浸種溫度對(duì)巨柏種子萌發(fā)的影響

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(西藏農(nóng)牧學(xué)院， 西藏 林芝 860000)

巨柏(Cupressusgigantea)，又名雅魯藏布江柏木，為柏科柏木屬高大常綠喬木，高30～50 m，胸徑1～3 m，少數(shù)可達(dá)6 m[1]，為國(guó)家一級(jí)保護(hù)物種[2]。巨柏分布范圍極其狹窄，僅在西藏林芝市朗縣、米林縣、波密縣和林芝縣等地的雅魯藏布江邊及支流有散生單株分布，多在海拔3 000～3 400 m的陽(yáng)坡上形成疏林[3]。該樹雌雄同株，雄花多于雌花，球花單生枝頂，花芽于每年10月開始分化，至翌年2月越冬花芽繼續(xù)分化，2月底分化成熟，3月初花芽開始萌動(dòng)，至4月中下旬花期結(jié)束，5—6月份開花結(jié)實(shí)，第3年4—5月份球果成熟[4]。球果呈矩圓狀球形，一般較大，長(zhǎng)1.6～2 cm，徑1.3～1.6 cm，種鱗6對(duì)，每枚種翅中含有10～15粒種子，球果頂部平，常呈五角形或六角形，或上部的種鱗呈四角形，中央有明顯而凸起的尖頭[1]。巨柏種子為油性種子，呈扁橢圓形，兩側(cè)有窄翅，種鱗頂部大而明顯[4]。

目前，對(duì)巨柏的研究主要涉及生物學(xué)特性、種群與群落生態(tài)學(xué)、瀕危機(jī)制與保護(hù)、苗木培育等方面[5-6]。在巨柏育苗生產(chǎn)中，種子播前處理方法多種，有常溫浸種法、50 ℃浸種法，也有干燥種子直接播種的情況，亟待理論上開展相關(guān)研究，以規(guī)范浸種生產(chǎn)環(huán)節(jié)。另外，巨柏種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)條件還沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，雖然李永霞等[7]提出了巨柏沙培發(fā)芽法的適宜發(fā)芽溫度，但發(fā)芽測(cè)定持續(xù)時(shí)間在實(shí)踐中還未統(tǒng)一。本實(shí)驗(yàn)主要研究不同浸種溫度對(duì)巨柏種子吸水及萌發(fā)的影響，旨在比較不同浸種效果，確定巨柏沙培法發(fā)芽測(cè)定持續(xù)時(shí)間，為巨柏人工繁育和資源保護(hù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

實(shí)驗(yàn)用巨柏種子于2017年4月采自林芝市朗縣洞嘎鎮(zhèn)扎西塘村(28°59′49″N，93°18′0″E)雅魯藏布江右岸的階地巨柏林，海拔3 060 m。球果經(jīng)陰干后得到純凈種子，千粒重為4.651 g，含水量為11.95%。

1.2 浸種方法及種子吸水測(cè)定

根據(jù)巨柏苗木生產(chǎn)中種子播前浸種方法，設(shè)計(jì)了不浸種和浸種2類處理，5種浸種溫度，即20 ℃(常溫)，30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃溫水浸種。

按照抽樣方法，抽取6組樣品，供實(shí)驗(yàn)之用。每組隨機(jī)取160粒種子，分別于20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃等5種溫度條件下浸種。每2 h稱量1次種子重量，連續(xù)3次測(cè)量穩(wěn)定后結(jié)束實(shí)驗(yàn)。

1.3 發(fā)芽方法

巨柏種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)采用培養(yǎng)皿沙培法，即采用粒級(jí)≤1 mm的細(xì)沙，經(jīng)0.5%高錳酸鉀溶液消毒后作為發(fā)芽基質(zhì)。培養(yǎng)基質(zhì)相對(duì)含水量控制在60%左右，沙床厚度0.7 cm，種子上覆0.3 cm細(xì)沙。

根據(jù)巨柏浸種實(shí)驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)種子吸水達(dá)到平衡時(shí)，將種子置床做發(fā)芽實(shí)驗(yàn)。共6組處理，即干燥種子和上述5種溫度浸種。每個(gè)樣品50粒種子，每組3個(gè)重復(fù)。人工培養(yǎng)箱的發(fā)芽環(huán)境條件為：溫度25 ℃、相對(duì)濕度60%、光照條件為13 h光照/11 h黑暗。

