黃花風(fēng)鈴木的種子萌發(fā)特性初步研究

(嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院， 廣東 梅州 514015)

黃花風(fēng)鈴木(Tabebuiachrysantha)原產(chǎn)于中美洲、南美洲及墨西哥等地，是觀賞價值極高的觀花樹木,其花頂生，圓錐花序，萼筒成管狀，花冠金黃色，成漏斗狀。在3—4月間會開出黃色的花，先花后葉，果期在5—6月[1-3]。黃花風(fēng)鈴木是陽性植物，性喜高溫，耐熱，耐旱，萌芽能力強(qiáng)，容易移植，最適生長溫度為23～30 ℃，能忍耐的最低溫度為5 ℃，目前在我國熱帶和南亞熱帶地區(qū)栽培較廣，在海南、廣東、云南南部等地常用作庭院樹、行道樹和園林樹種。其繁殖方法有扦插、播種或高壓法等，播種是其主要方法，以春、秋為適期，種子萌發(fā)的適溫為24～28 ℃[3-6]。

本文主要探討光照、激素、播種基質(zhì)以及貯藏時間對種子萌發(fā)的影響，以了解種子萌發(fā)的外在因素，提高其發(fā)芽率，為其規(guī)模化繁殖育苗和園林推廣應(yīng)用提供更全面的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 材料的采集及處理

供試黃花風(fēng)鈴木種子于2017年5月份采自廣東省梅州市。梅州市地處粵東北，全境落在115°18′～116°56′E、23°23′～24°56′N之間，屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，日照充足，年均溫20.6～21.4 ℃，無霜期300 d以上，年均降雨量1 483～1 798 mm。

待莢果成熟，呈黃褐色，開始向下開裂反卷時，未開裂之前采集種子，以防止其隨風(fēng)飛散。采后陰干，莢果開裂后分離出種子，種子再陰干2～3 d后密封保存。然后，取出部分用于測量形態(tài)指標(biāo)及含水量，其余則用于萌發(fā)實驗、出苗實驗以及貯藏實驗。

1.2 果實和種子形態(tài)特征的觀察測定

隨機(jī)取出20個莢果，觀察并記錄莢果的形態(tài)特征，用刻度尺測定莢果的長度。隨機(jī)取出20粒種子，觀察記錄其形態(tài)特征，測量種子的長度、寬度和厚度。隨機(jī)從種子中數(shù)取3份試樣，每份試樣為100粒，用0.01的電子天平分別對每份試樣稱重(g)，重復(fù)3次。

1.3 種子含水量的測定

將稱量瓶清洗干凈，放入105 ℃恒溫箱中，烘4 h后取出，放于裝有活化硅膠的干燥器中。待稱量瓶冷卻至室溫后，在分析天平上稱重(W)。隨機(jī)挑選待測種子裝入已知重量的稱量瓶中，加蓋，每次取3份試樣，每份試樣的種子數(shù)量為100粒，在分析天平上準(zhǔn)確稱取其重量，記錄其種子鮮重和稱量瓶的總重量(W1)。然后揭開瓶蓋，將其置于(105±2)℃的恒溫干燥箱中烘23 h后，打開恒溫干燥箱的門，蓋上瓶蓋，用坩堝鉗將其取出，放入裝有活化硅膠的干燥器中，冷卻至室溫后，稱取和記錄干重樣品和稱量瓶的總重量(W2)。種子含水量以干重為基礎(chǔ)進(jìn)行計算：

種子含水量(%)=(W1-W2)/(W1-W)×100%。

1.4 種子的發(fā)芽實驗

隨機(jī)選取發(fā)育良好、形狀完整的種子30粒，置于下述的條件下進(jìn)行，3次重復(fù)。除了不同播種基質(zhì)下種子的出苗實驗外，其余種子的萌發(fā)基質(zhì)均為1%瓊脂。實驗期間，每天觀測并統(tǒng)計光照和黑暗培養(yǎng)組的萌發(fā)種子數(shù)。當(dāng)種子露白，即視為萌發(fā)。

表1 黃花風(fēng)鈴木種子的形態(tài)特征

莢果長度/cm百粒鮮重/g種子長度/cm種子寬度/cm種子厚度/mm種子含水量/%25.90±4.661.69±0.011.26±0.190.76±0.090.44±0.1314.43±0.03

注：表中數(shù)據(jù)等于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt。

式中：Gt為在播種后t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.4.1不同光照處理下種子的萌發(fā)試驗

