不同條件對(duì)色木槭種子萌發(fā)特性的影響

梁廣國(guó)，陶建元，郭 坤，王 勉，王子旗，于海洋

(1.延邊朝鮮族自治州森林調(diào)查規(guī)劃院，吉林 延邊 133001；2.吉林省三岔子林業(yè)局，吉林 白山 134300；3.吉林省露水河林業(yè)局，吉林 白山 134300；4.紅石林業(yè)局，吉林 吉林 132400)

色木槭(AcermonoMaxim.)又名五角楓、色木，為槭樹(shù)科(Aceracea)槭屬(Acer)落葉喬木。主要分布于吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等地區(qū)，其是集用材、藥用、觀賞和綠化于一身的優(yōu)良樹(shù)種[1-3]。色木槭有性繁殖研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致種子休眠的原因是種子內(nèi)部含有發(fā)芽抑制物，而非種皮透水性差所引起的休眠[4]。解除種子休眠可采用低溫(0～5 ℃)層積法，武祿光等(1986)研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用外源乙烯利可極大程度地縮短低溫層積時(shí)間[5]，但關(guān)于色木槭種子的發(fā)芽試驗(yàn)尚未見(jiàn)報(bào)道。筆者采用不同質(zhì)量濃度的IAA和不同浸種時(shí)間開(kāi)展色木槭種子發(fā)芽試驗(yàn)，以探索種子發(fā)芽的最適條件，旨在為其苗木生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2019年10月，在三岔子林業(yè)局轄區(qū)內(nèi)的優(yōu)樹(shù)上采集無(wú)病蟲(chóng)害的色木槭種子，自然陰干，再控制溫度在0～5 ℃，層積半年以上，取出備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子質(zhì)量特性測(cè)定

選擇顆粒飽滿、健康無(wú)病害的種翅完整的種實(shí)，測(cè)定千粒重和吸水率。

1.2.2 種子預(yù)處理

(1)選取顆粒飽滿、無(wú)病蟲(chóng)害的供試種子，每50粒為1份，重復(fù)3次，放入0.3 %的KMnO4溶液消毒15 min。用清水反復(fù)沖洗干靜，備用。

(2)外源激素：IAA質(zhì)量濃度為50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1、200 mg·L-1、250 mg·L-1，以蒸餾水為對(duì)照。

(3)浸種時(shí)間：7 h、14 h、21 h、28 h。

(4)芽床制備：培養(yǎng)皿上鋪2層定性濾紙，每組50粒，共計(jì)24組，3次重復(fù)，置于溫度為25 ℃、光照時(shí)長(zhǎng)為12 h的光照培養(yǎng)箱中。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：Gt為試驗(yàn)后第t日的發(fā)芽數(shù)；Dt為對(duì)應(yīng)的發(fā)芽日。

(2)活力指數(shù)：Vi=Gi×S

式中：Gi為發(fā)芽指數(shù)；S為種子胚根伸出種皮的長(zhǎng)度。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理、繪圖。利用SPSS19.0進(jìn)行方差分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1種子質(zhì)量特性研究

色木槭果實(shí)顏色為淡黃色，外形扁平，果翅長(zhǎng)約2.2 cm、寬約0.85 cm，種翅夾角約為175°，種子長(zhǎng)約0.66 cm、寬約0.45 cm；種子千粒重為30.15±0.61 g、有仁率為94.3±1.84 %；種子吸水率見(jiàn)圖1。從圖1中可以看出，種子在4～12 h吸水速率最快，在0～2 h和12～48 h吸水速率緩慢，在48～72 h吸水速率幾乎不變，可以確定該地區(qū)種子的吸水率在25 %左右。

圖1 種子吸水率Fig.1 Water absorption of seeds

2.2不同質(zhì)量濃度IAA和浸種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)特性的影響

2.2.1對(duì)種子發(fā)芽率的影響

如圖2所示，在同一浸種時(shí)間下，種子發(fā)芽率隨IAA質(zhì)量濃度升高呈先上升后下降的趨勢(shì)。在IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1時(shí)，種子發(fā)芽率最高，浸種7 h、14 h、21 h、28 h的發(fā)芽率分別為64 %、77 %、85 %、81 %，分別是對(duì)照組的291 %、296 %、243 %、270 %。同時(shí)可以看出，在IAA質(zhì)量濃度為0時(shí)大于IAA質(zhì)量濃度為250 mg·L-1時(shí)的發(fā)芽率，表明IAA質(zhì)量濃度為250 mg·L-1時(shí)抑制了種子的發(fā)芽率；在IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1時(shí)，種子發(fā)芽率最高的為浸種21 h、最低的為浸種7 h，總體上呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。

