黃山紫荊種子萌發(fā)特性研究

田曉明,何志國，顏立紅，蔣利媛，譚知虎

(1.湖南省森林植物園，長沙 410116； 2.國家林業(yè)局中南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)院，長沙 410014)

黃山紫荊(CercischingiiChun)又名秦氏紫荊、浙皖紫荊、曲枝紫荊，豆科(Leguminosae)紫荊屬(Cercis)落葉叢生灌木[1]。黃山紫荊開花枝形奇特，與常見的紫荊明顯不同，花量大、緊貼枝干、樹姿優(yōu)美，宜作行道樹和庭院觀賞樹種，也常用來盆栽觀賞。黃山紫荊作為湖南石漠化地區(qū)的鄉(xiāng)土樹種，在野外有天然分布群落，其適應(yīng)性強(qiáng)，具有觀賞性高、耐干旱、耐貧瘠、耐踐踏、耐割刈等生態(tài)功能，可用于石漠化地區(qū)的生態(tài)恢復(fù)[2-4]。

在野外黃山紫荊主要通過種子進(jìn)行繁殖[5]，本研究以黃山紫荊種子為試材，研究了溫度、基質(zhì)覆蓋厚度、播種基質(zhì)、浸種時(shí)間對黃山紫荊種子萌發(fā)的影響，以期探索黃山紫荊種子萌發(fā)的最適環(huán)境條件，為其大規(guī)模繁殖育苗提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料

黃山紫荊種子于2014年12月份采集自湖南省江永縣松柏瑤族鄉(xiāng)，其果實(shí)采回后在室內(nèi)自然干燥、去雜，挑取飽滿成熟的種子裝于錐形種子瓶中保存。

1.2 方法

隨機(jī)選取50個(gè)黃山紫荊莢果和300粒種子，觀察并記錄果實(shí)和種子的顏色和形態(tài)，用游標(biāo)卡尺測定種子的長度、寬度和厚度；同時(shí)用萬分之一電子天平稱種子百粒鮮質(zhì)量，重復(fù)3次；種子含水量的測定參照李淑嫻等[6]的方法；判斷種子萌發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)為種子露白。數(shù)據(jù)采用Sigma Plot軟件進(jìn)行圖表處理以及數(shù)據(jù)分析。

1.2.1 溫度對種子萌發(fā)的影響

將黃山紫荊種子置于10 ℃，15 ℃，20 ℃，25 ℃和30 ℃的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)；3次重復(fù)，每一個(gè)重復(fù)30粒種子。調(diào)查統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

1.2.2 基質(zhì)覆蓋厚度對種子出苗的影響

將黃山紫荊種子播種在珍珠巖中，珍珠巖覆蓋厚度分別為1 cm，2 cm和3 cm；3次重復(fù)，每一個(gè)重復(fù)30粒種子。調(diào)查統(tǒng)計(jì)種子出苗率。

1.2.3 浸種時(shí)間對種子萌發(fā)的影響

設(shè)定0，4 h，8 h，12 h，16 h，20 h和24 h共7個(gè)浸種時(shí)間處理。每個(gè)處理30粒黃山紫荊種子，分別放入燒杯中進(jìn)行浸種處理，浸種溫度40 ℃，3次重復(fù)。達(dá)到設(shè)定的浸種時(shí)間后，待種子冷卻至室溫(25～28 ℃)，記錄種子在室溫下20 d內(nèi)發(fā)芽率。

1.2.4 播種基質(zhì)對種子出苗的影響

將黃山紫荊種子播種在五種不同的基質(zhì)中，這五種基質(zhì)分別為：泥炭土、珍珠巖、河沙、黃心土、黃心土+珍珠巖(1∶1)，3次重復(fù)，每一個(gè)重復(fù)30粒種子。調(diào)查統(tǒng)計(jì)種子出苗率。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子的形態(tài)特征

黃山紫荊果實(shí)為莢果帶狀，黑褐色，果莢平均長(8.26±2.91) cm、平均寬(1.35±0.17)cm，每個(gè)果實(shí)中含有6～10粒種子。種子近圓形、扁平、褐色，長0.69～0.95 cm，平均長為(0.83±0.13)cm；寬0.55～0.79 cm，平均寬為(0.65±0.23)cm；厚0.1～0.26 cm，平均厚為(0.23±0.06)cm。種子百粒鮮質(zhì)量為2.5～2.9 g，平均為(2.76±0.75)g；種子含水量為12.18%±3.19%。