將種子播于培養(yǎng)皿后，黑暗培養(yǎng)組的培養(yǎng)皿用透氣包裝紙包好，置于紙箱中培養(yǎng)，光照培養(yǎng)組的培養(yǎng)皿置于室內(nèi)自然光照下培養(yǎng)，每天光照時間為12 h。

1.4.2不同播種基質(zhì)下種子的出苗試驗

設(shè)5組試驗，在室外通風(fēng)陰涼處進(jìn)行出苗試驗。將種子分別植入黃土、砂、砂土(砂與黃土1∶1混合)、營養(yǎng)土、泥炭土作為播種基質(zhì)的花盆中，深度為3 cm，播種后再覆蓋1 cm厚的基質(zhì)。每2 d澆水1次，以保持基質(zhì)濕潤。當(dāng)子葉或真葉露出土壤的表面，即視為種子已出苗。每天觀察并統(tǒng)計出苗種子數(shù)。

出苗率(%)=(出苗種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

出苗指數(shù)=∑Et/Dt。

式中：Et為播種后t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

1.4.3激素對種子萌發(fā)的影響試驗

在100，300，500，700 mg·L-1的GA3和10，30，50，70 mg·L-1的6-BA溶液中浸種24 h，然后用清水沖洗數(shù)次，播于培養(yǎng)皿內(nèi)于常溫下培養(yǎng)。

1.4.4不同貯藏時間對種子萌發(fā)的影響試驗

將種子用塑料袋封口包好，置于常溫下貯藏3、6個月和9個月后于室溫中進(jìn)行萌發(fā)試驗。

1.5 數(shù)據(jù)分析處理

采用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖表整理，用SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用單因素方差分析進(jìn)行均值顯著性檢驗，采用Duncan方法進(jìn)行顯著性檢驗或多重比較檢驗。顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實和種子的形態(tài)特征

果實是蓇葖果，呈黃褐色，外披細(xì)絨毛，莢果中軸具厚實的肉質(zhì)胎座，種子成片狀附著在肉質(zhì)中軸上，每莢果有種子250粒左右，成熟時莢果長條形,向下開裂。莢果長度為23.714 8～28.075 2 cm，平均值為(25.90±4.66)cm。

種子的顏色為淺褐色，長條形，具膜狀薄翅。種子百粒鮮重為1.664 5～1.705 5 g，平均值為1.69 g；長度為1.165 8～1.344 2 cm，平均值為1.26 cm；寬度為0.718 7～0.801 3 cm，平均值為0.76 cm；厚度為0.383 9～0.504 1 cm，平均值為0.44 mm；含水量為13.61%～15.25%,平均值為14.43%(表1)。

2.2 不同光照處理對種子萌發(fā)的影響

種子在光照和黑暗條件下均能發(fā)芽，光照下的發(fā)芽率為34.44%，黑暗下為17.77%，且開始發(fā)芽的時間一致，均在播種后的第4天(圖1)。

圖1 不同光照處理對種子發(fā)芽率的影響

光照下，幼苗子葉呈現(xiàn)綠色，莖較粗壯，根系較發(fā)達(dá)，而在黑暗下，子葉呈現(xiàn)黃色，莖較細(xì)長，根系同樣較為發(fā)達(dá)。光照條件下種子的發(fā)芽指數(shù)為1.92±0.18，黑暗條件下為1.11±0.41(表2)。在光照下，發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于黑暗條件下，因此，光照能顯著促進(jìn)萌發(fā)。

表2 不同光照處理對種子萌發(fā)的影響

不同處理發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)光照34.44±1.931.92±0.18黑暗17.77±7.701.11±0.41

注：表中數(shù)據(jù)等于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

2.3 不同播種基質(zhì)對種子出苗的影響

種子在播種深度為3 cm的5種播種基質(zhì)中(圖2)，黃土中出苗最快，在播種5 d后開始出苗且出苗率最高，為42.22%；其次是營養(yǎng)土，出苗率為30.00%；砂土中為24.44%，剛開始時砂土中的出苗速度低于泥炭土和砂，但到了后期砂土的出苗率反而高于泥炭土和砂；泥炭土中出苗率為23.20%，砂中出苗率最低，僅有13.33%。黃土中出苗指數(shù)最高，為1.78±0.23；營養(yǎng)土次之，為1.17±0.11；砂土中的出苗指數(shù)與泥炭土中的無顯著差異，但都顯著高于砂中。其中砂土中為0.94±0.31，泥炭土中為0.97±0.39，砂中為0.55±0.24。由此可知，播種基質(zhì)對種子的萌發(fā)有著重要的影響。