圖2 不同質(zhì)量濃度IAA和浸種時(shí)間對(duì)種子發(fā)芽率的影響Fig.2 The effect of different mass concentrations of IAA and different soaking time on seed germination rate

2.2.2 對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響

從圖3中可以看出，當(dāng)IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1、浸種時(shí)長(zhǎng)為21 h時(shí)，種子發(fā)芽指數(shù)最高，為9.6；當(dāng)IAA質(zhì)量濃度為250 mg·L-1、浸種時(shí)間為14 h時(shí)，發(fā)芽指數(shù)最低，為2.1。同一浸種時(shí)長(zhǎng)下，種子發(fā)芽指數(shù)隨IAA質(zhì)量濃度的增大呈先上升后下降的趨勢(shì)。此外，在同一IAA質(zhì)量濃度下，種子發(fā)芽指數(shù)隨著浸種時(shí)間的增加而呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)。

圖3 不同質(zhì)量濃度IAA和浸種時(shí)間對(duì)種子發(fā)芽指數(shù)的影響Fig. 3 The effect of different mass concentrations of IAAand different soaking time on the seed germination index

2.2.3 對(duì)種子活力指數(shù)的影響

種子活力指數(shù)的評(píng)判依據(jù)主要由發(fā)芽指數(shù)和胚根長(zhǎng)度共同決定的，從表1中可以看出，當(dāng)浸種21 h、IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1時(shí)，平均種子胚根長(zhǎng)度最大，為1.50 cm，是對(duì)照組的468 %；當(dāng)浸種7 h、IAA質(zhì)量濃度為250 mg·L-1時(shí)，平均種子胚根長(zhǎng)度最小，為0.2 cm，是對(duì)照組的80 %。IAA質(zhì)量濃度在250 mg·L-1條件下，浸種14 h、21 h和28 h分別為對(duì)照組的116 %、94 %、93 %，表明過(guò)高的IAA質(zhì)量濃度抑制了種子胚根的生長(zhǎng)，極其不利于種子根部的生長(zhǎng)發(fā)育。

通過(guò)種子發(fā)芽指數(shù)與胚根長(zhǎng)度得出了種子的活力指數(shù)，見(jiàn)圖4。當(dāng)IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1、浸種21 h時(shí)，活力指數(shù)最高，為14.4。相同浸種時(shí)間條件下，IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1時(shí)的種子活力指數(shù)顯著高于IAA質(zhì)量濃度為0、100 mg·L-1、200 mg·L-1、250 mg·L-1時(shí)的活力指數(shù)，IAA質(zhì)量濃度為250 mg·L-1時(shí)表現(xiàn)最差。

圖4 不同質(zhì)量濃度IAA和浸種時(shí)間對(duì)種子活力指數(shù)的影響Fig. 4 The effect of different mass concentrations ofIAA and different soaking time on the seed vigor index

表1 不同IAA質(zhì)量濃度和不同浸種時(shí)間對(duì)種子胚根長(zhǎng)度的影響

3 討論與結(jié)論

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的外源激素可有效解除種子的淺休眠，提高種子的發(fā)芽率，促進(jìn)苗木根系的生長(zhǎng)[6]。本文通過(guò)前期的沙藏處理，加之外源激素IAA的調(diào)控，極大提高了種子的發(fā)芽率，達(dá)85 %。比僅沙藏的種子提高了9 %[7]。不同質(zhì)量濃度的IAA對(duì)種子萌發(fā)的敏感度不同，種子發(fā)芽最適的IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1。

造成種子淺休眠的原因很多，其中與種皮相關(guān)的因素眾多，浸種時(shí)間的延長(zhǎng)可有利于植物種子表皮對(duì)水分的吸收[8]，本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)了在同一質(zhì)量濃度下，種子的發(fā)芽率及活力指數(shù)隨著浸種時(shí)長(zhǎng)的增加而呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，浸種21 h最高。繼續(xù)浸種后，3項(xiàng)指標(biāo)均呈下降的趨勢(shì)，表明浸種超過(guò)21 h就會(huì)影響到種子的萌發(fā)。

試驗(yàn)結(jié)果表明：IAA質(zhì)量濃度和浸種時(shí)間對(duì)色木槭種子的萌發(fā)產(chǎn)生了明顯的影響，其中IAA質(zhì)量濃度為150 mg·L-1、浸種時(shí)間為21 h時(shí)，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均最高，分別為85 %、9.6、14.4。因此，在以后的生產(chǎn)過(guò)程中，在傳統(tǒng)的沙藏基礎(chǔ)上，建議利用150 mg·L-1的IAA和浸種21 h，可有效促進(jìn)種子的萌發(fā)。