赤霉素浸種對白藤種子萌發(fā)特性的影響

王 丹 徐瑞晶,2 劉廣路,2 胡 璇,2 漆良華

(1 國際竹藤中心 竹藤科學(xué)與技術(shù)重點實驗室 北京 100102；2 海南三亞竹藤伴生林生態(tài)系統(tǒng)國家定位觀測研究站 海南三亞 572000)

白藤(Calamustetradactylus)為棕櫚科(Palmae)省藤屬(Calamus)攀援藤本植物，產(chǎn)于中國海南、廣東、廣西和福建等省(區(qū))，柬埔寨、老撾和泰國等東南亞國家有分布[1]。白藤是中國熱帶、南亞熱帶森林中重要的伴生藤種和林產(chǎn)品，其藤材優(yōu)良、經(jīng)濟價值高，是中國主要商品藤之一，具有速生、萌蘗力強和適應(yīng)性較廣的特性，為人工栽培速生重要藤種[2]。

棕櫚藤植物種子發(fā)芽緩慢，且發(fā)芽不整齊，通過催芽、掀發(fā)芽孔蓋和藥物(濃硫酸、氯化鉀)處理可縮短藤種發(fā)芽時間，大粒種子經(jīng)削發(fā)芽孔蓋處理能提早發(fā)芽，且發(fā)芽整齊。棕櫚藤種發(fā)芽受溫度影響，種子最適發(fā)芽溫度為25～32 ℃，適當(dāng)提高催芽床溫度，可加速種子發(fā)芽。在藥物處理中，使用氯化鉀浸種操作方便，且能提高白藤種子的發(fā)芽勢，但會降低其發(fā)芽率[3]。赤霉素(GA3)是內(nèi)源信號分子，在解除種子休眠、促進胚發(fā)育和種子萌發(fā)方面起重要作用[4-7]。GA3浸種能顯著提高梓樹(Catalpaovata)[5]、烏飯樹(Vacciniumbracteatum)[8]、秋葵(Abelmoschusesculentus)[9]等植物種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，但有關(guān)GA3對白藤種子發(fā)芽影響的研究尚未見報道。

白藤育苗以種子播種為主，現(xiàn)有育苗技術(shù)存在發(fā)芽勢不高的問題，對大規(guī)模的種苗繁育頗為不利。為提高勞動生產(chǎn)率，降低勞動成本，本研究采用GA3對種子處理，探討白藤種子萌發(fā)技術(shù)，以期為白藤的高效播種育苗提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

白藤果實顏色初生時為綠色，當(dāng)果皮由綠色變?yōu)榘咨闯墒臁Ｓ?016年12月在海南省?？谑袞|山鎮(zhèn)采摘成熟白藤果實，帶回實驗室將果實去皮洗凈，陰干備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子物理性質(zhì)測定

1) 種子形態(tài)。選取飽滿的種子10粒，分別測量每粒種子的直徑。

2) 種子百粒重。選取飽滿種子100粒，用電子天平稱取其質(zhì)量，重復(fù)5次。

3) 種子吸水率。稱取10 g種子，置于加有蒸餾水的小燒杯中，在常溫下靜置48 h后用濾紙吸干種子表面水分后稱取質(zhì)量，計算吸水率，重復(fù)5次[10]。吸水率的計算公式為：種子吸水率(%)=(浸種后質(zhì)量-浸種前質(zhì)量)/浸種前質(zhì)量×100%。

1.2.2 試驗處理

于2017年1月23日進行播種試驗，用5種不同百分比濃度的GA3溶液浸種24 h，同時用常溫蒸餾水浸種24 h作為對照，每種處理30粒種子，重復(fù)3次，共90粒種子。GA3溶液設(shè)置5種百分比濃度：20 mg/L(G1)，50 mg/L(G2)，100 mg/L(G3)，200 mg/L(G4)，400 mg/L(G5)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

以芽破土1 mm作為種子發(fā)芽的標準，從發(fā)芽第1 d起，逐日統(tǒng)計種子發(fā)芽數(shù)，計算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，分別見公式(1)、(2)、(3)[8]：

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

×100%

(1)

發(fā)芽勢(%)=(發(fā)芽達到高峰期的種子數(shù)

/供試種子數(shù))×100%

(2)

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)

(3)

公式(3)中，Gt是指在t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

本研究以發(fā)芽末期(播種第96 d)的發(fā)芽數(shù)計算發(fā)芽率，發(fā)芽高峰期(播種第68 d)的發(fā)芽率作為發(fā)芽勢。

采用SPSS 20.0軟件對數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計和多重比較分析，差異顯著性檢驗采用SNK法，利用EXCEL 2010軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子形態(tài)特征

