溫度和光照對紅柄白鵑梅種子萌發(fā)的影響

孫宜 石青松

摘要?[目的]探索紅柄白鵑梅種子最佳萌發(fā)條件。[方法]以紅柄白鵑梅種子為試材，研究溫度、光照條件對紅柄白鵑梅種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。[結(jié)果]15?℃為紅柄白鵑梅最適萌發(fā)溫度，種子發(fā)芽率100%，發(fā)芽勢86.66%，發(fā)芽指數(shù)2.03，均為最高，且萌發(fā)啟動時間最早，發(fā)芽持續(xù)時間最短。20?℃下，光處理和暗處理下生長初期均以胚根生長為主，中后期光處理下胚根生長占優(yōu)勢，暗處理下胚軸生長占優(yōu)勢。光處理下胚根長度較暗處理長15 mm，胚軸長度比暗處理短38 mm。[結(jié)論]溫度對紅柄白娟梅種子萌發(fā)影響顯著，光照不是種子萌發(fā)必要條件，光照條件影響幼苗生長。

關(guān)鍵詞?紅柄白鵑梅;光照;溫度;發(fā)芽率;發(fā)芽勢;發(fā)芽指數(shù)

中圖分類號?S723?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2021）09-0116-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.09.029

Abstract?[Objective]To explore the best germination conditions of Exochorda giraldii seeds.[Method]Taking Exochorda giraldii seeds as experimental materials，the effects of light and temperature on seed germination and seedling growth of Exochorda giraldii were studied.[Result]The results showed that the optimum germination temperature was 15?℃，the germination rate was 100%，the germination potential was 86.66%，and the germination index was 2.03，all of which were the highest.The germination time was the earliest and the germination duration was the shortest.When the temperature was 20?℃，the radicle growth was dominant in the early growth stage of Exochorda giraldii under light treatment and dark treatment，and the radicle growth was dominant in the middle and late growth stage under light treatment，and the growth of hypocotyl was dominant under dark treatment.The hypocotyl length of light treatment was 15 mm longer than that of dark treatment，and the hypocotyl length of light treatment was 38 mm shorter than that of dark treatment. [Conclusion] Temperature had a significant effect on seed germination of Exochorda giraldii.Light was not a necessary condition for seed germination，but affected seedling growth.

Key words?Exochorda giraldii;Light;Temperature;Germination percentage;Germination energy;Germination index

紅柄白鵑梅（Exochorda giraldii），薔薇科白鵑梅屬落葉灌木，高可達3～5 m，葉卵狀橢圓形，長3～4 cm，全緣，稀中部以上有鈍鋸齒;葉柄紅色，花白色，直徑3.0～4.5 cm，花瓣具長爪，分布于華北、華中和西北山區(qū)[1]。紅柄白鵑梅不僅具有較高的觀賞價值，還有食用價值，其幼葉、嫩莖和花蕾均可食用[2]。魏學智等[3]對紅柄白鵑梅所含營養(yǎng)成分進行了分析，發(fā)現(xiàn)其粗纖維含量豐富，高于黃花菜、刺兒菜等常見野菜，有益于軟化血管、降低膽固醇等。張欽弟等[4]研究表明，紅柄白鵑梅根系固土力強，是很好的退耕還林樹種。目前對紅柄白鵑梅的研究多集中于食用、資源調(diào)查及應用前景方面，有關(guān)其繁殖方面的研究相對較少。王軍濤等[5]對秦嶺野生紅柄白鵑梅進行了露地播種試驗，結(jié)果表明，層積沙藏的種子出苗率為63.5%。許桂芳等[6]對紅柄白絹梅進行了播種試驗，結(jié)果表明15?℃為最佳發(fā)芽溫度。紅柄白鵑梅長勢強健，花形獨特、美麗，是優(yōu)秀的觀花灌木。在庭院綠化中，可叢植于草坪、林緣、假山、巖石邊[6]。我國紅柄白鵑梅資源豐富，但多處于野生狀態(tài)[3]，在城市園林中極少應用。筆者從種子形態(tài)描述和不同培養(yǎng)溫度、光照對紅柄白鵑梅的種子萌發(fā)及幼苗生長的影響方面進行研究，探索其最佳萌發(fā)條件，以期為今后育苗工作提供科學依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料

2019年10月采集北京市植物園內(nèi)栽植的紅柄白鵑梅果實，采集后置于陰涼處陰干，干燥后去除果皮，將種子收集于密封袋中，于4?℃干藏。

1.2?方法

1.2.1?試驗設(shè)計。

2020年2月4日取出種子進行清洗，室溫下用自來水浸泡24 h。播種前清除漂浮于水面的種子，用0.1%高錳酸鉀浸泡消毒10 min，無菌水沖洗5遍后播種于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中，用無菌水浸濕濾紙。每皿播種15粒，于人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)。每處理3次重復。種子萌發(fā)測定，以胚根突破種皮長出1 mm為萌發(fā)標準[7]，每天觀察發(fā)芽情況，記錄發(fā)芽數(shù)量。

