赤霉素與低溫處理對短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的影響

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(江蘇農林職業(yè)技術學院風景園林系， 江蘇 句容 212400)

赤霉素與低溫處理對短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的影響

劉春風，劉玉華，王磊，劉彬，孫林，張妍

(江蘇農林職業(yè)技術學院風景園林系， 江蘇 句容 212400)

以短柱鐵線蓮為試材，研究低溫層積、低溫干藏、層積前赤霉素處理對短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的影響。結果表明：短柱鐵線蓮種子萌發(fā)適宜的平均氣溫為20～25 ℃，低溫干藏在室內恒溫沙床發(fā)芽率達74.3%，可以作為短柱鐵線蓮種子的有效保存方法。50 mg/L GA3浸種后層積效果最佳，室內恒溫與室外營養(yǎng)袋播種發(fā)芽率分別達到84.3%、61.8%，且種子出苗整齊，種苗質量較好。

短柱鐵線蓮； 低溫層積； GA3； 種子萌發(fā)

鐵線蓮屬(ClematisL.)是毛茛科多年生植物，廣布于世界各地，約有300種。我國約有108種。短柱鐵線蓮(ClematiscadmiaBuch.-Ham.ex Wall)為鐵線蓮屬的一個種，多年生木質藤本攀緣植物，花期4月至5月，分布于江蘇、江西、安徽等地，是一種優(yōu)良的園林花卉。多數(shù)鐵線蓮的種子在自然狀態(tài)下萌發(fā)較困難，須經過2次自然低溫才能萌發(fā)[1]，而經過低溫處理后的種子萌發(fā)率可以提高到70%以上[2]，赤霉素(GA3)可代替低溫層積打破種子休眠[3-4]。據(jù)報道，鐵線蓮種子采收后，在4 ℃冰箱中保存3年仍可萌發(fā)[2]。由于不同鐵線蓮的種子發(fā)芽所需條件差異較大，關于短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的試驗尚未見報道。本試驗采用不同濃度的GA3分別浸種，并對種子進行低溫層積處理，研究GA3、低溫層積、GA3+低溫層積、低溫干藏處理對短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的影響，旨在尋求提高短柱鐵線蓮種子萌芽率的方法，為其種子保存、引種和繁殖研究提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 種 子

供試種子于2014年11月中旬采自江蘇農林職業(yè)技術學院實驗基地內6年生短柱鐵線蓮植株，選取發(fā)育良好、成熟飽滿的種子，經自然風干后裝入牛皮紙袋，于5 ℃冷藏箱貯藏備用。

1.1.2 基 質

選用純河沙、泥炭土與珍珠巖混合(比例)作為本試驗的播種基質。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 試驗設計

1) 試驗種子采用低溫干藏、不同濃度(0，10，20，50，100，200 mg/L)GA3浸泡后經過低溫層積的處理，在實驗室恒溫20 ℃的條件下進行沙床發(fā)芽對比試驗。其中，采用不同濃度(0，10，20，50，100，200 mg/L)GA3處理的試驗，在種子采后即進行發(fā)芽試驗，需要低溫處理的試驗，在低溫處理60 d后進行發(fā)芽試驗。

2) 不同濃度GA3與低溫層積處理、低溫干藏處理的種子在室外簡易大棚(自然環(huán)境溫度)的營養(yǎng)袋里進行播種發(fā)芽對比試驗和幼苗初期生長觀察。每個處理設3個重復，每個重復100粒種子。

1.2.2 試驗方法

1) 種子質量測定。以種子1 000粒×8組的平均值為其平均質量(±標準誤差)。

2) 基質處理。河沙處理：按林木種子檢驗規(guī)程GB 2772—1999處理河沙。先將河沙去雜質、沖洗干凈，用0.05～0.8 mm篩子過篩，置于高溫高壓蒸汽滅菌30 min，然后自然冷卻至室溫，加入無菌水拌勻，沙的濕度以手握成團不滴水，松開時裂開為宜，濕沙含水量為60%～80%，消毒處理過的濕沙備用。

泥炭土與珍珠巖處理：使用新購買的無雜質的泥炭土和珍珠巖，泥炭土與珍珠巖按3∶1比例混合，并取適量百菌清粉劑拌勻。

3) 種子處理方法。不同濃度GA3處理的試驗：將備用的短柱鐵線蓮種子按照林木種子檢驗規(guī)程GB 2772—1999，采用四分法隨機抽取試驗所需的凈種，置于種子網袋內用水沖洗1 h，10%次氯酸鈉消毒10 min，無菌水清洗5次，0.1%氯化汞消毒5 min，待種皮完全晾干后置于不同濃度(0，10，20，50，100，200 mg/L)的GA3溶液中浸泡12 h后，用蒸餾水沖洗干凈，置于沙床進行發(fā)芽試驗。

