3種檉柳屬植物種子萌發(fā)特性研究

劉帥 付和平 藍登明 楊陽 劉俊良

摘要[目的]研究3種檉柳屬植物種子萌發(fā)特性。[方法]以多枝檉柳、中國檉柳和細穗檉柳為研究對象，用沙床室溫試驗?zāi)M自然環(huán)境，研究不同溫度脅迫、不同濃度NaCl鹽脅迫、不同濃度聚乙二醇（PEG-6000）干旱脅迫下3種檉柳屬植物的種子萌發(fā)特性。[結(jié)果]在15、20、25、30、35 ℃下，多枝檉柳和中國檉柳在25 ℃時萌發(fā)率最高，分別可達84.00%、97.34%；細穗檉柳在20 ℃萌發(fā)率最高，為7134%；NaCl溶液對種子萌發(fā)均有抑制作用；在干旱脅迫下，PEG濃度小于45%時對多枝檉柳種子萌發(fā)有促進作用，對中國檉柳有抑制作用，PEG濃度小于30%時對細穗檉柳種子萌發(fā)有促進作用。[結(jié)論]該研究可為擴大檉柳屬植物資源提供科學依據(jù)。

關(guān)鍵詞檉柳；溫度；鹽脅迫；干旱脅迫；種子發(fā)芽

中圖分類號S722.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）11-0130-03

Abstract[Objective]To study the seed germination characteristics of 3 species of Tamarix.[Method]Taking Tamarix ramosissima， Tamarix chinensis， Tamarix leptostachys as research object， simulation of natural environment with sand bed room temperature test， the characteristics of seed germination of 3 species of Tamarix under different temperature stress， different concentrations of NaCl salt stress and different concentrations of polyethylene glycol （PEG6000）of drought stress was studied.[Result] At 15，20，25，30，35 ℃， the germination rate of Tamarix ramosissima and Tamarix chinensis reached highest at 25 ℃， which were 84.00%， 97.34%， respectively.The germination rate of Tamarix leptostachys was highest at 20 ℃， which was about 71.34%.In the PEG environment， the PEG concentration less than 45% can promote seed germination of Tamarix ramosissima and inhibit seed germination of Tamarix chinensis.The PEG concentration less than 30% can promote seed germination of Tamarix leptostachys. [Conclusion]The study can provide scientific basis for expanding the resources of Tamarix.

Key wordsTamarixs；Temperature；Salt stress；Drought stress；Seed germination

檉柳屬植物起源古老，多為灌木或小喬木，全世界有90余種，中國產(chǎn)18種（新疆15種），主要分布于新疆、青海、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等西北省區(qū)，喜生荒漠區(qū)域河漫灘、沖積平原和低凹鹽堿地，生長在地下水位較高的各類鹽漬化土壤上，具有較強的抗鹽、耐旱和耐高溫等特性，具有良好的防風固沙效果[1-3]。檉柳屬植物作為干旱、半干旱區(qū)沙荒地和鹽堿地上廣泛分布的一類重要灌木，以其獨特的生物、生態(tài)學特性和重要的生態(tài)、社會經(jīng)濟作用引起了人們的重視，是中亞生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵種[4]。多枝檉柳（Tamarix ramosissima）、中國檉柳（Tamarix chinensis）和細穗檉柳（Tamarix leptostachys）都是檉柳屬（Tamarix）耐鹽堿種類[5]，是荒漠地區(qū)優(yōu)良的防風固沙造林樹種，并具有良好的觀賞價值[6]。國內(nèi)外學者對檉柳屬植物的形態(tài)、群落生態(tài)及植物化學進行了大量研究[7-13]，但目前關(guān)于檉柳屬植物的引種栽培、種源繁育方面的報道較少[14-16]。

種子是檉柳屬植物自然種群更新的重要器官之一。鹽漬環(huán)境下的種子萌發(fā)是鹽生植物生長的關(guān)鍵及敏感階段[17]，其萌發(fā)能力、耐鹽能力和耐干旱能力往往影響著植物種群的分布范圍。因此，對生活周期中關(guān)鍵階段的種子萌發(fā)行為的認識，是檉柳屬植物繁殖生物學特性研究的重要內(nèi)容之一。筆者研究內(nèi)蒙古額濟納地區(qū)廣布的多枝檉柳、中國檉柳和細穗檉柳在溫度、鹽脅迫和干旱脅迫下的種子萌發(fā)特性，旨在為選育適宜防風固沙耐干旱的檉柳品種提供科學依據(jù)。