溫度設(shè)定：設(shè)15、20、25?℃ 3個恒溫處理和10～20?℃變溫處理。

光照設(shè)定：設(shè)置光處理（每天12 h光照，光強為50 μmol/（m2·s））和持續(xù)黑暗處理。每臺人工氣候箱設(shè)置1個萌發(fā)溫度，放置2組培養(yǎng)皿。一組直接放置，作為光照處理;另一組用2層報紙包裹，作為暗處理。

1.2.2?千粒重計算。隨機數(shù)100粒種子，3次重復，用萬分之一電子天平稱重，換算出千粒重。

1.2.3?發(fā)芽指標測定。萌發(fā)結(jié)束后計算不同處理下種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽率（G）：G=G1/T×100%，其中，G1為發(fā)芽數(shù);T為試驗種子總數(shù)。發(fā)芽勢（GV）：GV=G2/T×100%，其中，G2為種子萌發(fā)達到高峰時全部發(fā)芽的種子數(shù)。發(fā)芽指數(shù)（GI）：GI=Σ（Gt/Dt），其中，Gt為各日凈發(fā)芽數(shù);Dt為相應的發(fā)芽天數(shù)。記錄每組萌發(fā)啟動時間、發(fā)芽持續(xù)時間[8]。

1.2.4?生長指標測定。

對播種溫度為20?℃時光處理和暗處理下紅柄白鵑梅幼苗生長情況進行跟蹤記錄，每隔2 d用20 cm規(guī)格直尺測量胚根長和胚軸長[9]。

1.2.5?數(shù)據(jù)統(tǒng)計。數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析使用EXCEL 2005及SPSS 18軟件。

2?結(jié)果與分析

2.1?種子千粒重?紅柄白鵑梅種子呈深棕色，近半圓形，邊緣具窄翅。種子長為（9.53±0.04） mm，寬為（5.91±0.05） mm，千粒重為（12.25±0.03） g。

2.2?不同溫度和光照處理對紅柄白鵑梅種子發(fā)芽率的影響

經(jīng)觀察，不同處理下紅柄白鵑梅種子萌發(fā)啟動時間不同，15、20?℃處理下種子萌發(fā)最早，播種第6天開始萌發(fā);10～20 ℃處理下第13天開始萌發(fā);25 ℃處理種子萌發(fā)啟動時間最晚，第67天才開始萌發(fā)。從圖1可見，不同處理下種子發(fā)芽持續(xù)時間不同，暗處理下恒溫處理的萌發(fā)時長短于光處理，其中，25 ℃暗處理的萌發(fā)時長較光處理短11 d， 15、20 ℃下暗處理比光處理分別短1、3 d，而10～20 ℃下暗處理較光處理長2 d;不同溫度處理下萌發(fā)時長相差明顯，以15 ℃下萌發(fā)時長最短，25 ℃下最長;光處理下二者相差70 d，暗處理下相差60 d。

由表1可知，各處理下紅柄白鵑梅種子的發(fā)芽率均達到90%以上，25 ℃時，光處理發(fā)芽率最低，為91.11%;15、20 ℃條件下光照處理發(fā)芽率均為100%，25 ℃時發(fā)芽率雖然達到90%以上，但萌發(fā)啟動時間長達67 d，萌發(fā)時長亦超過60 d，幼苗污染率明顯增加。通過SPSS分析表明，溫度對紅柄白鵑梅種子的發(fā)芽率有顯著影響（P<0.05），而光照對發(fā)芽率影響不顯著（P>0.05），光照和溫度交互作用對發(fā)芽率無顯著影響（P>0.05）。

2.3?不同溫度和光照處理對紅柄白鵑梅種子發(fā)芽勢的影響

該試驗中15 ℃處理下種子萌發(fā)后第3天出現(xiàn)發(fā)芽高峰，而其他處理均未出現(xiàn)明顯發(fā)芽高峰，因此該試驗的發(fā)芽勢以每處理開始萌發(fā)后第3天發(fā)芽的種子數(shù)量來計算。

由表2可知，不同溫度處理下紅柄白鵑梅種子發(fā)芽勢差異明顯，15 ℃時發(fā)芽勢最高，達86.66%，其次是20、10～20 ℃處理，25 ℃處理的發(fā)芽勢最低，這表明紅柄白鵑梅種子在15 ℃時出苗最整齊，而在25 ℃時種子發(fā)芽不整齊、生命力弱;不同光照處理下種子發(fā)芽勢差異不明顯，15、25 ℃下光處理的發(fā)芽勢大于暗處理，10～20 ℃下2種光照處理的發(fā)芽勢無差異，20 ℃下光處理發(fā)芽勢略低于暗處理。通過SPSS分析表明，在控制其中一個變量后，發(fā)現(xiàn)溫度對紅柄白鵑梅發(fā)芽勢有極顯著影響（P<0.01），光照對發(fā)芽勢影響不顯著（P>0.05），不同的溫度與光照組合對種子發(fā)芽勢無附加影響，這說明溫度對紅柄白鵑梅的發(fā)芽勢起主導作用。