2.2 不同溫度對黃山紫荊種子萌芽的影響

不同溫度對黃山紫荊種子萌發(fā)的影響如圖1所示。種子在25 ℃和30 ℃下始見發(fā)芽時(shí)間均為1 d，20 ℃下始見發(fā)芽時(shí)間為3～4 d，低于20 ℃(15 ℃和10 ℃)發(fā)芽率明顯下降，10 ℃下始見發(fā)芽時(shí)間為17 d。由此可知，黃山紫荊種子萌發(fā)率受溫度影響顯著，30 ℃為種子萌發(fā)的最適溫度(圖2)。

圖1 不同溫度對黃山紫荊種子萌發(fā)的影響

圖2 不同溫度對黃山紫荊發(fā)芽指數(shù)的影響

2.3 不同基質(zhì)覆蓋厚度對黃山紫荊種子萌芽的影響

黃山紫荊種子在珍珠巖中基質(zhì)覆蓋厚度分別為1 cm，2 cm和3 cm，其出苗率均存在差異(圖3)?；|(zhì)覆蓋厚度為1 cm時(shí)，最終出苗率最高，為86%；蓋厚度2 cm時(shí)，出苗率顯著下降，僅為30.5%；蓋厚度3 cm時(shí)，出苗率僅為19.2%。由此可見，黃山紫荊種子的出苗率隨著覆蓋基質(zhì)厚度產(chǎn)生變化，基質(zhì)覆蓋越厚，黃山紫荊種子的出苗率越低[7-8]。這可能是因?yàn)殡S著基質(zhì)厚度增加，基質(zhì)透氣性越差，含氧量越低，濕度越高，不利于種子萌芽，從而影響出苗率。

圖3 不同基質(zhì)覆蓋厚度對黃山紫荊種子出苗率的影響

2.4 不同浸種時(shí)間對黃山紫荊種子發(fā)芽率的影響

由圖4可知，黃山紫荊種子雖然不進(jìn)行浸種也能發(fā)芽，但發(fā)芽率顯著低于浸種處理組。浸種時(shí)間12 h時(shí)發(fā)芽率最高，達(dá)到87.6%；浸種時(shí)間在0～12 h的處理組，種子發(fā)芽率為32.6%～87.6%；浸種時(shí)間在12～24 h的處理組，種子發(fā)芽率為87.6%～54.2%。由此可知，黃山紫荊種子不宜長時(shí)間進(jìn)行浸種，浸種時(shí)間12 h，即可達(dá)到較好的發(fā)芽效果。

圖4 不同浸種時(shí)間黃山紫荊發(fā)芽率變化

2.5 不同播種基質(zhì)對黃山紫荊種子出苗的影響

不同播種基質(zhì)對黃山紫荊種子萌芽的影響如圖5所示。種子在基質(zhì)為黃土+珍珠巖(1∶1)時(shí)出苗率最高，為87.8%，珍珠巖為82.5%、黃土為52%、河沙為35.67%、而泥炭土僅為9%。由于基質(zhì)種類不同，其透水性、透氣性、保水性存在差異，故對種子發(fā)芽產(chǎn)生影響[9-10]。

圖5 不同播種基質(zhì)對黃山紫荊種子萌發(fā)的影響

3 小結(jié)及討論

種子萌發(fā)過程中存在一系列生理生化特征的變化，而溫度明顯影響生理指標(biāo)的變化[11]。本實(shí)驗(yàn)中黃山紫荊種子隨著溫度的升高其發(fā)芽率逐漸提高，30 ℃時(shí)種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于其它溫度，即30 ℃為種子萌發(fā)的最適溫度。不同溫度對垂絲紫荊(Cercisracemosa)[12]、洋紫荊(Bauhiniablakeana)[13]和巨紫荊(Cercisgigantea)[14]種子萌發(fā)的影響也很顯著。這是因?yàn)殡m同為豆科植物，但紫荊屬分布緯度不同，種子萌發(fā)時(shí)對溫度的要求也不同。

不同播種基質(zhì)具有不同的物理與化學(xué)性質(zhì)，對種子萌發(fā)會(huì)產(chǎn)生不同的影響[15]。本實(shí)驗(yàn)中黃山紫荊種子以黃土+珍珠巖(1∶1)為播種基質(zhì)時(shí)出苗率最高。最適基質(zhì)覆蓋厚度為1 cm，如基質(zhì)覆蓋過厚，種子萌發(fā)較困難，出苗率低[16-18]。

黃山紫荊種子播種前催芽處理[19-20]，能增強(qiáng)種子的酶促反應(yīng)過程和呼吸作用，實(shí)驗(yàn)對黃山紫荊種子進(jìn)行7個(gè)不同浸種時(shí)間的處理，結(jié)果表明黃山紫荊種子進(jìn)行在40 ℃條件下浸種12 h催芽，然后在室溫25～28 ℃條件下發(fā)芽，種子的萌發(fā)率最高。

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