GA3與低溫層積處理：取種、種子消毒和不同濃度GA3處理均按照以上相同方法進行，將浸泡后的種子稍晾干與濕沙(消毒處理過的濕沙含水量為60%～80%)按1∶5的比例混拌均勻，置于消毒過的發(fā)芽盒在5 ℃、相對濕度(RH)50%的人工氣候室中進行低溫層積催芽，發(fā)芽盒應留有小氣孔。定期檢查保持低溫層積處理濕沙的濕度，若濕沙的表面出現(xiàn)泛白(出現(xiàn)干沙)時，用噴壺噴施無菌水補水。

低溫干藏處理：低溫干藏處理(5 ℃)的種子裝入牛皮紙袋內置于消毒過的發(fā)芽盒內，放在人工氣候室中進行低溫干藏，種子播種前進行消毒，方法同上。低溫層積、低溫干藏處理均為60 d。

4) 發(fā)芽試驗。室內恒溫沙床發(fā)芽試驗。將種子分別放在2～4 cm的濕沙上排列，粒間距為種子寬度的1～2倍，上面撒1 cm松散的濕沙，放入20 ℃、相對濕度50%的人工氣候室中。注意發(fā)芽盒應留有小氣孔，保持濕沙的濕度，用噴壺噴施無菌水補水。不同濃度GA3處理的試驗于2014年12月1日進行；GA3與低溫層積處理、低溫干藏于2015年3月10日進行。

在簡易塑料大棚中營養(yǎng)袋播種試驗。于2015年3月10日，將處理過的泥炭土與珍珠巖裝入營養(yǎng)袋，取GA3與低溫層積處理、低溫干藏處理的種子播種，每個營養(yǎng)袋點播2粒種子，播后覆土1 cm，澆透水。每天根據(jù)基質表面的顏色確定澆水量，每隔7 d統(tǒng)計1次發(fā)芽數(shù)，發(fā)芽數(shù)的統(tǒng)計截止到2015年5月10日。試驗期間每天清晨(06：00～07：00)、中午(13：00～14：00)、傍晚(17：00～18：00)記錄大棚中的溫度。

1.3 種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)統(tǒng)計

以胚根長度為種子長度的1/2作為種子萌發(fā)標志，連續(xù)5 d沒有種子萌發(fā)為發(fā)芽結束標志。記錄從播種開始到發(fā)芽試驗結束的天數(shù)為發(fā)芽天數(shù)。

發(fā)芽率(%)=正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=規(guī)定時間內發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)，式中：Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對應的發(fā)芽數(shù)；

真葉數(shù)百分比(%)=相應真葉數(shù)的株數(shù)/總株數(shù)×100%，式中，相應真葉數(shù)的株數(shù)表示赤霉素濃度為n長出a片真葉數(shù)的株數(shù)，總株數(shù)表示赤霉素濃度為n對應的株數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel 2010和SPSS 18.0統(tǒng)計軟件處理。

2 結果與分析

2.1 種子質量

短柱鐵線蓮種子的千粒重為(3.76±0.03)g。

2.2 室內恒溫條件下不同處理對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響

由表1可見，室內恒溫沙床播種，不同處理對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響有顯著差異(p=0.05)，經過低溫處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著高于未進行低溫處理的種子，0～200 mg/L內，隨著GA3濃度的增加，短柱鐵線蓮種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢呈先升后降的趨勢。在進行低溫的處理中，低溫層積前50 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率為84.3%，顯著高于其他處理，其次是低溫層積前100 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率為79.3%，再次是低溫層積前20，10 mg/L GA3、低溫層積，分別為78.3%、76%、75.6%，低溫干藏與低溫層積前200 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率較低，均為74.3%；在未進行低溫的處理中，50 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率稍高，為44.3%；100，200，20，10 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率差異不顯著，分別為43%、42.7%、42%、40.7%；對照(ck)的種子發(fā)芽率最低，僅為39%。試驗表明，低溫處理能顯著提高短柱鐵線蓮的種子發(fā)芽率，尤其以低溫層積前50 mg/L GA3處理種子效果最佳，與對照相比，種子發(fā)芽率提高了2.16倍，僅用GA3處理對提高短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的效果不明顯。

2.3 大棚內發(fā)芽試驗期間溫度統(tǒng)計

試驗前期(3月13日—4月9日)大棚內氣溫變幅較大，且氣溫偏低；試驗后期(4月9日—5月10日)氣溫走勢平緩，氣溫變幅較小，氣溫較高。其中有2個時間段氣溫保持較平穩(wěn)，3月27日—4月1日連續(xù)5 d、4月9日—5月10日平均氣溫基本保持在20～25 ℃范圍內(圖1)。

