不同光照時間對毛紅椿種子活力的影響

， ， ， ， (湖北省林業(yè)科學(xué)研究院， 武漢 430075)

不同光照時間對毛紅椿種子活力的影響

王瑞文，李玲，郭赟，黃艷，張新葉
(湖北省林業(yè)科學(xué)研究院， 武漢 430075)

研究了不同光照時間對不同家系毛紅椿種子活力特性的影響。結(jié)果表明：全黑暗、全光照條件下均會抑制種子活力；光照16 h條件下毛紅椿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、苗高顯著高于其它光照處理；宣恩5號、宣恩4號、宣恩6號3個家系種子發(fā)芽率高于其它家系；宣恩4號家系種子發(fā)芽勢最高，出苗最整齊；建始家系幼苗生長最快，苗高最高。宣恩1號種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)最低。

毛紅椿； 光照時間； 種子活力

毛紅椿(Toonaciliatavar.pMbescells)屬楝科香椿屬落葉高大喬木，是南方地區(qū)的速生鄉(xiāng)土用材樹種[1]。由于天然更新慢，數(shù)量少，于1991年被我國列為第一批Ⅱ級保護(hù)的珍貴瀕危樹種[2]。近年來對毛紅椿的研究主要集中在天然林群體分布、生物學(xué)特性、生長特性以及育苗、引種栽培技術(shù)等方面[3]。在毛紅椿種子方面的研究報道較少，少量學(xué)者分別進(jìn)行了儲藏方法、吸濕-回干處理、溫度、光照、不同基質(zhì)、酸脅迫、枯落物厚度對毛紅椿種子發(fā)芽特性的影響[4-6]。毛紅椿種子大小年現(xiàn)象明顯，且種子常溫下不耐貯藏易失活，嚴(yán)重限制了種苗生產(chǎn)和資源開發(fā)，因此探討提高毛紅椿種子發(fā)芽率及苗木成活率的條件尤為重要。本試驗以不同家系毛紅椿種子為材料，研究了光照時間對種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、苗高、活力指數(shù)的影響，以期為提高毛紅椿種子發(fā)芽率和苗木成活率，為保護(hù)珍稀的毛紅椿種質(zhì)資源與促進(jìn)種群更新以及在不同土壤地區(qū)播種育苗、引種栽培提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗材料為7個家系的毛紅椿種子，采自湖北省恩施自治州宣恩縣和建始縣，采種的毛紅椿母樹生長健壯，樹齡30～50年，為天然林分布。當(dāng)蒴果未開裂且為褐色時采摘，種子采回后曬干脫粒除雜，放置于4 ℃冰箱中冷藏備用。

1.2 方 法

取冷藏毛紅椿種子播種于鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中(以培養(yǎng)皿內(nèi)無積液為度)，置于(25±1)℃設(shè)置不同光照時間段的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，設(shè)置4個光照處理，分別為0，8，16,24 h。培養(yǎng)7 d后統(tǒng)計發(fā)芽率(以子葉和下胚軸均伸出種皮達(dá)到種子長度一半時記為發(fā)芽)及發(fā)芽勢,測量胚根長度和幼苗長度，并計算種子簡易活力指數(shù)。

表1 不同光照時間下不同家系間毛紅椿種子發(fā)芽指標(biāo)