1材料與方法

1.1研究區(qū)概況檉柳屬植物種子于2016年8月中旬采自內(nèi)蒙古阿拉善盟額濟納紅柳海景區(qū)。額濟納旗地處我國北疆，位于內(nèi)蒙古自治區(qū)最西端。地理坐標97°10′～103°07′ E，39°52′～42°47′ N，屬內(nèi)陸干燥氣候，具有干旱少雨、蒸發(fā)量大、日照充足、溫差較大、風沙多等氣候特點。年均氣溫83 ℃，1月平均氣溫-11.6 ℃，極端低溫-36.4 ℃，7月平均氣溫26.6 ℃，極端高溫42.5 ℃，年日均氣溫8.6 ℃。無霜期天數(shù)最短179 d，最長227 d。日均氣溫0 ℃以上持續(xù)時期為3月中旬至10月下旬。年均降水量37.00 mm，年極端最大降水量103.00 mm，最小降水量7.00 mm，年均蒸發(fā)量3 841.51 mm，春、冬季各月發(fā)生較多，尤以春季為甚。年均≥8級以上大風日數(shù)44 d，大風常伴隨沙塵暴，年均沙塵暴次數(shù)14次[18]。

1.2試驗材料3種供試檉柳屬植物分別為多枝檉柳、中國檉柳和細穗檉柳，種子采摘后在室溫下通風晾干，備用。供試儀器：冰箱，GXZ智能型光照培養(yǎng)箱，90 mm培養(yǎng)皿等。

1.3試驗方法

1.3.1預(yù)處理。將3個檉柳屬植物的種子分別置于紙床和沙床不同介質(zhì)的發(fā)芽床進行發(fā)芽試驗，記錄發(fā)芽率。預(yù)冷處理：在發(fā)芽前，先將待測各重復(fù)樣品在恒溫4 ℃下預(yù)冷7 d，打破種子休眠，然后置入對應(yīng)發(fā)芽床進行發(fā)芽試驗。

1.3.2自然條件模擬。將沙土過35目篩，用0.50 mm篩網(wǎng)篩出沙粒大小均勻不含微粒和大粒的沙土，用蒸餾水洗滌沙土，于130 ℃烘1 h進行消毒；將消毒后的沙土置入邊長100 mm正方形塑料盆中，土深約為塑料盒高的2/3，用蒸餾水潤濕，置于室溫（28～34） ℃，并時常滴加蒸餾水保持細沙濕潤，直至萌發(fā)結(jié)束[19-20]。

1.3.3溫度脅迫對種子萌發(fā)的影響。挑選成熟飽滿的新鮮種子（不去種子毛），50粒1組，3次重復(fù)。將種子置于直徑為90 mm墊有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，滴加蒸餾水并保持濾紙濕潤，每天觀察種子發(fā)芽情況， 記錄種子發(fā)芽數(shù)。設(shè)置5個恒溫周期15、20、25、30和35 ℃。萌發(fā)結(jié)束時選出最佳發(fā)芽溫度，為鹽脅迫和干旱脅迫試驗提供溫度標準。萌發(fā)試驗在光照強度為3 000 lx（暗：光=12 h：12 h）的培養(yǎng)箱中進行。

1.3.4鹽脅迫對種子萌發(fā)的影響。NaCl濃度分別設(shè)0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7 mol/L 8個梯度，每天用等量補水法補充蒸餾水，以保證NaCl濃度。分別測定3種檉柳屬植物種子在不同濃度NaCl溶液中的發(fā)芽情況。

1.3.5干旱脅迫對種子萌發(fā)的影響。聚乙二醇（PEG-6000）濃度分別設(shè)為0%、5%、10%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65% 13個梯度。按照等量補水法保持PEG濃度，分別測定3種檉柳屬植物種子在不同濃度PEG溶液中的發(fā)芽情況。

1.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)采用2010 Excel軟件處理。

發(fā)芽率和發(fā)芽勢計算方法[21-22]：

發(fā)芽率=發(fā)芽終期全部正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽勢=規(guī)定天數(shù)內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)（2 d）/供試種子數(shù)×100%