2.4 不同處理簡易大棚營養(yǎng)袋播種對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響

由表2可見，簡易大棚營養(yǎng)袋播種，不同處理對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響有顯著差異(p=0.05)。

圖1 試驗期間大棚內氣溫統(tǒng)計

表1 不同處理對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽(室內恒溫下)的影響

處理濃度(mg/L)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)ck039e40．5e1040．7de43．8de2042de43．6deGA35044．3d47．5d10043de43．6de20042．7de44．7de低溫干藏074．3c77．3c低溫層積075．6bc79．1bc1076bc78bc2078．3bc79．3bcGA3+低溫層積5084．3a83．2a10079．3b80．7b20074．3c76．4c

低溫干藏處理營養(yǎng)袋播種的種子各指標均最低，顯著低于低溫層積、層積前不同濃度GA3處理的種子；層積前不同濃度GA3處理的種子萌發(fā)各指標均高于低溫層積，0～200 mg/L內，隨著GA3濃度的增加，短柱鐵線蓮種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、平均苗高呈先升后降的趨勢，20～200 mg/L GA3濃度處理的種子萌發(fā)各指標均顯著高于低溫層積，其中層積前50 mg/L GA3濃度處理的效果最好。從發(fā)芽率看，層積前50 mg/L處理的發(fā)芽率為61.8%，顯著高于其他處理，其次是20，100，200 mg/L GA3處理的發(fā)芽率(分別為51.2%、54.2%、52.6%)，較顯著高于層積前10 mg/L GA3和低溫層積處理的發(fā)芽率(分別為45.4%、46.4%)，低溫干藏處理的發(fā)芽率僅為29.67%。各處理的發(fā)芽勢與發(fā)芽率的顯著水平一致。從發(fā)芽指數(shù)看，層積前50 mg/L GA3處理的發(fā)芽指數(shù)為4.34，顯著高于其他處理，其次是20，100 mg/L GA3處理的發(fā)芽指數(shù)(分別為3.92、3.82)，較顯著高于層積前10，200 mg/L GA3處理(發(fā)芽指數(shù)分別為3.67、3.58)，低溫層積處理的發(fā)芽指數(shù)較低，為2.86，低溫干藏處理的發(fā)芽指數(shù)最低，僅為2.63。從平均苗高看，層積前50 mg/L處理的平均苗高為3.86，顯著高于其他處理，其次是20，100 mg/L GA3處理的(平均苗高分別為3.75、3.69)，較顯著高于層積前10，200 mg/L GA3(平均苗高分別為3.36、3.38)，低溫層積處理的平均苗高較低，為2.51，低溫干藏處理的平均苗高最低，僅為2.40。低溫層積處理種子發(fā)芽率為低溫干藏的1.53倍；層積前50 mg/L GA3處理的種子發(fā)芽率為低溫干藏的2.08倍，為低溫層積的1.36倍。

表2 不同處理對短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率的影響

處理濃度(mg/L)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(%)發(fā)芽指數(shù)平均苗高(cm)低溫干藏029．7d18．7d2．63e2．40e低溫層積(ck)045．4c25．6c2．86d2．51d1046．4c27．3c3．67bc3．36c2051．2b30．4b3．92b3．75bGA35061．8a34．7a4．34a3．86a10054．2b31．4b3．82b3．69b20052．6b30．6b3．58c3．38c

2.5 大棚內營養(yǎng)袋播種的發(fā)芽周期

由圖2可知，與對照(低溫干藏)相比，低溫層積處理營養(yǎng)袋播種的種子發(fā)芽率較高。3月27日之前低溫層積處理的種子發(fā)芽較少，3月27日至4月17日低溫層積處理的種子發(fā)芽率顯著提高，而低溫干藏的種子自4月初至4月24日的發(fā)芽率大幅提高，增幅顯著。從發(fā)芽率走勢上看，與低溫干藏相比，低溫層積處理的種子發(fā)芽率走勢較緩，由于低溫層積處理的種子有部分露白(25.6%)才播種，因此，發(fā)芽率高但其走勢較緩。

圖2與圖1對比可知，3月27日之前可能由于氣溫較低，溫差較大，不利于種子的發(fā)芽，低溫層積處理的種子發(fā)芽較少，低溫干藏無發(fā)芽。在3月27日—4月1日連續(xù)5 d平均氣溫維持在20～25 ℃范圍內，低溫層積處理的種子發(fā)芽有明顯的提高；4月9日之后，氣溫較平穩(wěn)，基本維持在20～25 ℃范圍內，低溫干藏處理的種子發(fā)芽迅速?？梢钥闯?，短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的較適宜平均氣溫為20～25 ℃。

