鐘花櫻桃種子萌發(fā)研究*

劉 麗 陳新強(qiáng) 謝金蘭 陳桂瓊 張 鳳 黃錦榮 范劍明 羅萬業(yè)

(梅州市林業(yè)科學(xué)研究所， 廣東 梅州 514011)

鐘花櫻桃（Cerasus campanulata）又名鐘花櫻、山櫻花、緋櫻等，薔薇科（Rosaceae）櫻屬（Cerasus）落葉喬木或灌木，是我國(guó)南方鄉(xiāng)土樹種[1-3]。其花萼吊鐘狀，花色紅艷亮麗，早春開花，先花后葉，滿樹芳華，極具觀賞價(jià)值，且相對(duì)于其他櫻屬植物具有耐高溫、適應(yīng)南方氣候和抗逆性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此深受南方園林花卉市場(chǎng)的歡迎，被我國(guó)南方許多城市列為園林綠化骨干樹種[4]。野生鐘花櫻桃生于山谷林中及林緣，采種期較短，結(jié)實(shí)有明顯的大小年，種果成熟時(shí)易被鳥食，采種難度較大，且自然條件下種子自播發(fā)芽率極低，其種群大多處于衰退模式[5-6]。當(dāng)前鐘花櫻桃野生資源日益減少而市場(chǎng)需求不斷增多，研究鐘花櫻桃的播種育苗具有重大意義。

目前廣東地區(qū)關(guān)于鐘花櫻桃播種育苗的研究極少，而鐘花櫻桃的福建種源——福建山櫻花則有較多學(xué)者研究，如康木水[7]、葉菁[8]、湯萬輝[9]等，但兩地的氣候條件、種源均有所差別，福建山櫻花的研究成果僅具有參考價(jià)值，而不能直接指導(dǎo)廣東地區(qū)鐘花櫻桃的生產(chǎn)及研究。櫻屬植物種子一般認(rèn)為具有深度休眠特性，種殼過硬，影響胚的正常生長(zhǎng)，種皮的機(jī)械障礙限制種子的萌發(fā)，需要通過處理才能打破休眠[10]。植物激素，如赤霉素、吲哚乙酸、萘乙酸等經(jīng)常用于打破種子的休眠，促進(jìn)種子的萌發(fā)[11]。本研究通過溫水處理、不同催芽方式、植物生長(zhǎng)激素處理及機(jī)械破除種皮等方法處理鐘花櫻桃種子，旨在掌握打破鐘花櫻桃種子休眠的最佳方法，提高種子發(fā)芽率，從而為廣東地區(qū)鐘花櫻桃播種繁育提供理論基礎(chǔ)，為與廣東氣候相近地區(qū)鐘花櫻桃播種繁育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于廣東省梅州市梅江區(qū)三角鎮(zhèn)梅州市林業(yè)科學(xué)研究所中心苗圃場(chǎng)，115°18′E～ 116°56′E，23°23′N～24°56′N， 年 平 均 氣 溫 為20.6～21.4 ℃；年均日照時(shí)數(shù)為1 714.6～2 010.5 h，年日照百分率為41%～47%，年平均降雨日數(shù)約為150 d，年均降雨量為1 483～1 798 mm[12-13]。

1.2 試驗(yàn)材料

供試種子于2017 年4 月采自梅州市梅江區(qū)西陽(yáng)鎮(zhèn)明山嶂多年生野生鐘花櫻桃，種子采回后揉去肉質(zhì)種皮、去除雜質(zhì)癟粒并用清水漂洗干凈，放置在室內(nèi)通風(fēng)陰涼處自然風(fēng)干，待用。此次采種重共3.31 kg。隨機(jī)取自然陰干種子100 粒，用精度0.001 的電子天平稱重，重復(fù)3 次，計(jì)算平均百粒重，再換算為種子千粒重。最后得到種子千粒重為173.1±5.41 g。經(jīng)過實(shí)地觀察記錄得知：在自然條件下，明山嶂的野生鐘花櫻桃于2018 年2 月23 日發(fā)芽。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 浸種溫度對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗(yàn) 將同一批采集、大小較一致的鐘花櫻桃種子分別置于40、60、80 ℃溫水浸泡，冷卻后繼續(xù)浸泡24 h，連續(xù)3 d，對(duì)照為25℃（常溫）的水進(jìn)行浸泡。撈出瀝干表面水分，用濕布包好，置于室溫(17～26 ℃)條件下催芽，每隔24 h 用清水漂洗一次，至有部分種子露白時(shí)播種，基質(zhì)為河沙。每處理100 粒，5 個(gè)重復(fù)，調(diào)查催芽至露白時(shí)間，并統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率。發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%[14]。

