不同溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽特性的影響*

曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，阜新123000）

不同溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽特性的影響*

曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，阜新123000）

在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)刺榆種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)的結(jié)果表明：刺榆種子在10～35℃均能發(fā)芽，最佳發(fā)芽溫度為25℃，發(fā)芽率達(dá)90%以上，種子的發(fā)芽活力最強(qiáng)。不同溫度處理對(duì)刺榆種子發(fā)芽特性的影響均差異顯著，溫度的升高能明顯縮短種子的發(fā)芽時(shí)間，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)隨溫度升高而升高，達(dá)到最佳發(fā)芽溫度后，隨溫度增加而降低。不同溫度處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響排序?yàn)?5℃＞20℃與30℃＞35℃＞15℃＞10℃。10℃、15℃、20℃、30℃和35℃條件下種子的發(fā)芽活力較最佳溫度條件分別下降92%、67%、33%、34%和57%。

刺榆；種子；溫度；發(fā)芽特性

刺榆（Hemiptelea davidii）屬榆科刺榆屬落葉小喬木或呈灌木狀，樹(shù)高可達(dá)10 m，常生于海拔2 000 m以下的坡地次生林中，也常見(jiàn)于村落路旁、土堤、石礫河灘，萌發(fā)力強(qiáng)[1]。刺榆耐干旱貧瘠，各種土質(zhì)均能生長(zhǎng)，是優(yōu)良的固沙樹(shù)種，因其樹(shù)枝有棘刺，生長(zhǎng)迅速，牲畜難以靠近，也是營(yíng)建生物圍欄的理想樹(shù)種，在維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能及生物多樣性保護(hù)方面具有積極的促進(jìn)作用[2]。刺榆在我國(guó)東北、華北等省區(qū)有少量分布，天然分布區(qū)位于內(nèi)蒙古通遼市科左后旗，為我國(guó)珍稀瀕危樹(shù)種，其在科爾沁沙地內(nèi)以建群種存在，并形成群落，屬于我國(guó)新的沙地植被類型[3]。刺榆花期4～5月份，種子初成熟期在9月底至10月初，不同種源地區(qū)種子千粒質(zhì)量為2.775～4.330 g，11月中下旬為最佳采集時(shí)間，翌年春季5月上旬播種[4]。刺榆種子極易喪失發(fā)芽能力，有報(bào)道7月份進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，種子發(fā)芽率為0[5-6]。目前，關(guān)于刺榆種子發(fā)芽特性的研究報(bào)道較少，為了保護(hù)和開(kāi)發(fā)利用好這一種質(zhì)資源，本研究在實(shí)驗(yàn)室條件下對(duì)刺榆種子進(jìn)行不同溫度條件下的發(fā)芽試驗(yàn)，探究溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽特性的影響，以期為指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2015年11月份采自遼寧省固沙造林研究所章古臺(tái)基地萬(wàn)畝林實(shí)驗(yàn)區(qū)15年生刺榆人工林。地處科爾沁沙地東南緣的遼寧省彰武縣北部，屬溫帶季風(fēng)性亞濕潤(rùn)干旱區(qū)森林-草原氣候，年降水量450 mm，年均氣溫6.3℃，最高氣溫42℃。種子采收后陰干1～2天，除雜后收入布袋，置于通風(fēng)干燥處，于2016年4月進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)前對(duì)刺榆種子以1‰高錳酸鉀溶液進(jìn)行浸種消毒。試驗(yàn)設(shè)置10、15、20、25、30、35℃共6個(gè)不同溫度處理，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)隨機(jī)選取100粒刺榆種子，采用濾紙法置于培養(yǎng)皿中，放入GZP-250S恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。種子發(fā)芽以胚根突破種皮≥1 mm為標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)過(guò)程中每天記錄種子發(fā)芽數(shù)，并保持濾紙濕潤(rùn)，直至連續(xù)2天無(wú)新種子發(fā)芽為止，視為發(fā)芽結(jié)束。統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，同時(shí)測(cè)量發(fā)芽種子芽長(zhǎng)，計(jì)算不同溫度處理?xiàng)l件下的發(fā)芽率、日平均發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)[7]。

式中，Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；S為幼苗的生長(zhǎng)勢(shì)（以芽長(zhǎng)表示）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel2007軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、繪圖，用SPSS20.0軟件進(jìn)行單因素方差分析及差異比較，百分率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦平方根轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽的影響

種子發(fā)芽率是衡量種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。由圖1可以看出，刺榆種子在10～35℃條件下均能發(fā)芽，10℃時(shí)發(fā)芽率最低，不足14%；15℃時(shí)發(fā)芽率明顯提高，接近40%；20℃時(shí)發(fā)芽率接近70%；25℃時(shí)發(fā)芽率最高，可達(dá)90%以上；30℃時(shí)發(fā)芽率開(kāi)始降低，為70%左右；35℃時(shí)發(fā)芽率下降到50%以下。

