烘烤溫度對(duì)云南松球果鱗片開放和種子萌發(fā)率的影響

， ， ， ， (云南大學(xué)生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)研究所， 昆明 650091)

通迅作者：張光飛(1966—)，男，副教授，主要從事生理生態(tài)及蕨類植物研究；E-mail：gfzhang@ynu.edu.cn。

烘烤溫度對(duì)云南松球果鱗片開放和種子萌發(fā)率的影響

黃博強(qiáng)，趙元蛟，霍冬芳，蘇文華，張光飛
(云南大學(xué)生態(tài)學(xué)與地植物學(xué)研究所， 昆明 650091)

以云南松(PinusyunnanensisFranch)球果為試驗(yàn)材料，研究了4種不同烘烤溫度40，50，60，70 ℃對(duì)球果鱗片開放時(shí)間以及種子萌發(fā)率的影響。結(jié)果表明：云南松球果在烘烤時(shí)，其鱗片開放的時(shí)間會(huì)隨著烘烤溫度的升高而縮短；當(dāng)年成熟的球果在50 ℃和60 ℃ 2種烘烤條件下釋放的種子萌發(fā)率最高，分別達(dá)(97.53±0.69)%和(95.53±3.12)%(pgt;0.05，差異不顯著)。綜合考慮烘烤溫度對(duì)球果鱗片開放時(shí)間和種子萌發(fā)率的影響，在生產(chǎn)中利用60 ℃烘烤云南松球果獲得種子既能保證萌發(fā)率，又能降低生產(chǎn)成本。

云南松； 球果； 烘烤溫度； 開放時(shí)間； 萌發(fā)率

云南松林是我國西南地區(qū)最常見的森林，云南松(PinusyunnanensisFranch)也是重要的造林和用材樹種[1]。與我國的其他松屬植物不同，云南松的球果成熟后鱗片不會(huì)馬上開放，閉合的球果會(huì)在枝條上宿存多年，云南松是延遲開放的物種[2-3]。采收的閉合球果在自然晾曬溫度條件下難以開放釋放種子。與其他延遲開放物種相似[4-5]，適當(dāng)?shù)母邷乜梢哉T導(dǎo)云南松球果鱗片開放釋放種子，同時(shí)經(jīng)歷過適當(dāng)高溫的種子可有更高的萌發(fā)率[6-8]，但過高的溫度又會(huì)使其萌發(fā)率下降甚至導(dǎo)致種子失活[9]。目前對(duì)誘導(dǎo)球果鱗片開放的烘烤溫度是促進(jìn)種子萌發(fā)，還是降低其萌發(fā)率尚不清楚。通過設(shè)置不同烘烤溫度使云南松球果開放釋放種子，以鱗片開發(fā)時(shí)間和種子萌發(fā)率為指標(biāo)，探討球果烘烤溫度與種子萌發(fā)率的關(guān)系，找出促進(jìn)云南松球果鱗片開放和種子萌發(fā)的最適烘烤溫度，為建立更科學(xué)的云南松種子生產(chǎn)技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)選取楚雄紫溪山、武定、石林3個(gè)地點(diǎn)，采集的云南松球果分當(dāng)年成熟、宿存1年、宿存2年3個(gè)宿存年份梯度。同一地點(diǎn)相同年份的球果共采5株，每株各采4個(gè)球果，每個(gè)地點(diǎn)共采60個(gè)球果。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)設(shè)置40，50，60，70 ℃共4個(gè)溫度梯度；將球果編號(hào)后，全部放入已經(jīng)預(yù)熱到設(shè)定溫度的烘箱內(nèi)進(jìn)行烘烤實(shí)驗(yàn)，記錄放入烘箱的時(shí)間。隨時(shí)觀察烘箱中的球果是否開放(以整個(gè)球果全部鱗片的95%左右裂開為完全開放)，開放的球果需要立即從烘箱中取出并記錄取出的時(shí)間。