1.3.2 不同催芽方式對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗(yàn) 取同一批采集鐘花櫻桃種子，采摘后放在陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，再挑選大小較一致的的種子進(jìn)行苗圃沙藏、室內(nèi)盆栽沙藏（盆口徑為30 cm）、冷藏（4 ℃）、水苔疊放，其中苗圃沙藏為對(duì)照處理。每個(gè)催芽方式均設(shè)7 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)100粒。進(jìn)行種子發(fā)芽率試驗(yàn)，測(cè)定其發(fā)芽率。

1.3.3 不同濃度赤霉素對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗(yàn) 將鐘花櫻桃種子分別用0.5、1、2、3 g·L-14 個(gè)不同濃度赤霉素處理，對(duì)照為苗圃沙藏（不添加赤霉素處理）。赤霉素為上海伯奧生物科技有限公司生產(chǎn)，先用少量酒精將所需赤霉素充分溶解后用水定容。每個(gè)處理100 粒種子。用赤霉素浸泡24 h，其間每隔3～5 h 用木棍攪拌一次，以使種子充分吸水，最后將種子撈出，濾凈水后進(jìn)行沙藏，沙藏后蓋上薄膜。

1.3.4 機(jī)械破殼處理對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗(yàn) 將100 粒大小較一致的鐘花櫻桃種子用小錘輕輕敲擊，使外種殼破開，然后進(jìn)行沙藏，沙藏后蓋上薄膜；對(duì)照為直接進(jìn)行苗圃沙藏。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析采用SPSS 22.0 與Microsoft Excel 2010 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫水浸種對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

不同溫度的水浸泡處理對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)率的影響差異極顯著（P ＜0.01）。隨著水溫的升高，鐘花櫻桃的發(fā)芽率呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。在25℃（常溫）、40、60、80 ℃溫度浸泡下鐘花櫻桃的發(fā)芽率大小為：41.2%、71.6%、33.4%和6.2%。說明水溫過高的話，可能會(huì)抑制種子萌發(fā)相關(guān)酶的生物活性，進(jìn)而影響了其種子萌發(fā)。

圖1 溫水浸種的鐘花櫻桃種子萌發(fā)Fig.1 Seed germination of C. campanulata soaked in warm water

由表1 可知，在25 ℃處理下，種子萌發(fā)的時(shí)間要比經(jīng)過40、60、80 ℃溫度的水浸泡后種子萌發(fā)的時(shí)間遲，說明溫水浸種對(duì)種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用，能夠縮短種子萌發(fā)的時(shí)間。

表1 溫水浸種的鐘花櫻桃種子萌發(fā)時(shí)間Tab.1 Germination time of C. campanulata seeds immersed in warm water

2.2 不同催芽方式對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

不同條件下的種子發(fā)芽結(jié)果見圖2，不同貯藏條件的發(fā)芽率大小為：苗圃沙藏（91.2%）＞室內(nèi)盆栽沙藏（80.8%）＞水苔疊放（34.4%）＞冷藏（27.8%），且四者之間存在著顯著差異，沙藏的貯藏效果較佳，可能是濕沙起到保濕和保溫的作用，促進(jìn)了鐘花櫻桃種子的萌發(fā)。

圖2 不同催芽方式的鐘花櫻桃種子萌發(fā)Fig.2 Seed germination of C. campanulata with different ways of accelerating germination

不同催芽方式下種子發(fā)芽的日期如表2 室內(nèi)盆栽沙藏的發(fā)芽時(shí)間比自然條件下鐘花櫻桃種子萌發(fā)時(shí)間提早最多，提早了122 天；其次是水苔疊放，水苔疊放種子萌發(fā)時(shí)間提早了116 天；然后是苗圃沙藏，其發(fā)芽時(shí)間提早了60 天；冷藏次之。

表2 不同催芽方式的鐘花櫻桃種子萌發(fā)時(shí)間Tab.2 Germination time of C. campanulata seeds in different ways of accelerating germination

2.3 激素處理對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

將鐘花櫻桃種子用不同濃度赤霉素浸種24 h后再進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果見圖3。由圖3 可知，不同濃度赤霉素處理對(duì)鐘花櫻桃種子發(fā)芽率的影響差異極顯著（P ＜0.01）。鐘花櫻桃種子發(fā)芽率隨著赤霉素濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，在0.5 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率達(dá)到峰值，發(fā)芽率為95.6%。而3 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率顯著低于其他處理。說明赤霉素濃度過高對(duì)鐘花櫻桃種子萌發(fā)有一定的抑制作用。

圖3 不同赤霉素濃度處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)結(jié)果Fig.3 Seed germination of C. campanulata with different ways of accelerating germination