培養(yǎng)皿上加蓋附有小孔的塑料薄片以減少水分蒸發(fā)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每天定時(shí)補(bǔ)充水分，以保證培養(yǎng)基質(zhì)的相對(duì)濕度在60%左右。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

以胚根長(zhǎng)度達(dá)到2 mm作為萌發(fā)計(jì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，逐日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)量。以連續(xù)3 d無(wú)種子發(fā)芽作為結(jié)束發(fā)芽實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。計(jì)算發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。

用Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、數(shù)據(jù)處理和作圖，用SPSS 22軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 巨柏種子的吸水過(guò)程

不同浸種溫度條件下巨柏種子的吸水過(guò)程見圖1。

由圖1可知，不同溫度條件下浸種，巨柏種子吸水過(guò)程有共同的規(guī)律性，即吸水速率呈先快后緩的趨勢(shì)，最后達(dá)到平衡。在浸種最初12～18 h，種子吸水速率最快，之后逐漸下降，直至達(dá)到平衡。

圖1 不同浸種溫度處理下巨柏種子重量的變化

不同溫度條件下巨柏種子的吸水過(guò)程也存在比較大的差異。一是浸種溫度越高，種子吸水達(dá)到平衡的時(shí)間越短。浸種溫度為60 ℃時(shí)，種子達(dá)到吸脹的時(shí)間為34 h；浸種溫度為50 ℃時(shí)，達(dá)到吸脹的時(shí)間約為36.5 h；浸種溫度為20 ℃時(shí)，種子達(dá)到吸脹的時(shí)間約為44 h。浸種溫度每提高10 ℃，種子達(dá)到吸脹的時(shí)間平均縮短約2.5 h?？梢?，高溫能夠促進(jìn)種子的吸水過(guò)程，提高吸水速率，從而盡早達(dá)到吸水平衡。二是浸種溫度越高，種子吸水量越大。盡管不同溫度條件下，種子吸水量差異不大，但吸水量仍舊存在差異。較高溫度浸種比較低溫度浸種，種子吸水量較多，這可能與較高溫度條件下，脂肪等各類大分子活化對(duì)水分子的吸附有關(guān)。

2.2 不同浸種溫度對(duì)巨柏種子萌發(fā)的影響

巨柏種子發(fā)芽過(guò)程見圖2，7 d時(shí)的發(fā)芽勢(shì)、15 d和26 d時(shí)的發(fā)芽率見表1。

由圖2可知，巨柏種子的發(fā)芽過(guò)程呈S形變化趨勢(shì)，但不同浸種處理之間存在明顯差異。一是經(jīng)過(guò)浸種處理的巨柏種子的始發(fā)芽天數(shù)都為5 d，但比干燥種子少1 d?？梢酝茰y(cè)，田間條件下由于土壤水分不足，加之土壤溫度偏低，干種子的吸水過(guò)程會(huì)變得更加緩慢，使種子發(fā)芽過(guò)程大大延長(zhǎng)，故通常情況下巨柏種子田間播種后往往需要30 d左右才能出苗。二是以連續(xù)3 d無(wú)種子發(fā)芽作為結(jié)束發(fā)芽實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，30，40，50 ℃和60 ℃浸種處理的巨柏種子，在15 d結(jié)束發(fā)芽，而20 ℃處理和干種子在16 d結(jié)束發(fā)芽。三是不同溫度浸種處理之間種子發(fā)芽勢(shì)有顯著差別。50 ℃浸種處理下7 d時(shí)巨柏種子發(fā)芽勢(shì)最高，為22.67%，而60 ℃浸種為16.67%，干燥種子最低，為3.33%。方差分析表明，干燥種子發(fā)芽勢(shì)與50，60 ℃浸種處理的發(fā)芽勢(shì)存在顯著性差異，與20，30 ℃和40 ℃浸種處理差異不明顯。四是不同溫度浸種處理下種子發(fā)芽率存在差別，經(jīng)過(guò)浸種處理的巨柏種子，發(fā)芽率明顯高于干燥種子；在20～50 ℃范圍內(nèi)，15 d時(shí)種子發(fā)芽率與浸種溫度成正比，50 ℃浸種處理種子發(fā)芽率最高，為48.00%，但60 ℃浸種處理種子發(fā)芽率有所降低，為45.33%。延長(zhǎng)發(fā)芽時(shí)間至26 d，不同處理之間巨柏種子發(fā)芽率有所提高，但差異性進(jìn)一步縮小。