球果鱗片開放后，將整個(gè)球果的全部種子取出，去除種翅，放入萌發(fā)器皿后，置于光照培養(yǎng)箱中做萌發(fā)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)條件：溫度25 ℃，每天光照16 h/d。每天按時(shí)對(duì)每個(gè)器皿中種子的萌發(fā)情況進(jìn)行觀察記錄，萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)以胚根長2 mm左右為準(zhǔn)，每天用蒸餾水清洗種子，避免種子發(fā)霉，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。每天記錄萌發(fā)的種子數(shù)量并移除。

1.3 數(shù)據(jù)分析

萌發(fā)率(%)=n/N×100%；式中：n為正常萌發(fā)數(shù)量；N為供試種子數(shù)量。(萌發(fā)結(jié)果以平均百分率±標(biāo)準(zhǔn)誤差表示)；10 d萌發(fā)勢(shì)：統(tǒng)計(jì)開始萌發(fā)至第10天萌發(fā)種子的數(shù)量占所有實(shí)驗(yàn)種子總數(shù)的百分比。

利用Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并作圖，采用SPSS 22.0軟件通過95%水平上進(jìn)行單因素方差(ANOVA)分析，Duncan檢驗(yàn)法進(jìn)行多重比較及差異顯著性檢驗(yàn)(α=0.05),圖表數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘烤溫度對(duì)球果鱗片開放時(shí)間的影響

云南松當(dāng)年成熟的球果烘烤時(shí)，其鱗片開放的時(shí)間會(huì)隨著烘烤溫度的升高而下降(圖1)。40 ℃下需烘烤約1 760 min才能開放，當(dāng)烘烤溫度增加為50，60 ℃和70 ℃時(shí)，開放的時(shí)間縮短，分別為770，400 min和254 min。70 ℃烘烤開放的時(shí)間約為40 ℃的1/7。

注：不同小寫字母表示相同年份內(nèi)不同溫度烘烤下的球果鱗片開放時(shí)間有顯著性差異(plt;0.05)；不同大寫字母表示相同溫度烘烤下不同年份的球果鱗片開放時(shí)間有顯著性差異(plt;0.05)，下同。圖1 烘烤溫度對(duì)云南松球果開放時(shí)間的影響

成熟后在植冠中宿存1年與2年的球果經(jīng)高溫烘烤鱗片開放時(shí)間明顯縮短。宿存1年的球果在40，50，60，70 ℃烘烤時(shí)，其開放時(shí)間分別為61，37.6，29.6 min和27 min，分別為當(dāng)年成熟球果開放時(shí)間的1/29、1/20、1/13和1/8。宿存2年的云南松球果烘烤開放時(shí)間與宿存1年的差異不顯著，但顯著低于當(dāng)年成熟的開放時(shí)間(圖1)。

相同溫度烘烤下，當(dāng)年成熟的球果的鱗片開放時(shí)間顯著長于宿存1年和2年的球果的開放時(shí)間。

2.2 球果烘烤溫度對(duì)種子萌發(fā)率的影響

當(dāng)年成熟球果在40，50，60 ℃和70 ℃烘烤開放釋放的種子都具有一定的萌發(fā)率，分別為(62.20±7.63)%、(97.53±0.69)%、(95.53±3.12)%和(44.10±4.45)%。50 ℃和60 ℃的萌發(fā)率最高，70 ℃的最低。與40 ℃相比，50 ℃和60 ℃的萌發(fā)率分別提高35.33%和33.33%，而70 ℃的萌發(fā)率下降了18.10%。

宿存1年的球果種子萌發(fā)率差異不顯著。但與當(dāng)年成熟球果相比，40 ℃和70 ℃烘烤下的種子萌發(fā)率分別提高了35.28%和53.27%，達(dá)(97.42±1.41)%和(97.37±1.01)%。宿存2年的球果的種子萌發(fā)率與宿存1年的差異不顯著(圖2)。

圖2 烘烤溫度對(duì)云南松種子萌發(fā)率的影響

2.3 球果烘烤溫度對(duì)種子萌發(fā)勢(shì)的影響

當(dāng)年成熟球果在40，50 ℃和60 ℃烘烤釋放的種子10 d萌發(fā)勢(shì)分別為(41.85±17.09)%、(76.35±9.10)%和(82.85±11.10)%。60 ℃時(shí)10 d萌發(fā)勢(shì)最高，分別比40 ℃和50 ℃提高了41%和6.5%。而70 ℃時(shí)10 d萌發(fā)勢(shì)急劇下降至(29.16±7.19)%。