不同濃度赤霉素處理鐘花櫻桃種子發(fā)芽時(shí)間記錄如下表：苗圃沙藏（即不添加赤霉素處理）萌發(fā)時(shí)間要遲于添加了赤霉素的處理。說明赤霉素處理在一定程度上縮短了種子萌發(fā)的時(shí)間。

2.4 機(jī)械破殼處理的影響

機(jī)械破殼處理試驗(yàn)結(jié)果表明：破殼可以使鐘花櫻桃種子的發(fā)芽率達(dá)到78%，且種子發(fā)芽時(shí)間較自然條件的發(fā)芽時(shí)間提早了150 d。這可能是因?yàn)闄C(jī)械的阻力使限制種子萌發(fā)的重要原因。破殼人為打破種胚的休眠狀態(tài)，打破了種子的內(nèi)種皮、外種皮中含有萌發(fā)促進(jìn)物質(zhì)和抑制物質(zhì)的相對(duì)水平，進(jìn)而利于鐘花櫻桃的發(fā)芽。

表3 不同赤霉素濃度處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)時(shí)間Tab.3 Seed germination results of C. campanulate treated with different concentrations of gibberellin

表4 機(jī)械破殼處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)時(shí)間Tab.4 Germination time of C. campanulata seeds in mechanical shell-breaking treatment

3 結(jié)論與討論

3.1 鐘花櫻桃種子自然條件下發(fā)芽率低，且當(dāng)年采收的種子到翌年才萌發(fā)播種，其萌發(fā)時(shí)長(zhǎng)需要1年左右。鐘花櫻桃種子有深度休眠的特性，需要經(jīng)過較長(zhǎng)時(shí)間的低溫才能度過休眠期，通過溫水浸泡處理促進(jìn)種子萌發(fā)，發(fā)現(xiàn)40 ℃溫水浸泡鐘花櫻桃種子，其發(fā)芽率較高，達(dá)71.6%，而水溫過高會(huì)破壞種子萌芽相關(guān)的酶活性，這與葉菁[8]研究結(jié)果一致。由此可知，溫度是種子萌發(fā)的重要影響因素，種子萌發(fā)與種子內(nèi)部的酶促反應(yīng)關(guān)系密切[15]。適宜的溫度浸泡具有一定的催芽作用。

3.2 通過不同的貯藏方式促進(jìn)種子萌發(fā)，發(fā)現(xiàn)苗圃沙藏的效果最佳，萌芽率達(dá)91.2%，且種子的發(fā)芽時(shí)間提早了60 d；其次是室內(nèi)盆栽沙藏，發(fā)芽率達(dá)80.8%，且種子的發(fā)芽時(shí)間比自然條件下的發(fā)芽時(shí)間提早了120 d。這可能是因?yàn)樯巢厥狗N子內(nèi)部的離層酸（abscisic acid，種子發(fā)芽抑制劑）濃度下降，且沙藏的溫度濕度適宜種子萌發(fā)，進(jìn)而萌芽率得到提高，發(fā)芽時(shí)間提早。因此在生產(chǎn)上，推薦苗圃沙藏的方式促進(jìn)種子萌發(fā)。

3.3 不同濃度赤霉素浸泡鐘花櫻桃種子24 h 后再進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：在0.5 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率最高，達(dá)95.6%，且種子發(fā)芽時(shí)間比自然條件下的發(fā)芽時(shí)間提早了95 d。由于赤霉素成本低，用赤霉素浸泡種子操作方便，對(duì)鐘花櫻桃的大規(guī)模生產(chǎn)非常有利。

3.4 長(zhǎng)期以來就認(rèn)為種子的休眠程度和種皮的機(jī)械障礙有關(guān)，種皮的障礙作用可能是種皮的物理特性引起的。雖然機(jī)械去殼能夠大大縮短種子發(fā)芽的時(shí)間，但鐘花櫻桃種殼過硬，使用機(jī)械法處理種殼，常常會(huì)人為破壞種子的胚。在實(shí)際生產(chǎn)中，由于種子處理量大，處理效率低等因素，推廣應(yīng)用的難度大。所以不建議采用機(jī)械破殼處理。本研究從溫水浸種、催芽方式、激素處理和機(jī)械去殼處理4 個(gè)方面初步探討了鐘花櫻桃種子萌發(fā)效果，有關(guān)種子存在的抑制物質(zhì)成分測(cè)定、萌發(fā)過程中相關(guān)酶活性如何變化及激素水平的規(guī)律等，有待于通過高校液相色譜和質(zhì)譜等方法進(jìn)一步研究，從更深層面揭示鐘花櫻桃種子休眠機(jī)理，為促進(jìn)種子萌發(fā)提供理論依據(jù)。