野生薄皮木種子萌發(fā)特性及耐鹽性研究

郭 麗，索素敏，楊紅麗，徐明輝，常介田

（1. 河南農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，河南 中牟 451450；2. 湯陰縣林業(yè)總站，河南 湯陰 456150）

薄皮木（Leptodermis oblongaBunge）為茜草科野丁香屬落葉小灌木，在我國主要分布在華北至西南等地區(qū)。薄皮木花繁枝多，花色鮮艷、花期長、花香四溢，是一種極具觀賞價值的野生鄉(xiāng)土植物，可作為觀賞、綠化、盆景等栽培[1]，具有較高的觀賞價值和開發(fā)前景。因此，對其進行人工繁育和引種馴化栽培研究具有重要意義。目前，國內(nèi)外學(xué)者對于野生薄皮木的研究報道甚少，主要涉及其化學(xué)成分及抗炎活性[2-3]、葉表皮形態(tài)特征[4-5]、組織培養(yǎng)與快速繁殖技術(shù)[6]等研究。關(guān)于薄皮木種子的萌發(fā)特性，焦云紅等[7]研究認為，薄皮木種子基質(zhì)含水量為26.67%時，發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，pH 值3.0～11.0 范圍內(nèi)種子均可萌發(fā)；孔欣然等[1]研究認為，光照強度對薄皮木種子的萌發(fā)無顯著影響，在溫度20 ℃的培養(yǎng)條件下，薄皮木種子的發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)均達到最高值。但關(guān)于野生薄皮木變溫及播深等環(huán)境條件研究鮮見報道。鑒于此，以薄皮木為試材，對其種子萌發(fā)特性及萌發(fā)耐鹽性進行研究，以期為其引種馴化和開發(fā)利用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

2020 年11—12 月，在安陽市林州市石板巖鎮(zhèn)境內(nèi)，從健壯的野生薄皮木植株上采收當(dāng)年成熟種子，自然風(fēng)干，裝入牛皮紙袋內(nèi)，凈種后在5 ℃條件下干燥貯藏。試驗時選取品種純正、顆粒飽滿、均勻一致、無病蟲害的種子為試材。

1.2 溫度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

取完成休眠的種子，采用濾紙培養(yǎng)皿法進行發(fā)芽試驗。先對培養(yǎng)皿進行消毒，然后在培養(yǎng)皿里墊上2層濕潤濾紙。取種子用蒸餾水浸泡2 h，放入培養(yǎng)皿的濾紙上，每天觀察濾紙的濕潤程度，及時補充水分以保持適宜的濕度，然后放入已消毒的RXZ智能人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。培養(yǎng)溫度分別設(shè)置為15、20、25、30、35、15/25 ℃，其中，15、20、25、30、35 ℃為恒溫處理，持續(xù)光照；15/25 ℃為變溫處理，光照周期為16 h黑暗/8 h光照。每個處理重復(fù)3次，每個重復(fù)30 粒種子。培養(yǎng)箱相對濕度70%。種子萌發(fā)以胚根突破種皮露白為準(zhǔn)，從種子萌發(fā)當(dāng)天開始定時統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)，以連續(xù)3 d 無新種子萌發(fā)視為萌發(fā)結(jié)束。統(tǒng)計各項生理指標(biāo)，其中，每處理取5粒種子測定苗長。

1.3 GA3對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

取野生薄皮木休眠種子先用蒸餾水浸泡，然后分別用質(zhì)量濃度為0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mg/L 的GA3溶液浸種24 h，用蒸餾水沖洗干凈后放入墊有2 層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，以清水為對照，置于已消毒的RXZ 智能人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，設(shè)定溫度為15 ℃/25 ℃，適宜光照周期為16 h 黑暗/8 h 光照，培養(yǎng)箱相對濕度70%。

1.4 覆土厚度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

將完成休眠的種子播于塑料盆中，其培養(yǎng)基質(zhì)為經(jīng)過消毒的草炭、蛭石、珍珠巖混合而成，基質(zhì)含水量為50%～60%，分別設(shè)基質(zhì)覆土厚度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 cm 6 個處理，并在容器上覆膜以保持基質(zhì)濕度，減少水分蒸發(fā)，將其置于溫室內(nèi)培養(yǎng)。