種子的發(fā)芽過(guò)程表現(xiàn)為20～35℃內(nèi)種子的始發(fā)芽時(shí)間均為發(fā)芽試驗(yàn)開(kāi)始后的第4天，第5～7天為發(fā)芽的高峰期，至第8天發(fā)芽結(jié)束，種子的發(fā)芽周期為5天，整個(gè)發(fā)芽過(guò)程持續(xù)8天，日平均發(fā)芽率分別為8.63%、11.50%、8.94%和6.01%；在15℃條件下種子的始發(fā)芽時(shí)間有所延后，為發(fā)芽試驗(yàn)的第6天，第7～9天為發(fā)芽的高峰期，第11天結(jié)束發(fā)芽，發(fā)芽周期為6天，整個(gè)發(fā)芽過(guò)程持續(xù)11天，日平均發(fā)芽率為3.61%；而在10℃條件下種子萌發(fā)受溫度影響的滯后現(xiàn)象明顯，至發(fā)芽試驗(yàn)的第10天才開(kāi)始有種子發(fā)芽，第13天結(jié)束發(fā)芽，發(fā)芽周期最短為4天，發(fā)芽時(shí)間最長(zhǎng)為13天，而日平均發(fā)芽率只有1.05%。種子的發(fā)芽時(shí)間隨溫度升高而縮短。

圖1 不同溫度處理刺榆種子累計(jì)發(fā)芽率和日平均發(fā)芽率

對(duì)6個(gè)溫度處理刺榆種子的發(fā)芽率進(jìn)行LSD多重比較（表1），發(fā)芽率除在20℃與30℃處理間比較差異無(wú)顯著外，各處理間種子的發(fā)芽率均差異顯著（P＜0.05）。不同溫度處理對(duì)刺榆種子發(fā)芽率影響的排序?yàn)?5℃＞20℃與30℃＞35℃＞15℃＞10℃。結(jié)果表明刺榆種子發(fā)芽的最適溫度為25℃，當(dāng)溫度高于或低于25℃時(shí)，發(fā)芽率隨溫度的升高或降低而逐漸降低。

表1 不同溫度處理刺榆種子發(fā)芽率多重比較

2.2 不同溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽活力的影響

種子質(zhì)量的好壞不能單純以發(fā)芽率來(lái)衡量，還要綜合發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等種子活力指標(biāo)。從不同溫度處理對(duì)刺榆種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)影響的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來(lái)看（表2）：三項(xiàng)指標(biāo)受溫度影響均差異顯著，10℃條件時(shí)最低，隨著溫度的升高而逐漸升高，在25℃條件時(shí)達(dá)到最高，而后隨溫度的增加而出現(xiàn)降低。這也進(jìn)一步說(shuō)明，25℃是刺榆種子發(fā)芽的最佳溫度，在該溫度條件下，種子發(fā)芽的整齊度最高，活力也最高。其他溫度處理與25℃時(shí)的三項(xiàng)指標(biāo)均差異顯著，低于或高于最佳溫度條件下的種子劣變規(guī)律基本一致，種子的發(fā)芽活力均會(huì)受到不同程度的抑制。綜合三項(xiàng)指標(biāo)，在10℃、15℃、20℃、30℃和35℃條件下種子的發(fā)芽活力較最佳溫度條件分別下降92%、67%、33%、34%和57%。在10℃、15℃、35℃溫度條件下，種子的發(fā)芽活力喪失均超過(guò)50%以上，說(shuō)明溫度過(guò)低或過(guò)高均不利于刺榆種子的萌發(fā)。另外，發(fā)芽勢(shì)表現(xiàn)為30℃明顯高于20℃條件，活力指數(shù)則正相反，說(shuō)明在相對(duì)較高溫度的恒溫條件下，加速了種子打破休眠的過(guò)程，能更快的達(dá)到種子萌發(fā)所需的積溫要求[8]，相反也對(duì)發(fā)芽種子的生長(zhǎng)產(chǎn)生了一定程度的抑制作用[9-10]。

表2 不同溫度對(duì)刺榆種子發(fā)芽活力的影響

3 小結(jié)

3.1 刺榆種子在10～35℃范圍內(nèi)均能發(fā)芽，種子發(fā)芽的最佳溫度為25℃，發(fā)芽率達(dá)90%以上，發(fā)芽活力最高。刺榆種子的發(fā)芽特性受溫度影響顯著，種子的發(fā)芽時(shí)間隨溫度的升高而縮短，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨溫度升高而提高，達(dá)到最佳溫度后，隨溫度增加而降低。溫度過(guò)低或過(guò)高均不利于刺榆種子的萌發(fā)。

3.2 生產(chǎn)實(shí)踐中很難達(dá)到實(shí)驗(yàn)室條件下種子發(fā)芽的最佳溫度。刺榆在章古臺(tái)地區(qū)的播種時(shí)間主要集中在5月上中旬，地溫變化水平通常在20～30℃，播種時(shí)間的安排可根據(jù)實(shí)際地溫情況進(jìn)行確定，當(dāng)?shù)販氐陀?5℃時(shí)，可對(duì)種子進(jìn)行催芽處理或推遲播種時(shí)間；地溫高于25℃時(shí)，可適當(dāng)增加下種量，以保證出苗率。

3.3 本研究并未對(duì)影響刺榆種子萌發(fā)的極限溫度，以及在變溫條件下種子的發(fā)芽特征進(jìn)行探討，今后有待進(jìn)一步研究。

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第1作者簡(jiǎn)介：曹宇（1983-），男，工程師，現(xiàn)從事林木育種方面研究工作。

（責(zé)任編輯：張亞楠）

S 759.2,S 792.19

A

1001-9499（2017）01-0009-03

2016-11-20

*遼寧省科學(xué)技術(shù)計(jì)劃項(xiàng)目“遼西北沙地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究示范”（2015103024）；中央財(cái)政林業(yè)科技推廣示范資金項(xiàng)目“遼西北沙地刺榆生物圍欄技術(shù)推廣”（遼2016TG14）