貯藏溫度和貯藏時間對垂柳種子生活力的影響

曹幫華，史峻峰，張 鑫，李業(yè)宇，祁 琳，秦光華

（1.山東農(nóng)業(yè)大學林學院，山東泰安271010；2.東平縣第二苗圃，山東東平271010；3.山東省林業(yè)科學研究院，山東濟南250014）

垂柳（Salix babylonica）易繁殖，對環(huán)境的適應性很廣，喜光，喜濕，耐寒，個別品種耐旱和耐鹽堿，在長江流域、黃河流域和其他各地均有栽培，為道旁、水邊等常用綠化樹種[1-3]。 垂柳別名水柳、垂絲柳、垂枝柳，耐寒性比較好，萌芽力強，根系發(fā)達，生長速度快，能夠大量吸收二氧化硫，還是一個重要的環(huán)保樹種[4]。

垂柳常以扦插繁殖為主，可以保持母樹的優(yōu)良特點，很多的學者已經(jīng)對此進行了大量的研究[5-9]。柳樹也可播種育苗，同時通過雜交育種獲得的種子苗是育種和提高遺傳增益的最重要的手段[10]。但柳樹種子屬短命種子，因此如何安全、可靠地貯藏柳樹種子是亟需解決的問題[11]。發(fā)芽率[12]、發(fā)芽勢[13]、發(fā)芽指數(shù)[14]、發(fā)芽速[15]、活力指數(shù)[16]都是重要的播種品質(zhì)指標。本試驗以垂柳種子為研究對象，研究了不同儲藏溫度、儲藏時間對種子活力的影響，以期為柳樹良種繁育和種子儲藏提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

垂柳種子采自山東農(nóng)業(yè)大學南校區(qū)，4月中旬，柳樹種子近成熟，4月11日起，觀察種子蒴果的開裂情況，判斷采種時機。4月14日正式采種，獲得含有大量種子的柳絮，放置室溫條件下自然風干2～3天。

將充分風干的柳絮使用鑷子和小勺分離，得到可用的種子，密封放置供試驗用。

1.2 研究方法

1.2.1 試驗設計

用不同冰箱設置-20℃、-10℃、-5℃、4℃， 在加上常溫條件（20℃）共 5 個溫度梯度，貯藏 1、3、5、7天后，分別將不同溫度梯度處理的種子取出一定量，擺盤發(fā)芽，發(fā)芽床為濾紙發(fā)芽床，每盤100粒擺放到濾紙發(fā)芽床，每個處理3次重復，按照貯藏天數(shù)、溫度編號排好，放入消毒好的光照培養(yǎng)箱。

自擺盤發(fā)芽開始至第6天發(fā)芽試驗結(jié)束，第6天時統(tǒng)計幼苗總重量、平均苗重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力等指標。試驗期間每天檢查發(fā)霉長菌情況，并及時清理更換，定期補水，保證發(fā)芽環(huán)境濕潤、整潔，并對使用過程中的光照培養(yǎng)箱定期消毒、維護。

1.2.2 測定指標與方法

根據(jù)林木種子檢驗規(guī)程GB2772-1999，統(tǒng)計并記錄各處理的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽活力、簡易發(fā)芽活力等各項發(fā)芽指標。各計算公式如下：

B＝發(fā)芽期結(jié)束正常發(fā)芽種子數(shù)

A＝供測樣品種子總數(shù)

C＝發(fā)芽過程中日發(fā)芽種子數(shù)達到最高峰時，發(fā)芽的種子數(shù)

A＝供測樣品種子總數(shù)

(3)發(fā)芽指數(shù)

發(fā)芽指數(shù)(GI)＝∑(Gt/Dt)

式中：Gt＝在不同時間的發(fā)芽數(shù)

Dt＝相應的發(fā)芽日數(shù)

∑為總和

GI值與活力成正相關(guān)，發(fā)芽指數(shù)是指種子在失去發(fā)芽力之前已發(fā)生劣變的數(shù)量，發(fā)芽勢或發(fā)芽指數(shù)反映劣變情況，故二者比發(fā)芽率更能靈敏地表現(xiàn)種子活力。

(4)活力指數(shù)（Vigor index）

活力指數(shù)(VI)＝GI×S

S＝一定時期內(nèi)幼苗長度(cm)或幼苗重量(g)

GI＝發(fā)芽指數(shù)。

活力指數(shù)是種子發(fā)芽速率和生長量的綜合反映，是種子活力的更好指標。

（5）平均發(fā)芽速度

平均發(fā)芽速度是衡量種子發(fā)芽快慢的一個指標.在同一個樹種中,平均發(fā)芽速度的數(shù)值小,表示該批種子發(fā)芽速度大,發(fā)芽能力較好。