發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢胚根長度(cm)苗高長度(cm)發(fā)芽指數(shù)宣恩1號0h0．72±0．080．29±0．081．27±0．091．63±0．091．18±0．158h0．68±0．110．62±0．082．31±0．263．43±0．252．27±0．2916h0．81±0．100．82±0．042．49±0．073．78±0．342．80±0．3024h0．79±0．070．73±0．092．37±0．103．36±0．172．63±0．29宣恩2號0h0．88±0．070．40±0．121．48±0．072．04±0．111．80±0．218h0．92±0．020．77±0．12．32±0．173．81±0．252．68±0．3616h0．86±0．050．89±0．022．54±0．253．84±0．233．24±0．3424h0．73±0．030．72±0．052．01±0．152．91±0．392．80±0．17宣恩3號0h0．83±0．030．43±0．091．69±0．202．38±0．311．99±0．348h0．89±0．050．71±0．082．38±0．024．01±0．173．06±0．2916h0．91±0．080．89±0．022．94±0．284．13±0．213．77±0．2824h0．80±0．140．88±0．022．46±0．073．44±0．133．23±0．20宣恩4號0h0．90±0．070．5±0．031．57±0．102．21±0．151．99±0．278h0．91±0．100．97±0．011．88±0．473．18±0．343．24±0．1716h0．87±0．070．92±0．112．08±0．093．57±0．103．09±0．1524h0．96±0．030．93±0．072．45±0．163．55±0．203．04±0．32宣恩5號0h0．94±0．070．37±0．051．43±0．151．95±0．311．85±0．388h0．94±0．050．67±0．071．43±0．352．58±0．21249±0．1016h0．94±0．050．92±0．052．26±0．233．25±0．073．06±0．3324h0．89±0．120．87±2．17±0．092．63±0．272．24±0．12宣恩6號0h0．92±0．020．2±0．081．40±0．131．93±0．161．78±0．118h0．91±0．040．48±0．242．32±0．212．71±0．473．03±0．2816h0．94±0．070．94±0．042．64±0．234．00±0．563．78±0．2524h0．79±0．030．77±0．151．30±0．363．33±0．252．13±0．32建始1號0h0．82±0．050．41±0．151．60±0．082．28±0．081．87±0．078h0．87±0．030．83±0．072．34±0．344．30±0．282．88±0．3416h0．80±0．010．82±0．022．71±0．494．47±0．483．67±0．3824h0．85±0．130．83±0．072．50±0．103．33±0．523．57±0．13均方0．055??0．073??0．46??1．30??1．06??F值9．317．025．096．265．11

注：“**”表示1 %水平上差異極顯著。

發(fā)芽率(%)=(n/N)×100%，式中n為發(fā)芽的種子數(shù)，N為供試種子總數(shù)；

發(fā)芽勢(%)=種子發(fā)芽最高峰時的發(fā)芽總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;

簡易活力指數(shù)=發(fā)芽率×幼苗高度(cm)[8]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SAS 8.1和Excel軟件對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同家系間毛紅椿種子活力指標(biāo)差異

對不同光照條件下，不同家系間毛紅椿種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、胚根長度、苗高及發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行了測量、計算、方差分析及多重比較(見表1)。 結(jié)果表明，不同家系在種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、胚根長度、苗高及發(fā)芽指數(shù)等指標(biāo)上差異極顯著。

宣恩5號、宣恩4號、宣恩6號種子發(fā)芽率(分別為93%、91%、89%)極顯著高于其他4個種源種子發(fā)芽率，宣恩1號種子發(fā)芽率最低，為75%。宣恩4號種子發(fā)芽勢最高，為83.2%，出芽最整齊，宣恩6號發(fā)芽勢最低，為59.7%，與宣恩1號61.6%差異不顯著。

宣恩3號胚根最長(為2.37 cm),其次為建始1號，胚根長度為2.29 cm，二者之間差異不顯著，極顯著高于其它5個家系種苗胚根長度，宣恩5號家系胚根最短(為1.82 cm)。7個家系中，建始種源苗高最高(為3.59 cm),與宣恩3號苗高差異不顯著，宣恩5號苗高極顯著低于其它種源，僅為2.60 cm。

宣恩3號、建始1號、宣恩4號等3個種源之間種子活力指數(shù)差異不顯著，分別為3.01、2.99、2.84，但顯著高于其它4個種源種子活力指數(shù)，宣恩1號種子活力指數(shù)最低，為2.21。