2.4?不同溫度和光照處理對紅柄白鵑梅種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由表2可知，不同溫度處理下紅柄白鵑梅發(fā)芽指數(shù)不同，15 ℃處理下發(fā)芽指數(shù)最高，為2.03，其次是20和10～20 ℃，25 ℃處理下最低，僅0.12，15 ℃處理下的發(fā)芽指數(shù)是25 ℃處理下的16.92倍。不同溫度處理下發(fā)芽指數(shù)的變化趨勢與發(fā)芽勢相同。通過SPSS分析得知，溫度對紅柄白鵑梅發(fā)芽指數(shù)具極顯著影響（P<0.01），而光照對其影響不顯著（P>0.05），溫度與光照組合對發(fā)芽指數(shù)無附加影響。

2.5?不同光照處理對紅柄白鵑梅幼苗生長的影響

從圖2、3可見，不同光處理下胚根和胚軸生長勢不同，光處理下胚根生長旺盛，暗處理則促進胚軸的生長。從圖2可見，光處理下，胚根生長速度快，胚根長大于胚軸長。胚根在初期生長緩慢，第7天至第24天快速生長，共增長29.5 mm，后呈緩慢生長趨勢;胚軸生長平穩(wěn)、緩慢，18 d后幾乎不再增長，長度保持在8.5 mm左右。試驗結(jié)束時，胚根長為（37.5±0.2） mm，是胚軸長的4.41倍。

從圖3可見，在暗處理下，胚根和胚軸的生長趨勢與光處理不同，萌發(fā)初期胚根生長量大于胚軸，第12天出現(xiàn)拐點，其后胚軸生長加速，生長量明顯高于胚根。胚根從萌發(fā)開始至第16天呈穩(wěn)定增長趨勢，其后趨于平緩，長度保持在22.5 mm左右;胚軸生長呈緩慢—快速—緩慢的趨勢，即萌發(fā)初期生長緩慢，7～18 d快速生長，18 d后又趨于平緩。試驗結(jié)束時，胚軸長為（46.5±0.1） mm，是胚根長的2.07倍。

綜合分析，紅柄白鵑梅幼苗在萌發(fā)初期胚根生長占優(yōu)勢，中后期因光照條件不同而呈現(xiàn)不同生長勢，即光照培養(yǎng)下胚根長大于胚軸長，黑暗培養(yǎng)下則相反。試驗結(jié)束時，光處理下胚根長度較暗處理下長15 mm，胚軸長度則比暗處理下短38 mm。

3?結(jié)論與討論

（1）相關(guān)研究表明，秦嶺野生白鵑梅和河南關(guān)山地質(zhì)公園野生紅柄白鵑梅種子千粒重分別為11.0和11.7 g[5-6] ，而該試驗的紅柄白鵑梅種子千粒重為12.25 g。3個不同種源種子千粒重相近，人工栽培下的種子較野生種子略重。

（2）通過試驗研究可知，光照對紅柄白鵑梅種子萌發(fā)無顯著影響，說明光照不是種子萌發(fā)的必要條件，這與梭梭[10]、皺葉醉魚草[11]、醉馬草[12]、香薷[13]種子的情況相同。

（3）溫度是種子萌發(fā)的重要條件之一，過高或過低的溫度均會影響種子活力，進而造成發(fā)芽不齊、出苗不良[14]。適宜的溫度可增強種子內(nèi)酶活性，利于物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和胚的生長，加速種皮機械變化而促進萌發(fā)[15]。該研究結(jié)果表明，溫度是影響紅柄白鵑梅種子萌發(fā)的重要因素，15 ℃時其萌發(fā)啟動時間早、發(fā)芽持續(xù)時間最短，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高，而高溫抑制紅柄白鵑梅種子的萌發(fā)，表現(xiàn)為發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)較低，萌發(fā)啟動時間和發(fā)芽持續(xù)時間過長，幼苗污染率高。由此可以判斷，種子最佳播種條件不能只看單一指標，需對各指標進行綜合分析。發(fā)芽率高、發(fā)芽勢強，預示田間出苗快、苗壯且整齊;發(fā)芽率高、發(fā)芽勢弱，預示出苗不齊、弱苗多[16]。15 ℃為紅柄白鵑梅最適發(fā)芽溫度，這與許桂芳等[6]的研究結(jié)論一致，但與25 ℃時種子發(fā)芽率為90%以上的結(jié)果不一致。紅柄白鵑梅種子在15 ℃下萌發(fā)啟動時間最早，僅需15 d，20、10～20和25 ℃條件下萌發(fā)持續(xù)天數(shù)分別為26、36、79 d。在育苗生產(chǎn)中，萌發(fā)時間早，持續(xù)發(fā)芽時間短，可增加幼苗當年的生長量，加強木質(zhì)化程度，從而縮短出圃時間[17]。

（4）該研究結(jié)果表明，紅柄白鵑梅萌發(fā)初期以胚根生長為主，中后期在不同光照條件下胚根和胚軸的生長情況相反。這說明恒溫時，光照條件利于胚根優(yōu)先生長，長度大于胚軸長;黑暗條件下胚軸優(yōu)先生長，長度大于胚根長，這與孫宜等[18]和李雪楓等[19]的研究結(jié)果一致。

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