2結(jié)果與分析

2.1自然條件下3種檉柳屬植物種子的萌發(fā)情況3種檉柳屬植物種子在沙床中培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計萌發(fā)率和發(fā)芽勢，結(jié)果見表1。由表1可知，3種檉柳屬植物種子的萌發(fā)率從大到小依次為中國檉柳、多枝檉柳、細穗檉柳；發(fā)芽勢從大到小依次為中國檉柳、多枝檉柳、細穗檉柳。

2.2溫度脅迫對3種檉柳屬植物種子萌發(fā)的影響

2.2.1發(fā)芽率。3種檉柳屬植物種子在蒸餾水中培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計萌發(fā)率，結(jié)果見表2。由表2可知，隨著溫度的升高，3個檉柳品種種子發(fā)芽率呈先增大后減小的趨勢，萌發(fā)率從大到小依次為中國檉柳、多枝檉柳、細穗檉柳。

2.2.2發(fā)芽勢。從圖1可以看出，隨著溫度的升高，細穗檉柳種子的發(fā)芽勢先上升后下降再上升，在30 ℃出現(xiàn)拐點；多枝檉柳種子的發(fā)芽勢先下降后上升再下降，在20 ℃時出現(xiàn)較低值；隨著溫度的升高，中國檉柳的發(fā)芽勢呈上升趨勢，在20～35 ℃時，發(fā)芽勢趨于穩(wěn)定，說明中國檉柳受溫度的影響較小。

2.3鹽脅迫對3種檉柳屬植物種子萌發(fā)的影響

2.3.1發(fā)芽率。3個檉柳屬植物種子在NaCl溶液中培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計發(fā)芽率，結(jié)果見表3。由表3可知，隨著NaCl濃度的升高，各品種種子發(fā)芽率隨之降低，發(fā)芽率從大到小依次為中國檉柳、多枝檉柳、細穗檉柳。

2.3.2發(fā)芽勢。從圖2可以看出，隨著NaCl濃度的升高，3個品種種子的發(fā)芽勢均呈下降趨勢，中國檉柳的發(fā)芽勢下降浮動較大，到0.7 mol/L時發(fā)芽勢接近0，說明中國檉柳受NaCl脅迫影響較大。多枝檉柳的發(fā)芽勢大于中國檉柳和細穗檉柳，0.7 mol/L時發(fā)芽勢均為0。

2.4干旱脅迫對3種檉柳屬植物種子萌發(fā)的影響

2.4.1發(fā)芽率。3種檉柳屬植物種子在PEG溶液中培養(yǎng)7 d后，統(tǒng)計發(fā)芽率，結(jié)果見表4。由表4可知，隨著PEG濃度的升高，3種檉柳種子的發(fā)芽率呈先上升后下降的趨勢。其中，中國檉柳發(fā)芽率最高，其次多枝檉柳，細穗檉柳發(fā)芽率最低。

2.4.2發(fā)芽勢。從圖3可以看出，隨著PEG濃度的升高，3個檉柳品種種子的發(fā)芽勢均呈先上升后下降趨勢；PEG濃度大于20%時，發(fā)芽勢均呈下降趨勢，PEG濃度為5%～20%時，對3個檉柳品種的種子萌發(fā)有促進作用。PEG濃度為圖2鹽脅迫下3種檉柳屬植物種子的發(fā)芽勢

Fig.2Germination potential of seeds of 3 species of Tamarix under salt stress65%時，中國檉柳的發(fā)芽勢為0。PEG濃度大于30%時，細穗檉柳的發(fā)芽勢迅速下降，65%濃度下發(fā)芽勢為0。PEG濃度在5%～30%時對中國檉柳和多枝檉柳種子的萌發(fā)均有促進作用。

3結(jié)論

該研究結(jié)果表明，多枝檉柳和中國檉柳在25 ℃下發(fā)芽率最高，分別達84.00%、97.34%，細穗檉柳在20 ℃下發(fā)芽率最高，達77.34%；砂床培養(yǎng)中，中國檉柳的發(fā)芽率最高，為76.00%；NaCl對3種檉柳種子均有抑制作用；在PEG環(huán)境下，PEG濃度在5%～30%時對多枝檉柳和中國檉柳均有促進作用，PEG濃度小于30%對細穗檉柳種子萌發(fā)有促進作用。

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