2.2 不同光照時間下毛紅椿種子發(fā)芽率的變化

光照時間對毛紅椿種子發(fā)芽率的影響達(dá)到顯著水平(ANOA,plt;0.05)。由圖1可看出，不同家系毛紅椿種子發(fā)芽率隨光照時間延長呈先上升后下降的趨勢，16 h到達(dá)最大值。不同家系變化過程不同，隨光照時間延長宣恩1號、宣恩2號、宣恩6號3個家系種子發(fā)芽率上升趨勢明顯，光照16 h時達(dá)到最大值；光照從0 h增加到8 h，建始1號、宣恩3號2個家系種子發(fā)芽率變化變化不大，隨著光照時間從8 h增加到16 h，發(fā)芽率也快速增長到最大值；宣恩4號、宣恩5號2個家系種子發(fā)芽率緩慢上升，不同光照時間下，發(fā)芽率變化不大。

圖1 不同光照時間對毛紅椿種子發(fā)芽率的影響

多重比較顯示，發(fā)芽效果為：16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h；光照16，8，24 h條件下，種子發(fā)芽率差異不顯著，顯著高于0 h(全黑暗)條件下種子發(fā)芽率。適當(dāng)?shù)墓庹諘r間能夠提高毛紅椿種子發(fā)芽率，光照時間過長、過短會抑制毛紅椿種子發(fā)芽率。

2.3 光照時間對毛紅椿種子發(fā)芽勢的影響

方差分析顯示，光照時間對種子發(fā)芽勢產(chǎn)生極顯著影響(ANOA,plt;0.01)。由圖2可看出，光照時間從0 h增加到16 h，不同家系毛紅椿種子發(fā)芽勢均直線上升，光照16 h時發(fā)芽勢最高，24 h全光照狀態(tài)下種子發(fā)芽勢有所降低。多重比較顯示，對發(fā)芽勢的影響為16 hgt;24 hgt;8 hgt;0 h。

圖2 不同光照時間對毛紅椿種子發(fā)芽勢的影響

2.4 不同光照時間對胚根長度的影響

方差分析顯示，光照時間對種子胚根長度產(chǎn)生了極顯著的影響(ANOA,plt;0.01)。隨著光照時間延長，不同家系毛紅椿胚根生長呈先上升后下降的趨勢，光照16 h時7個家系胚根均達(dá)到最大值。光照時間從0 h增加到16 h，宣恩1號、宣恩2號、宣恩3號、建始1號等4個家系胚根長度增長較快，宣恩4號家系一直呈緩慢增長；光照時間從0 h增加到8 h，宣恩5號、宣恩6號2個家系胚根長度增長較緩，8 h增加到16 h,2個家系胚根增長速度較快。多重比較顯示，對胚根長度的影響為16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h。

圖3 不同光照時間對胚根長度的影響

2.5 不同光照時間對苗高的影響

方差分析顯示，光照時間對苗高生長產(chǎn)生了極顯著的影響(ANOA,plt;0.01)。隨著光照時間延長，苗高生長呈先上升后下降的趨勢，光照16 h，7個家系苗高達(dá)到最大值，為3.72 cm。多重比較顯示，光照16 h 與光照24 h 苗高差異不顯著,極顯著高于光照8 h下苗高，全黑暗條件下苗高最低。

2.6 不同光照時間對毛紅椿種子活力指數(shù)的影響

方差分析顯示，光照時間對種子活力指數(shù)產(chǎn)生了極顯著的影響(ANOA,plt;0.01)。隨著光照時間延長，毛紅椿7個家系種子的活力指數(shù)均呈先上升后下降的趨勢，在0 h(全黑暗)狀態(tài)下活力指數(shù)最小，在光照16 h達(dá)到最大值。不同種源種子變化過程不同，宣恩5號、宣恩6號隨著光照時間增長到8 h，種子活力指數(shù)變化不大，光照時間從8 h增加到16 h，種子活力指數(shù)快速增加到最大值。其它5個種源種子活力指數(shù)隨著光照時間增長到8 h,種子活力指數(shù)增加較多，光照時間從8 h增加到24 h后，種子活力指數(shù)增加較少。多重比較顯示，光照時間對種子活力指數(shù)影響為16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h。