圖3 烘烤溫度對(duì)云南松種子萌發(fā)勢(shì)的影響

宿存1年的球果種子10 d萌發(fā)勢(shì)差異不顯著。烘烤溫度為40 ℃和70 ℃時(shí)10 d萌發(fā)勢(shì)分別為(86.70±3.16)%和(85.85±5.50)%，分別比同溫度下當(dāng)年成熟的球果提高了44.85%和56.69%。宿存2年的球果的種子10 d萌發(fā)勢(shì)隨著烘烤溫度的升高而不斷下降(圖3)。

3 討 論

云南松球果在自然溫度下幾乎都保持閉合狀態(tài)。研究結(jié)果表明，高溫可誘導(dǎo)球果鱗片開放，隨著溫度升高鱗片開放需要的時(shí)間縮短。當(dāng)年成熟的球果在40 ℃烘烤下平均經(jīng)約30 h才能開放釋放種子，烘烤溫度升至50，60 ℃和70 ℃時(shí)，開放時(shí)間分別約為13，7 h和4 h。延遲開放(宿存)的球果，高溫烘烤下開放時(shí)間大大縮短，40 ℃時(shí)平均開放時(shí)間只需1 h，50，60 ℃和70 ℃烘烤下鱗片開放時(shí)間僅需0.5 h。實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)年成熟球果經(jīng)50 ℃和60 ℃烘烤開放釋放的種子萌發(fā)率達(dá)到了(97.53±0.69)%和(95.53±3.12)%，顯著高于40 ℃，表現(xiàn)出高溫對(duì)種子的熱沖擊效應(yīng)。70 ℃烘烤的萌發(fā)率則低于40 ℃的，表現(xiàn)出受到熱傷害[10]。但延遲開放的球果在4個(gè)烘烤溫度下釋放種子的萌發(fā)率沒有顯著差異，實(shí)驗(yàn)溫度處理沒有表現(xiàn)出熱沖擊效應(yīng)。宿存球果高溫處理種子沒有表現(xiàn)出熱沖擊效應(yīng)，可能與儲(chǔ)藏影響種子有關(guān)，有待進(jìn)一步深入研究。

云南松球果延遲開放和種子高溫促進(jìn)萌發(fā)的特征與澳洲和地中海易火生境的延遲開放物種基本一致[11]。高溫可誘導(dǎo)球果鱗片開放并釋放種子，60 ℃高溫處理可提高種子萌發(fā)率。綜合考慮球果烘烤溫度對(duì)鱗片開放時(shí)間和種子活力的影響，云南松球果可利用60 ℃烘烤，在鱗片開放過程中盡快取出種子。

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Effect of Temperature on Cone-opening Time and Seed Germination ofPinusyunnanensis

HUANGBoqiang,ZHAOYuanjiao,HUODongfang,SUWenhua,ZHANGGuangfei
(Institute of Ecology and Geobotany Yunnan University,Kunming 650091,China)

The experiment took cones ofP.yunnanensis(PinusyunnanensisFranch) as experimental materials to study the impacts on the cone scales open time and seed germination rates under four different baking temperature of 40 ℃,50 ℃,60 ℃ and 70 ℃.The results showed:during baking,the open time of scales of cones shortened as the baking temperature rises;Seed germination rates were highest for mature seed cones that year under 50 ℃ and 60 ℃ baking conditions,reaching (97.53±0.69)% and (95.53±3.12)% respectively (pgt;0.05,the difference was not significant).Considering the effect of baking temperature on the cone scales open time and seed germination rate,we baked cones under 60 ℃ in the production process,which guarantees the seed germination rate,and reduce production costs as well.

Pinusyunnanensis; cone; temperature; cone-opening time; germination rate

2016-05-16

國家自然科學(xué)基金(編號(hào)：31160092)。

黃博強(qiáng)(1992—)，男，碩士研究生，研究方向：植物生理生態(tài)；E-mail：463406950@qq.com.

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.019

S 791.257

A

1001-4705(2016)11-0019-03