平均發(fā)芽速＝（∑D×n）/∑n

n＝相應各日正常發(fā)芽粒數(shù)

D＝從種子置床起的天數(shù)

1.3 數(shù)據(jù)分析

本試驗數(shù)據(jù)用Excel軟件作圖，用SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計分析，顯著性差異檢驗水平為P＜0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏溫度和貯藏時間對垂柳種子發(fā)芽能力的影響

隨貯藏天數(shù)的增加，可看出發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢。

不同貯藏溫度之間，低溫貯藏的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢高于常溫條件下貯藏的種子，但只有-10℃的貯藏條件下發(fā)芽率、發(fā)芽勢均明顯高于常溫（P＜0.01）（圖1、圖2）。-20℃貯藏條件下的種子發(fā)芽勢顯著低于其他貯藏溫度下的發(fā)芽勢 （P＜0.01）（圖3），說明極低的溫度破壞了種子結(jié)構(gòu)，降低了生活力。

不同貯藏天數(shù)之間，貯藏7天種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)低于其他貯藏天數(shù)下的相關(guān)指數(shù)，且差異極顯著（P＜0.01），貯藏3天的種子發(fā)芽指數(shù)顯著高于其他貯藏天數(shù)下的相關(guān)指數(shù)（P＜0.01）。發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)的變化趨勢相似，而種子發(fā)芽速則相反。

就發(fā)芽速與活力指數(shù)而言（圖4、圖5），五個溫度處理的發(fā)芽速都是先降低后升高的變化趨勢，-20℃貯藏條件下的發(fā)芽速在貯藏1天、3天及7天顯著高于其他溫度條件下的相同指數(shù)（P＜0.01）；20℃與-20℃條件下的活力指數(shù)趨勢是先升高后降低，而其它三種貯藏溫度是先升高后降低然后再升高，-10℃條件下貯藏1天、5天及7天活力指數(shù)是顯著高于其它溫度的（P＜0.01），-20℃條件下的活力指數(shù)明顯低于其他溫度條件下的活力指數(shù)（P＜0.01），但在此條件下貯藏7天的種子發(fā)芽速最快，其發(fā)芽速顯著大于其他貯藏天數(shù)下的種子（P＜0.01），且在此溫度下貯藏 1天的種子活力指數(shù)最低（P＜0.01），在-5℃條件下貯藏3天的種子活力指數(shù)最高（P＜0.01）。

2.2 貯藏溫度和貯藏時間對垂柳種子萌發(fā)幼苗重量的影響

在不同貯藏溫度下，就幼苗重而言（圖6），-10℃貯藏條件下貯藏1天、5天高于其他溫度條件下的幼苗重，并明顯高于-20℃、常溫條件下的幼苗重（P＜0.01）。在不同的貯藏天數(shù)下，貯藏1天的種子的幼苗重最小，且顯著低于其他天數(shù)的種子（P＜0.01）。

3 結(jié)論與討論

低溫環(huán)境中，種子內(nèi)部生理生化狀況和代謝速度等都會發(fā)生變化，從而影響種子的生活力[17]。從理論角度分析，低溫處理能營造與垂柳種子自然生境相近的萌發(fā)環(huán)境，提高種子的生活力。本研究結(jié)果表明，適當?shù)牡蜏?10℃、-5℃、4℃可以延緩垂柳種子的劣變，延長其貯藏時間，席沁[18]對偃松種子的研究以及張麗[19]對毛紅椿種子的研究都得到了類似的結(jié)果。本研究中只有-10℃條件下貯藏的種子，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)等指標都顯著優(yōu)于常溫條件的相關(guān)指標，可認為-10℃為種子的最佳貯藏溫度。極低的溫度-20℃破壞了種子結(jié)構(gòu)完整，降低了生活力，所以種子發(fā)芽勢、發(fā)芽速、活力指數(shù)均明顯降低。

貯藏7天種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)顯著降低，發(fā)芽速明顯提高。貯藏1天的種子芽重、活力指數(shù)2項指標明顯低于其他天數(shù)的種子。貯藏3天的種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)明顯高于其他貯藏天數(shù)下的相關(guān)指數(shù)。因此在貯藏3天的條件下能夠最好的保留種子物質(zhì)，提高種子的生活力。

本研究中，在低溫-5℃的條件下、貯藏3天是最佳組合，種子生活力最強，可應用于垂柳種子萌發(fā)及人工種苗培育的實踐中，有利于好苗、壯苗的形成，使垂柳資源得到更好的可持續(xù)開發(fā)與利用。