浸種時(shí)間為48 h。馬尾松浸種48 h的發(fā)芽率比傳統(tǒng)浸種24 h的高出1.26個(gè)百分點(diǎn)。

表1 不同浸種時(shí)間對馬尾松種子發(fā)芽能力的影響Table 1 Effect of soaking time on seeds germination ability of P. massoniana

圖1 不同浸種時(shí)間下馬尾松種子的發(fā)芽率Fig. 1 Germination rate of P. massoniana seed at different soaking time

圖2 不同浸種時(shí)間下馬尾松種子的發(fā)芽勢Fig. 2 Germination potential ofP. massoniana seed at different soaking time

2.2.2 發(fā)芽勢數(shù)學(xué)模型和曲線圖 采用三次曲線建立的發(fā)芽勢數(shù)學(xué)模型如下：

式中， x= 浸種時(shí)間，Y2=發(fā)芽勢。

根據(jù)擬合的發(fā)芽勢數(shù)學(xué)模型繪制浸種時(shí)間—發(fā)芽勢曲線（圖2）。結(jié)果表明隨著浸種時(shí)間延長，發(fā)芽勢呈由低到高再到低的趨勢，在浸種水溫21℃下最佳浸種時(shí)間為48 h。馬尾松浸種48 h的發(fā)芽勢比傳統(tǒng)浸種24 h的高出11.11個(gè)百分點(diǎn)。

2.2.3 發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型和曲線圖 采用三次曲線建立的發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型如下：

式中， x= 浸種時(shí)間，Y3=發(fā)芽指數(shù)。

根據(jù)擬合的發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型，繪制浸種時(shí)間—發(fā)芽指數(shù)曲線（圖3）。結(jié)果表明隨著浸種時(shí)間延長，發(fā)芽指數(shù)呈由低到高再到低的趨勢，在浸種水溫21 ℃下最佳浸種時(shí)間為48 h。馬尾松浸種48 h的發(fā)芽指數(shù)比傳統(tǒng)浸種24 h的高出12.79個(gè)百分點(diǎn)。

圖3 不同浸種時(shí)間下馬尾松種子的發(fā)芽指數(shù)Fig. 3 Germination index of P. massoniana seed at different soaking time

3 結(jié)論與討論

3.1 任雅君等[15]人對藍(lán)花楹(Jacaranda acutifolia)在2種水溫浸種下的發(fā)芽試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，種子萌發(fā)過程中所進(jìn)行的一系列生理生化過程，均是在一系列酶的催化下完成，而酶催化反應(yīng)與溫度密切相關(guān)，不同水溫浸種對藍(lán)花楹種子的萌發(fā)有明顯影響。陳國彪等[16]人對西南樺（Betula alnoides)在4種培育溫度下的發(fā)芽試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，培育溫度對西南樺種子的發(fā)芽率并無顯著影響，但對其發(fā)芽速度、芽苗生長速度影響顯著。本試驗(yàn)為浸種清水溫度21 ℃、室溫22 ℃下的試驗(yàn)結(jié)果，但不同浸種水溫和室溫下的馬尾松發(fā)芽情況可能不同。

3.2 對于浸種時(shí)間對種子活力的影響觀點(diǎn)不一，一般以種子完成物理吸水過程為好。范鎮(zhèn)貞等[17]對嘉氏羊蹄甲（Bauhinia galpinii）種子及李淑嫻等[8]對山桐子的浸種試驗(yàn)表明，吸水不充分會(huì)降低種子發(fā)芽率，浸種時(shí)間過長會(huì)造成種子腐爛，試驗(yàn)結(jié)果與本試驗(yàn)相似。

3.3 通過采用10種曲線擬合，3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均為三次曲線擬合度最高。在12～144 h 時(shí)間內(nèi)，曲線反映3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)由低到高、再到低的過程，與試驗(yàn)結(jié)果相吻合。

3.4 在7個(gè)浸種時(shí)間中，3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均呈現(xiàn)由低到高再到低的趨勢，在浸種水溫21℃下最佳浸種時(shí)間為48 h。目前馬尾松浸種時(shí)間普遍為24 h，根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果,馬尾松浸種48 h的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別比浸種24 h的高出1.26、11.11和12.79個(gè)百分點(diǎn)。

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