表1 不同浸種溫度對(duì)巨柏種子發(fā)芽率的影響

浸種溫度(℃)始發(fā)芽天數(shù)(d)7d發(fā)芽勢(shì)(%)15d發(fā)芽率(%)26d發(fā)芽率(%)干燥種子(ck)63.33b39.33a44.00a20513.33a41.33a46.00a30514.00a45.33a47.33a40515.33a47.33a48.67a50522.67a48.00a50.67a60516.67a45.33a50.00a

圖2 巨柏種子的發(fā)芽過(guò)程

綜上所述，盡管6種處理之間15 d、26 d種子發(fā)芽率不存在顯著性差異，但從發(fā)芽過(guò)程看，50 ℃浸種處理效果較好，其種子發(fā)芽勢(shì)具有明顯優(yōu)勢(shì)。60 ℃浸種處理種子發(fā)芽勢(shì)降低，這可能與較高溫度對(duì)種子產(chǎn)生了微弱傷害，從而降低了種子活力。這意味著60 ℃浸種處理的巨柏種子在田間條件下將面臨較大的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 巨柏種子發(fā)芽測(cè)定的持續(xù)時(shí)間

從圖2可見，采用培養(yǎng)皿沙培法，在25 ℃條件下，各種浸種處理的種子，第5天開始發(fā)芽，第7天時(shí)發(fā)芽速率最快，在15 d時(shí)基本結(jié)束。即便再延長(zhǎng)發(fā)芽測(cè)定時(shí)間到26 d，發(fā)芽率只增加了1.33%～4.67%，在延長(zhǎng)的11 d里只有0.7～2.3個(gè)種子發(fā)芽。所以，可以初步確定在該實(shí)驗(yàn)設(shè)定條件下，巨柏種子發(fā)芽測(cè)定時(shí)間大致為15 d。由于發(fā)芽過(guò)程受產(chǎn)地、成熟度等因素影響，無(wú)論是計(jì)算發(fā)芽天數(shù)，還是計(jì)算發(fā)芽率的天數(shù)，可以根據(jù)發(fā)芽的具體情況而提前或延后，但在檢驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)報(bào)告中要注明實(shí)際計(jì)算發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的實(shí)際天數(shù)。

2.4 未發(fā)芽種子的鑒定

在本實(shí)驗(yàn)條件下，巨柏未發(fā)芽種子數(shù)量比較多，占50%～55%，這與王景升等[8]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致。對(duì)未發(fā)芽種子逐一鑒定，大致分為發(fā)育不全、空粒、澀粒、木栓粒和蟲粒5種情況，其比例分別為供試種子的8.67%～14.00%、10.67%～14.67%、12.00%～12.67%、4.00%～8.67%和1.33%～2.67%。其中，發(fā)育不全、空粒、澀粒所占比例較高。

3 結(jié) 論

1) 浸種溫度影響種子的吸水過(guò)程，浸種溫度越高，種子吸水量越大，吸水速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間越短。浸種溫度60 ℃時(shí)，巨柏種子吸水達(dá)到平衡的時(shí)間為34 h；浸種溫度為20 ℃時(shí)，吸脹時(shí)間約為44 h。

2) 浸種溫度影響種子的發(fā)芽過(guò)程，巨柏種子最佳浸種溫度為50 ℃，浸種時(shí)間為36 h。

3) 采用培養(yǎng)皿沙培法，在25 ℃條件下，巨柏種子發(fā)芽勢(shì)測(cè)定時(shí)間約為7 d，發(fā)芽率測(cè)定持續(xù)時(shí)間大致為15 d。

4) 巨柏未發(fā)芽種子存在發(fā)育不全、空粒、澀粒、木栓粒和蟲粒等5種情況，未發(fā)芽種子比例達(dá)50%～55%。