1.5 野生薄皮木種子萌發(fā)期耐鹽性試驗

采用濾紙培養(yǎng)皿法。隨機挑選飽滿的種子30粒，均勻撒在鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿上，分別加入用無菌水配制的分析純NaCl 溶液6 mL，NaCl 溶液設(shè)置50、100、150、200、250、300 mmol/L 6 個濃度梯度，以清水為對照。把以上處理種子置于人工氣候培養(yǎng)箱中，溫度設(shè)置為25 ℃，光照周期為16 h 黑暗/8 h 光照，培養(yǎng)箱相對濕度70%。每日定時觀察，并向培養(yǎng)皿補水至初始質(zhì)量，以維持恒定的鹽濃度。

1.6 測定指標(biāo)及計算方法

發(fā)芽率=全部發(fā)芽粒數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽勢=發(fā)芽高峰時發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；發(fā)芽指數(shù)（Gi）=Σ（Gt/Dt），式中Gt為第t日的正常發(fā)芽數(shù)，Dt為發(fā)芽試驗第t日；活力指數(shù)（Vi）=Gi×S，式中S為平均苗長[8]。

1.7 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用Excel 2007數(shù)據(jù)分析工具進行單因素方差分析，Duncan 氏新復(fù)極差法（LSR）進行多重比較分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

由表1 可知，經(jīng)高溫和變溫處理的種子萌芽率較低；在20～30 ℃條件下，野生薄皮木種子發(fā)芽指數(shù)、平均苗長、活力指數(shù)均顯著高于15、35 ℃和15/25 ℃。其始發(fā)芽天數(shù)在15 ℃和15/25 ℃條件下均遠遠長于其他處理，從而說明較低溫度和變溫處理延遲野生薄皮木種子萌芽時間，但溫度過高，達到35 ℃時也不利于種子的萌發(fā)。綜合各項指標(biāo)，野生薄皮木種子發(fā)芽適宜溫度為25 ℃。

表1 不同溫度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響Tab.1 Effect of different temperature on the seed germination of Leptodermis oblonga Bunge

2.2 不同質(zhì)量濃度GA3對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

由表2 可知，經(jīng)GA3處理后，野生薄皮木種子在2～3 d 發(fā)芽，而未經(jīng)GA3處理的種子在播后9 d 開始發(fā)芽，說明GA3處理能加速其種子萌發(fā)進程。GA3質(zhì)量濃度為1.5 mg/L 時，野生薄皮木種子發(fā)芽率為40.00%，發(fā)芽勢為35.55%，發(fā)芽指數(shù)為18.37，平均苗長為5.77 cm，活力指數(shù)為100.59，均為所有GA3處理中最大值。綜合各項指標(biāo)，促進野生薄皮木種子發(fā)芽的GA3最佳質(zhì)量濃度為1.5 mg/L。

表2 不同質(zhì)量濃度GA3對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響Tab.2 Effect of GA3 on the seed germination of Leptodermis oblonga Bunge

2.3 不同覆土厚度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

由表3 可知，野生薄皮木播種覆土厚度為2.5、3.0 cm 時，培養(yǎng)28 d 后均無發(fā)芽現(xiàn)象。覆土厚度為1.0 cm 時，野生薄皮木種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均達到最佳。因此，野生薄皮木播種深度不易太深，以1.0 cm為宜。

表3 覆土厚度對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響Tab.3 Effect of cover depth on the seed germination of Leptodermis oblonga Bunge

2.4 不同濃度NaCl脅迫對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響

由表4 可知，不同濃度NaCl 脅迫下，野生薄皮木種子的發(fā)芽率隨NaCl 濃度的增大呈先升后降趨勢。低濃度NaCl 對野生薄皮木種子萌芽期各性狀有促進作用，高濃度對其各性狀有抑制作用。NaCl濃度為150 mmol/L 時種子雖能萌發(fā)，但此濃度抑制幼苗的生長，種子有胚根伸出后，開始褐化腐爛，即使有子葉伸出，子葉未展開時發(fā)黑變軟，種子在播后4 d 萌發(fā)，但6 d 開始死亡，直至最后發(fā)芽植株全部死亡，而未經(jīng)NaCl 處理的種子發(fā)芽植株生長健壯。NaCl 濃度達到200 mmol/L 時，種子發(fā)芽更少，且在發(fā)芽后3 d 全部死亡。NaCl 濃度為250～300 mmol/L 時，種子無發(fā)芽現(xiàn)象。NaCl 濃度在50～100 mmol/L 時，野生薄皮木種子各項指標(biāo)與對照無顯著差異，始發(fā)芽天數(shù)為3～4 d。