圖2 播種基質(zhì)對種子出苗率的影響

圖3 播種基質(zhì)對種子出苗指數(shù)的影響

表3 不同播種基質(zhì)對種子出苗的影響

基質(zhì)類別出苗率/%出苗指數(shù)黃土42.22±5.09a1.78±0.23a砂13.33±5.77c0.55±0.24c砂土24.44±7.69bc0.94±0.31bc營養(yǎng)土30.00±3.33b1.17±0.11ab泥炭土23.20±8.74bc0.97±0.39bc

注：出苗率=平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，出苗指數(shù)=平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。這里的發(fā)芽指數(shù)是播種15 d后計算的值。數(shù)據(jù)后若含有相同的小寫字母，說明處理間的差異不顯著(p>0.05)，反之，則差異顯著。下同。

2.4 激素對種子萌發(fā)的影響

100，300，500，700 g·L-1GA3處理的發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)與清水對照組無顯著差異，說明100～700 mg·L-1GA3溶液對種子的萌發(fā)均無顯著影響(表4)。

表4 不同濃度GA3處理對種子萌發(fā)的影響

不同處理濃度/(mg·L-1)發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)清水028.89±5.09a1.23±0.25aGA310035.56±5.09a1.61±0.31aGA330031.11±5.09a1.53±0.39aGA350031.11±5.09a1.44±0.33aGA370028.87±7.70a1.26±0.38a

低濃度(10 mg·L-1)的6-BA處理之后,種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均高于清水對照。30 mg·L-16-BA溶液處理的種子發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)與清水對照無顯著差異，50，70 mg·L-1處理的反而低于對照，說明6-BA較高濃度(50，70 mg·L-1)處理對種子的萌發(fā)有一定抑制作用，而低濃度(10 mg·L-1)時有一定促進(jìn)作用。

表5 不同濃度6-BA處理對種子萌發(fā)的影響

不同處理濃度/(mg·L-1)發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)清水028.89±5.09ab1.23±0.25ab6-BA1037.78±8.39a1.67±0.31a6-BA3030.00±3.33ab1.50±0.44ab6-BA5024.44±1.93b1.20±0.15ab6-BA7024.44±1.93b1.09±0.82b

2.5 不同貯藏時間對種子萌發(fā)的影響

種子經(jīng)過3、6、9個月的貯藏后，在常溫下置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)萌發(fā)，結(jié)果表明，經(jīng)過3個月貯藏后，種子含水量為(12.16±3.09)%，在播種后第5天開始發(fā)芽，發(fā)芽率為12.22%，發(fā)芽指數(shù)為0.57±0.24；經(jīng)6個月后，種子含水量為(10.93±2.66)%，在播種后第7天開始發(fā)芽，發(fā)芽率為5.56%，發(fā)芽指數(shù)為0.40±0.12。經(jīng)9個月貯藏后，種子含水量為(9.52±2.06)%，種子已不能萌發(fā)。這說明隨著種子貯藏時間的延長，種子的含水量逐漸下降，發(fā)芽率亦隨之降低，發(fā)芽變慢。

圖4 貯藏時間對種子發(fā)芽率的影響

表6 貯藏時間對種子萌發(fā)的影響

貯藏時間種子含水量/%發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)3個月12.16±3.09a12.22±5.09a0.57±0.24a6個月10.93±2.66b5.56±1.93b0.40±0.12a9個月9.52±2.06c0.00±0.00b0.00±0.00b

3 討 論

在光照下，黃花風(fēng)鈴木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于黑暗條件下，說明光照能促進(jìn)其萌發(fā)。黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率由大至小為：黃土>營養(yǎng)土>砂∶黃土(1∶1)>泥炭土>砂。一般來說，播種基質(zhì)的理化性質(zhì)決定著種子的出苗數(shù)量和幼苗質(zhì)量的好壞。黃土中黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率和出苗指數(shù)最高，出苗率為42.22%，而黃寶華研究發(fā)現(xiàn)，在5種不同基質(zhì)中播種后，黃花風(fēng)鈴木種的出苗率由高至低是：泥炭土>園土>營養(yǎng)土>泥炭土>椰糠土混合(比例為1∶1)>椰糠[7]。砂作播種基質(zhì)，透氣性和保水性均較差，故出苗率偏低，而椰糠土雖有較好的保水透氣性，但由于是2 d澆1次水，澆水頻率偏低，基質(zhì)水分散失較快故造成缺水，也導(dǎo)致發(fā)芽率不高。本試驗所用砂土是由50%的砂和50%黃土混合而成的土壤，這種土壤土質(zhì)松散，透氣性和透水性較好，但保水保肥能力差,不太適宜某些植物生長。播種基質(zhì)砂是顆粒粗糙，滲水速度快，保水性能差，透氣性能良好的土壤。綜合各播種基質(zhì)中黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率和出苗指數(shù)考慮，黃土中出苗效果最好，且從經(jīng)濟(jì)效益、簡便性、易操作性上考慮，選擇黃土作為黃花風(fēng)鈴木種子出苗的播種基質(zhì)是最好的選擇。黃寶華發(fā)現(xiàn)，黃花風(fēng)鈴木種子的發(fā)芽率超過75%[7]；陳妙賢等實驗表明，即采即播的黃花風(fēng)鈴木種子不易發(fā)生霉變，發(fā)芽率達(dá)85%[8]，遠(yuǎn)高于本實驗的種子。本研究與王艷等[5]的研究結(jié)果相近，這可能與種源及實驗進(jìn)行地域有關(guān)，前兩人的出苗實驗所用種子均產(chǎn)于福建，本實驗與王艷等所采集的種子均產(chǎn)于廣東，此外，采集時的成熟度、保存時間、保存方法也影響種子的出苗率。

