不同處理方法對(duì)甘肅鳶尾種子萌發(fā)的影響

武承云

(甘肅祁連山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)管理局華隆自然保護(hù)站,甘肅 天祝 733299)

甘肅鳶尾(IrispandurataMaxim.)是鳶尾科鳶尾屬多年生草本植物，分布于甘肅、青海，在祁連山區(qū)多分布于海拔2400-3500m山坡、草地和溝坡上，其花紅紫色，深受人們喜愛(ài)。近年來(lái)人們就地取材，將野生甘肅鳶尾移入城市花壇，起到良好的綠化效果。但在生長(zhǎng)過(guò)程中甘肅鳶尾主要通過(guò)萌蘗繁殖，生長(zhǎng)多年后，植株成叢狀分布，花期花朵扎堆開(kāi)放，稀疏不均，使人們感到美中不足。為了使甘肅鳶尾在花壇中均勻分布，提高觀賞性和減少對(duì)野生資源的移植，采種繁殖無(wú)疑是一種較好的解決方法。甘肅鳶尾雖有完整的種子，但播種后，發(fā)芽困難，出苗率低，在實(shí)際中應(yīng)用困難。

由受精卵經(jīng)過(guò)胚胎階段形成的種子離開(kāi)母體后，有些種子即使處于適宜的外界條件也不萌發(fā)，在自然條件下必須經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后才能萌發(fā)，這種現(xiàn)象稱為種子的休眠。種子只有解除休眠后才能萌發(fā)，解除種子休眠的方法主要有機(jī)械破損、層積處理、藥劑處理、溫?zé)崽幚怼⑶逅疀_洗和輻照處理等方法[1]。本試驗(yàn)對(duì)甘肅鳶尾種子分別采取機(jī)械破損、低溫層積、藥劑浸種和高溫浸種處理，處理后研究了不同方法對(duì)種子發(fā)芽能力、胚根生長(zhǎng)量和種子內(nèi)含物的影響，以期為甘肅鳶尾播種繁殖和提高觀賞性提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于祁連山東段北麓甘肅省天祝縣石門鎮(zhèn)大塘村河谷地帶，地理坐標(biāo)東經(jīng)103°05′，北緯37°01′，屬高寒冷涼區(qū)，大陸性高原季風(fēng)氣候，光照充足，海拔2452m，相對(duì)無(wú)霜期90-145d，年均日照時(shí)數(shù)2500-2700h，年降雨量400mm，年均氣溫2℃，最熱月7月份平均氣溫11.4℃，極端高溫35℃，極端低溫-16℃，土壤為沙壤土。

1.2 材料

2018年10月中旬試驗(yàn)地周圍的野生甘肅鳶尾葉片枯黃后，用鐮刀割下莢果，晾干后，用橡膠棒碾壓莢果，除去雜物后風(fēng)選，將純凈種子收貯在紙質(zhì)種袋內(nèi)備用。

1.3 方法

1.3.1 機(jī)械破損處理

播種前將收貯的種子與直徑0.5-1.0cm的砂礫按體積比1∶5混合后，倒入JZC250型混凝土攪拌機(jī)(鄭州市鑫宇機(jī)械制造有限公司生產(chǎn))，在轉(zhuǎn)速30r/min下旋轉(zhuǎn)4h，倒出后用孔徑0.2×0.2cm的篩子分離出種子。

1.3.2 低溫層積處理

播種前將收貯的種子用清水浸泡24h，然后和濕河沙按體積比1:5混合后，在冰柜-5℃條件下貯藏40d，取出后在室溫下解凍晾干，用孔徑0.2cm×0.2cm的篩子分離出種子。

1.3.3 藥劑浸種處理

播種前將收貯的種子用赤霉酸粉劑(美國(guó)華侖生物科學(xué)公司生產(chǎn)，赤霉酸含量20%)稀釋液250mg/L浸泡24h，然后用紗網(wǎng)濾出種子晾干。

1.3.4 高溫浸種處理

播種前將收貯的種子用初始溫度80℃熱水浸泡24h，浸泡時(shí)種子和熱水的體積比為1∶5，在浸泡初期用玻璃棒攪動(dòng)種子3min后停止攪動(dòng)。然后讓水溫自然下降至室溫20℃，在此過(guò)程中無(wú)需加熱保持恒定水溫，然后用紗網(wǎng)濾出種子晾干。