簡易大棚營養(yǎng)袋播種低溫層積處理與低溫干藏的種子發(fā)芽率分別為45.4%、29.67%，與室內恒溫播種的種子發(fā)芽率(分別為75.6%、74.3%)相比，分別下降了40%、60%，氣溫不穩(wěn)定可能是導致種子發(fā)芽率降低的主要原因。

圖2 大棚內營養(yǎng)袋播種的發(fā)芽率變化

2.6 不同處理對營養(yǎng)袋播種種苗生長的影響

由圖3可知，不同處理水平中短柱鐵線蓮種苗的真葉數(shù)分布均呈正態(tài)分布，低溫層積與層積前GA3處理種苗的真葉數(shù)量顯著大于低溫干藏，種苗有2、3片真葉的比例較大，而低溫干藏處理的種苗多數(shù)為1片真葉，少量的有2片真葉，但無3片真葉。原因可能是低溫干藏處理的種子需要有一個吸水萌發(fā)的過程，生長較慢。

圖3 不同處理對營養(yǎng)袋播種種苗真葉數(shù)的影響

3 結論與討論

本試驗以短柱鐵線蓮為試材，研究低溫層積、低溫干藏、層積前赤霉素處理對短柱鐵線蓮種子萌發(fā)的影響。結果表明:短柱鐵線蓮種子萌發(fā)適宜的平均氣溫為20～25 ℃，低溫干藏在室內恒溫沙床發(fā)芽率能達到74.3%，可以作為短柱鐵線蓮種子的有效保存方法。50 mg/L GA3浸種后層積效果最佳，室內恒溫與室外營養(yǎng)袋播種發(fā)芽率分別達到84.3%、61.8%，且種子出苗整齊，種苗質量較好。

在自然狀態(tài)下，大多數(shù)的鐵線蓮屬種子萌發(fā)較困難，須經過2次自然低溫才能萌發(fā)[2]，進行低溫處理后的種子萌發(fā)率可以提高到70%以上[3]。郭玉琴等研究發(fā)現(xiàn)，灰葉鐵線蓮種子低溫層積后的拱棚營養(yǎng)袋播種發(fā)芽率達80%(拱棚內白天溫度保持在20～25 ℃，晚上保持在10～15 ℃)[4]。本研究證明，低溫干藏處理后短柱鐵線蓮種子發(fā)芽率能夠達到74.3%，比低溫層積的種子發(fā)芽率(75.6%)稍低，二者差異不顯著，說明低溫干藏處理有利于短柱鐵線蓮種子的保存和萌發(fā)，可以作為短柱鐵線蓮種子的有效保存方法。短柱鐵線蓮種子低溫處理后(低溫干藏、低溫層積、層積前GA3處理)室內恒溫沙床播種的發(fā)芽率為74.3%～84.3%，而簡易大棚下營養(yǎng)袋播種的發(fā)芽率卻較低，分析原因，除了播種基質外，還可能是種子在萌發(fā)期間受不適宜的環(huán)境條件的影響而導致重新進入休眠狀態(tài)，即二度休眠的現(xiàn)象(鐵線蓮種子萌發(fā)的溫度最好不超過20 ℃[2])。本試驗中播種初期3月份氣溫變幅較大且氣溫偏低，低溫時間較長(3月至4月初)，不利于種子發(fā)芽；4月中旬平均氣溫基本保持在20～25 ℃范圍內，有利于種子發(fā)芽，種子發(fā)芽率迅速提高；4月下旬至5月溫度偏高，種子進入二度休眠狀態(tài)，充分證明了鐵線蓮種子萌發(fā)與溫度的關系，試驗地自然環(huán)境下適宜鐵線蓮種子萌發(fā)的時間較短、氣溫迅速偏高導致種子進入二度休眠狀態(tài)，可能是鐵線蓮種子發(fā)芽率偏低的重要原因。目前鐵線蓮種子二度休眠原因還不清楚，如何打破鐵線蓮種子二度休眠也有待于進一步的研究。

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Effect of GA3and Cold Treatment on Germination ofClematiscadmiaSeeds

LIUChunfeng,LIUYuhua,WANGLei,LIUBin,SUNLin,ZHANGYan

2016-06-28

江蘇高校品牌建設工程一期項目園林技術專業(yè)(編號：PPZY 2015 A 082)；鎮(zhèn)江市科技支撐計劃“鐵線蓮屬植物優(yōu)良花卉新品種選育”(編號：NY 2014035)。

劉春風(1970—)，女，河南禹縣人，博士研究生，講師，研究方向：園林植物栽培和植物生理；E-mail:497240465@qq.com 。

王 磊(1963—)，女，教授，主要從事園林植物引種及育種。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.12.083

Q 945.34+9

A

1001-4705(2016)12-0083-04