圖4 不同光照時間對毛紅椿種子苗高的影響

圖5 不同光照時間對毛紅椿種子活力指數(shù)的影響

3 結(jié)論與討論

光照是影響種子萌發(fā)的重要因素，它可以刺激某些種子萌發(fā)，也可以抑制某些種子萌發(fā)[9-10]。根據(jù)對光照反應(yīng)的要求不同，將種子分為需光種子、忌光種子和中性種子[11]。有研究表明：一些中性種子在其萌發(fā)過程中對光照沒有特殊的要求，但適宜的光照可加快種子萌發(fā)進(jìn)程[12-13]。王金厚等[4]、張麗等[5-6]分別研究了光照對毛紅椿種子發(fā)芽率的影響，張麗研究結(jié)果顯示，24 h全黑暗條件下種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢極顯著高于8 h光照及24 h光照條件下的種子，但本試驗中未設(shè)置16 h光照處理；王金厚研究表明，光照處理時間分別為24 h和全黑暗，并且光照時間對發(fā)芽率、發(fā)芽勢的影響受播種基質(zhì)的影響，研究中也未設(shè)置16 h光照處理。本研究在前人研究基礎(chǔ)上，對光照處理時間進(jìn)行了細(xì)化，結(jié)果表明，全黑暗(0 h)、全光照(24 h)在一定程度上抑制毛紅椿種子各項活力指標(biāo)，一定時間(16 h)的光照會促進(jìn)毛紅椿種子萌發(fā)。該研究結(jié)果也可能是毛紅椿在林冠上層植物茂盛，郁閉度高的天然群落下種子萌發(fā)率低的原因之一。

不同家系間種子活力差異顯著。宣恩1號種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)最低；宣恩4號家系種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)最高；宣恩5號幼苗胚根長度及苗高最??；宣恩3號種子胚根長度最長；建始家系苗高最高。不同家系間差別也說明了不同基因型之間的差異，而差異的實質(zhì)涉及到種子的蛋白、糖、核酸、脂肪酸、揮發(fā)性物質(zhì)如乙醛、膜的透性、酶的活性、呼吸強(qiáng)度、脂質(zhì)過氧化、修復(fù)機(jī)制等多方面的變化[14]。同時，試驗中采種母株年齡的差異，這也可能對種子的活力產(chǎn)生一定的影響。

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Effect of Illumination Time on the Seedling Activity ofToonaciliatevar. pubescens

WANGRuiwen，LILing，GUOYun，HUANGYan，ZHANGXinye
(Hubei Academy of Forestry Sciences, Wuhan 430075，China)

The influence of illumination time on the seedling activit ofToonaciliatevar.pubescens were studied.The results showed that the seed vitality was suppressed under full darkness or full illumination condition.The seed germination rate,the germination energy,the seed vigor index and the seedling height were higher under 16 h illumination than other illumination treatments.The seed germination rate of Xuanen No.4、Xuanen No.5、Xuanen No.6 were higher than the other families.The germination energy of Xuanen No.4 was the highest.The seedling height of Jianshi was the highest.The seed germination rate,the germination energy and the seed vigor index of Xuanen No.1 was the lowest.

Toonaciliatevar. pubescens； illumination time； seed activity

2016-11-19

湖北省林科院青年科技基金項目：紅椿種質(zhì)資源收集及無性快繁技術(shù)研究 (2016 YQNJJ 07)。

王瑞文(1985—)，女，山東泰安人；碩士研究生，助理研究員，主要從事林木遺傳育種工作；E-mail：258016496@qq.com。

張新葉，女，研究員，研究方向：林木遺傳育種；E-mail：ydyxy73@aliyun.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.05.040

S 792.99

A

1001-4705(2017)05-0040-04