表4 不同濃度NaCl脅迫對野生薄皮木種子萌發(fā)的影響Tab.4 Effect of NaCl on the seed germination of Leptodermis oblonga Bunge

3 結(jié)論與討論

種子的萌發(fā)要在一定溫度條件下進行[9]，物種不同，植物種子萌發(fā)的適宜溫度各異，這與植物原產(chǎn)地環(huán)境關(guān)系很大[10]。有的物種在恒溫下發(fā)芽率很高，有些物種需要變溫條件改變種子膜透性、膜結(jié)合蛋白的活力等，從而促進種子萌發(fā)[11-12]。本試驗結(jié)果表明，野生薄皮木種子在變溫條件下不易萌發(fā)。生產(chǎn)播種時，要待溫度基本恒定后再行播種，否則溫度忽高忽低影響種子發(fā)芽率。野生薄皮木種子25 ℃時發(fā)芽率為73.33%，從播種到發(fā)芽只需2 d，因此，野生薄皮木引種栽培時，建議溫度達到25 ℃時播種。覆土厚度影響種子萌發(fā)及幼苗出土，適宜的埋深能增加種子周圍土壤的緊實度及相對濕度，從而提高種子萌發(fā)的機會[13-14]。野生薄皮木種子覆土太淺，表土水分蒸發(fā)抑制種子萌發(fā)，雖有少量野生薄皮木種子萌發(fā)，但其根系太淺，幼苗難以成活；土壤覆土厚度＞2 cm 時，種子發(fā)芽率隨土壤覆土厚度的增加呈下降趨勢。種子覆土太深，土層里的種子會因為O2含量太低而通氣不良，遭受真菌侵染等而變質(zhì)腐爛[15]。王方琳等[16]認為，沙埋深度越深，幼苗出土所需的時間越長。本研究覆土厚度≤1.5 cm時，始發(fā)芽天數(shù)為4 d，覆土厚度為2.0 cm 時，始發(fā)芽天數(shù)為5 d，覆土厚度≥2.5 cm 時，培養(yǎng)28 d 未見發(fā)芽種子。

使用植物生長調(diào)節(jié)劑浸種，能打破種子休眠，破壞阻礙種子萌發(fā)的相關(guān)物質(zhì)，從而提高種子發(fā)芽率，促進幼苗生長[17]。GA3是最常用打破種子休眠的植物激素[18]。本研究中，野生薄皮木種子經(jīng)過同一浸種時間處理后，隨著GA3濃度的增加，對其種子萌發(fā)的促進作用呈先逐漸增強而后減弱的趨勢，這與大白杜鵑種子[19]的研究結(jié)果一致。

大量研究表明，逆境脅迫對植物的影響主要表現(xiàn)在種子萌發(fā)、生長、生物量和生理生化等方面[20-29]。種子萌發(fā)期是植物對環(huán)境脅迫響應(yīng)最敏感的時期，直接影響植株的生長發(fā)育[30]。發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)是評價種子活力的常用指標(biāo)，可以反映出種子的萌發(fā)能力[31]。本試驗中，50～100 mmol/L NaCl 脅迫對野生薄皮木種子萌發(fā)無顯著影響；150 mmol/L NaCl 脅迫下野生薄皮木種子雖能萌發(fā)，但出芽后長勢慢，而后不久植株死亡，表明150 mmol/L NaCl 脅迫抑制野生薄皮木種子的萌芽；隨著NaCl脅迫濃度的持續(xù)增加，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、平均苗長、活力指數(shù)均呈下降趨勢，說明高濃度NaCl脅迫降低野生薄皮木種子的發(fā)芽能力。

綜上所述，野生薄皮木播種適宜溫度為25 ℃，最適宜覆土厚度為1.0 cm；GA3對種子萌發(fā)具有促進作用，促進野生薄皮木發(fā)芽的GA3最佳質(zhì)量濃度為1.5 mg/L；野生薄皮木種子對低NaCl 脅迫有一定的適應(yīng)能力，50～100 mmol/L NaCl 脅迫對野生薄皮木種子萌發(fā)有促進作用，150 mmol/L NaCl 脅迫開始抑制幼苗生長。野生薄皮木種植時，應(yīng)選擇土壤NaCl 濃度0～100 mmol/L 的地段，土壤NaCl 濃度達到150 mmol/L則引起植株死亡。