植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和外源激素，如GA3和6-BA，對植物的生長發(fā)育和代謝調(diào)控有著極其重要的作用，有一些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和植物激素對植物種子的萌發(fā)具有促進(jìn)或抑制的作用[9]。GA3是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，本試驗中，用4種不同濃度的GA3溶液處理黃花風(fēng)鈴木種子，其發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)與清水對照的沒有明顯差異，因此，100～700 mg·L-1濃度的GA3溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)無促進(jìn)作用。劉彩虹等發(fā)現(xiàn)，100～300μg·g-1的GA3對羊草(Leymuschinensis)種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，而600～700μg·g-1的GA3反而抑制其發(fā)芽[10]。劉開業(yè)等發(fā)現(xiàn)，較高濃度的GA3溶液浸泡抑制狗牙根(Cynodondactylon)種子的萌發(fā)[11]；但王非等則發(fā)現(xiàn)，500 mg·L-1的GA3浸泡促進(jìn)鐵線蓮(Clematisflorida)種子的萌發(fā)[12]。夏瑾華等研究表明，20 mg·L-1的6-BA對甜瓜種子的萌發(fā)有顯著促進(jìn)作用[9]。而本試驗中，低濃度(10 mg·L-1)的6-BA能促進(jìn)黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)，高濃度(50，70 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

根據(jù)種子貯藏特性可將其分為正常型種子和頑拗型種子[13]。前者種子耐干燥，當(dāng)種子含水量降至5%～7%時也不損傷種子的活力，在低溫干燥條件下貯藏可以使種子壽命延長。黃雪梅等研究黃花風(fēng)鈴木種子活力的試驗結(jié)果表明，種子的含水量經(jīng)硅膠脫水5.1%，種子活力仍然沒有受到影響，依然保持有新鮮種子的高活力，但在常溫25 ℃下，貯藏不到45 d后就已經(jīng)失去活力，而貯藏在10 ℃和15 ℃下種子卻能夠很好地保持其活力[28]。本實驗中，黃花風(fēng)鈴木種子由14.43%下降至10.93%時，種子仍然具有活力。隨著貯藏時間的延長，黃花風(fēng)鈴木種子的含水量不斷在下降，發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)也逐漸降低，經(jīng)過9個月的貯藏時間后，種子完全不發(fā)芽，這與黃雪梅等[14]的研究結(jié)果相似。因此，黃花風(fēng)鈴木種子是正常型種子。

4 結(jié) 論

1) 黃花風(fēng)鈴木種子為光中性種子；光照能提高種子的發(fā)芽率。

2) 不同播種基質(zhì)對黃花風(fēng)鈴木種子萌發(fā)的影響較為顯著，在黃土中種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)最高，在砂中最低，說明黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)不僅需要播種基質(zhì)具有良好的透水性能和透氣性能，還需要有較好的保水保溫性能。

3) 100～700 mg·L-1的GA3溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)不具有促進(jìn)作用。低濃度(10 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定促進(jìn)作用；高濃度(50，70 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

4) 黃花風(fēng)鈴木種子是正常型種子。在常溫貯藏條件下，隨著貯藏時間的延長，種子的含水量不斷下降，發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)也會隨之降低，導(dǎo)致種子失去活力，不能正常發(fā)芽。因此黃花風(fēng)鈴木種子不適合長時間貯藏，種子采摘后要及時播種，若是需要貯藏，最好冷藏保存。