種子處理完成后，2019年3月下旬在試驗(yàn)地選擇地勢(shì)平坦地塊為苗圃，每處理隨機(jī)抽取種子3000粒均勻播種于苗床。隨機(jī)區(qū)組，1000粒為1小區(qū)(4m2)，重復(fù)3次。種子破土視為發(fā)芽，種子萌發(fā)第10d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽勢(shì)(%)=(10d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)÷供試種子數(shù))×100。第20d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，發(fā)芽率(%)=(20d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)÷供試種子數(shù))×100。第30d用直尺測(cè)定胚根長(zhǎng)度，用電子天平稱取胚根鮮重，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽指數(shù)=∑(當(dāng)日發(fā)芽種子數(shù)÷發(fā)芽天數(shù))，并測(cè)定種子可溶性糖含量[2]和可溶性蛋白質(zhì)含量[3]。不同數(shù)據(jù)求平均值，利用Excel2007、DPS6.01軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行新復(fù)極差Duncan多重比較顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)甘肅鳶尾種子萌發(fā)能力的影響

由表1所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)差異較大，不同處理間發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均最高，分別為83.26%、46.41%和17.33，較最低值低溫層積處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別提高了80.69%、123.99%和89.19%。不同處理的甘肅鳶尾種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)由高到低的排序均為高溫浸種>機(jī)械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表1 不同處理的種子發(fā)芽能力

2.2 不同處理對(duì)甘肅鳶尾種子胚根長(zhǎng)和鮮重的影響

由表2所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子胚根長(zhǎng)和胚根鮮重差異較大，不同處理間種子胚根長(zhǎng)和胚根鮮重差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子胚根長(zhǎng)和胚根鮮重均最高，分別為8.62cm和23.92mg/株，較最低值低溫層積處理的種子胚根長(zhǎng)和胚根鮮重分別提高了70.02%和90.90%。不同處理的甘肅鳶尾種子胚根長(zhǎng)和胚根鮮重由高到低的排序均為高溫浸種>機(jī)械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表2 不同處理的種子胚根長(zhǎng)和鮮重

2.3 不同處理對(duì)甘肅鳶尾種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由表3所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量差異較大，不同處理間種子可溶性蛋白質(zhì)含量差異均達(dá)到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，分別為4.22mg/g和81.64mg/g，較最低值低溫層積處理的種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量分別提高了201.43%和143.19%。不同方法處理的甘肅鳶尾種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量由高到低的排序均為高溫浸種>機(jī)械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表3 不同處理的種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)結(jié)果表明，高溫浸種處理甘肅鳶尾種子后，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)、胚根鮮重、可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，機(jī)械破損處理的種子次之，兩者的種子發(fā)芽率分別達(dá)83.26%和76.47%，在播種繁殖中具有一定的應(yīng)用前景。生產(chǎn)中許多林木、藥用和果樹(shù)種子都有休眠期，這給人工繁育和栽培帶來(lái)一定困難[4]。種子休眠的主要原因是種皮障礙、后熟作用和抑制物質(zhì)[5]。在生產(chǎn)實(shí)踐中破除種子休眠常用的方法有機(jī)械破損、層積處理、藥劑處理和溫?zé)崽幚?。溫?zé)崽幚砜绍浕N皮和提高種子內(nèi)酶活性，促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化[6]。宋慧等[7]研究表明溫湯浸種處理瓠瓜種子后，發(fā)芽率高，發(fā)芽整齊。機(jī)械破損處理可增加部分種子的透水性和透氣性。季志平等[8]研究表明機(jī)械破損可解除葛根種子休眠，種皮破損是打破葛根種子休眠的關(guān)鍵所在。王彥波等[9-10]研究認(rèn)為GA3可以部分或完全代替低溫解除種子休眠。低溫層積處理可促進(jìn)種子后熟，但郭晶山等[11]研究表明祁連圓柏低溫層積處理需要一個(gè)變溫過(guò)程才能解除休眠。

甘肅鳶尾種子堅(jiān)硬致密，本試驗(yàn)中高溫浸種和機(jī)械破損處理可能增加了種皮的透水性和透氣性，水分和氧氣的進(jìn)入開(kāi)啟和促進(jìn)了有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)等有機(jī)物質(zhì)含量提高，為胚體生長(zhǎng)提供更多建構(gòu)物質(zhì)和生長(zhǎng)能量，從而提高了胚根生長(zhǎng)量。赤霉酸處理和低溫層積處理沒(méi)有明顯提高甘肅鳶尾種子發(fā)芽能力，這可能是種子內(nèi)源激素GA3不是影響休眠的主導(dǎo)因素。對(duì)甘肅鳶尾種子低溫層積處理時(shí)，溫度恒定，沒(méi)有高低溫交替，這樣可能達(dá)不到解除休眠的目的。本試驗(yàn)僅開(kāi)展了不同處理方法的單因素試驗(yàn)，也許不同處理方法交互應(yīng)用還能進(jìn)一步提高甘肅鳶尾種子的發(fā)芽能力，這還有待進(jìn)一步開(kāi)展相關(guān)試驗(yàn)。