白藤種子近球形，表面有粗糙的小瘤突和凹陷洼穴，種脊面中央有一個圓而深的孔穴。種子直徑平均為5.06 mm，標準差為0.45；百粒重平均為5.90g，標準差為0.49；吸水率平均為37.32%，標準差為0.95。說明該批種子大小和質(zhì)量的離散度較低，吸水能力較為均勻。種子直徑、百粒重和吸水率的偏度分別為-0.38、-0.65和-1.30，說明其數(shù)據(jù)呈左偏態(tài)，位于均值左邊的數(shù)據(jù)比位于右邊的少。種子直徑、百粒重和吸水率的峰度分別為-0.61、0.20和1.05，表明其數(shù)據(jù)分布具有不足的峰度(表1)。

2.2 不同處理對白藤種子發(fā)芽率的影響

白藤種子發(fā)芽率統(tǒng)計結(jié)果顯示(圖1)，不同處理的發(fā)芽率均較高(80.84%～91.82%)，但各處理間沒有達到顯著差異水平(P>0.05)。發(fā)芽率以G2組最高(91.82%)，表明用50 mg/L的GA3溶液浸種能夠提高白藤種子的發(fā)芽率，但提高能力有限。

表1 白藤種子物理性質(zhì)的統(tǒng)計結(jié)果

圖1 不同處理的白藤種子發(fā)芽率

2.3 不同處理對白藤種子發(fā)芽勢的影響

從發(fā)芽勢的分析結(jié)果看(圖2)，各處理中以G5組最高(83.18%)，G1組最低(50.65%)，發(fā)芽勢隨著GA3濃度增加而升高，反映了高濃度GA3浸種能夠提高白藤種子的發(fā)芽勢。G1組的發(fā)芽勢低于對照組，說明低濃度(20 mg/L)的GA3浸種不利于提高白藤種子的發(fā)芽勢。

圖2 不同處理的白藤種子發(fā)芽勢

2.4 不同處理對白藤種子發(fā)芽指數(shù)的影響

對種子發(fā)芽指數(shù)統(tǒng)計結(jié)果表明(圖3)，發(fā)芽指數(shù)以G5組最高(16.67)，G1組最低，發(fā)芽指數(shù)隨著GA3濃度增加而升高，反映了適當(dāng)增加GA3濃度能有效提高白藤種子發(fā)芽的整齊性。

圖3 不同處理的白藤種子發(fā)芽指數(shù)

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，濃度為50 mg/L的GA3浸種能提高白藤種子發(fā)芽率，但作用有限。濃度為400 mg/L的GA3浸種能顯著提高白藤種子發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)，即提高種子的發(fā)芽速度和整齊度。

3.2 討論

發(fā)芽率反映群體種子形成幼苗的潛勢，是衡量種子質(zhì)量好壞的重要指標，發(fā)芽率高，種子出苗率高；發(fā)芽勢反映種子發(fā)芽速度，發(fā)芽勢高，種子發(fā)芽速度快；發(fā)芽指數(shù)反映種子發(fā)芽的整齊性，發(fā)芽指數(shù)高，種子出苗整齊性好[5]。與白藤種子的其他促芽技術(shù)相比(表2)，本研究的開始發(fā)芽天數(shù)較長，都在65 d左右，而采用沙床催芽處理的種子在26～40 d即可發(fā)芽，沙床催芽處理發(fā)芽時間縮短25～39 d，反映了沙床催芽處理能縮短白藤種子的發(fā)芽時間。削蓋處理亦能縮短種子發(fā)芽時間，但技術(shù)較難掌握，易損傷種胚而導(dǎo)致發(fā)芽率降低。0.05%氯化鉀溶液浸種24 h能縮短發(fā)芽時間、提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢。50 mg/L的GA3溶液浸種24 h能提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢，但不能縮短種子發(fā)芽所需時間。因此，在今后白藤育苗中，可采用GA3結(jié)合沙床催芽處理，縮短發(fā)芽時間、提高發(fā)芽率和發(fā)芽勢。GA與氯化鉀組合處理能提高玉米和薏苡種子活力，且優(yōu)于氯化鉀和GA單獨處理[11-12]。因此，白藤種子促芽技術(shù)也可考慮氯化鉀和GA相組合，但需進一步研究。

表2 白藤種子不同促芽技術(shù)比較

注：—為缺少數(shù)據(jù)。

GA3是內(nèi)源信號分子，在解除種子休眠方面起著重要作用，可以促進種子的細胞分裂和分化，促進胚的發(fā)育和種子萌發(fā)[4,6]，適當(dāng)濃度的GA3浸種處理可提高梓樹[5]、烏飯樹[8]、秋葵[9]等種子的發(fā)芽率。本研究表明，適當(dāng)濃度的GA3浸種能有效提高白藤種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。一方面是因為GA3可打破種子休眠，破壞妨礙種子萌發(fā)的活性物質(zhì)，從而有利于種子的吸水萌發(fā)；另一方面是GA3可調(diào)節(jié)種子體內(nèi)激素平衡，能誘導(dǎo)與發(fā)芽相關(guān)所需酶的形成、活化和增強部分酶的功能[5]，因此可以縮短白藤種子發(fā)芽時間，提高白藤種子發(fā)芽整齊度。