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    黃花風(fēng)鈴木的種子萌發(fā)特性初步研究

    2019-05-28 03:31:12
    種子 2019年4期
    關(guān)鍵詞:泥炭土風(fēng)鈴出苗率

    (嘉應(yīng)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院, 廣東 梅州 514015)

    黃花風(fēng)鈴木(Tabebuiachrysantha)原產(chǎn)于中美洲、南美洲及墨西哥等地,是觀賞價值極高的觀花樹木,其花頂生,圓錐花序,萼筒成管狀,花冠金黃色,成漏斗狀。在3—4月間會開出黃色的花,先花后葉,果期在5—6月[1-3]。黃花風(fēng)鈴木是陽性植物,性喜高溫,耐熱,耐旱,萌芽能力強(qiáng),容易移植,最適生長溫度為23~30 ℃,能忍耐的最低溫度為5 ℃,目前在我國熱帶和南亞熱帶地區(qū)栽培較廣,在海南、廣東、云南南部等地常用作庭院樹、行道樹和園林樹種。其繁殖方法有扦插、播種或高壓法等,播種是其主要方法,以春、秋為適期,種子萌發(fā)的適溫為24~28 ℃[3-6]。

    本文主要探討光照、激素、播種基質(zhì)以及貯藏時間對種子萌發(fā)的影響,以了解種子萌發(fā)的外在因素,提高其發(fā)芽率,為其規(guī)模化繁殖育苗和園林推廣應(yīng)用提供更全面的理論依據(jù)和技術(shù)支持。

    1 材料和方法

    1.1 材料的采集及處理

    供試黃花風(fēng)鈴木種子于2017年5月份采自廣東省梅州市。梅州市地處粵東北,全境落在115°18′~116°56′E、23°23′~24°56′N之間,屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),日照充足,年均溫20.6~21.4 ℃,無霜期300 d以上,年均降雨量1 483~1 798 mm。

    待莢果成熟,呈黃褐色,開始向下開裂反卷時,未開裂之前采集種子,以防止其隨風(fēng)飛散。采后陰干,莢果開裂后分離出種子,種子再陰干2~3 d后密封保存。然后,取出部分用于測量形態(tài)指標(biāo)及含水量,其余則用于萌發(fā)實驗、出苗實驗以及貯藏實驗。

    1.2 果實和種子形態(tài)特征的觀察測定

    隨機(jī)取出20個莢果,觀察并記錄莢果的形態(tài)特征,用刻度尺測定莢果的長度。隨機(jī)取出20粒種子,觀察記錄其形態(tài)特征,測量種子的長度、寬度和厚度。隨機(jī)從種子中數(shù)取3份試樣,每份試樣為100粒,用0.01的電子天平分別對每份試樣稱重(g),重復(fù)3次。

    1.3 種子含水量的測定

    將稱量瓶清洗干凈,放入105 ℃恒溫箱中,烘4 h后取出,放于裝有活化硅膠的干燥器中。待稱量瓶冷卻至室溫后,在分析天平上稱重(W)。隨機(jī)挑選待測種子裝入已知重量的稱量瓶中,加蓋,每次取3份試樣,每份試樣的種子數(shù)量為100粒,在分析天平上準(zhǔn)確稱取其重量,記錄其種子鮮重和稱量瓶的總重量(W1)。然后揭開瓶蓋,將其置于(105±2)℃的恒溫干燥箱中烘23 h后,打開恒溫干燥箱的門,蓋上瓶蓋,用坩堝鉗將其取出,放入裝有活化硅膠的干燥器中,冷卻至室溫后,稱取和記錄干重樣品和稱量瓶的總重量(W2)。種子含水量以干重為基礎(chǔ)進(jìn)行計算:

    種子含水量(%)=(W1-W2)/(W1-W)×100%。

    1.4 種子的發(fā)芽實驗

    隨機(jī)選取發(fā)育良好、形狀完整的種子30粒,置于下述的條件下進(jìn)行,3次重復(fù)。除了不同播種基質(zhì)下種子的出苗實驗外,其余種子的萌發(fā)基質(zhì)均為1%瓊脂。實驗期間,每天觀測并統(tǒng)計光照和黑暗培養(yǎng)組的萌發(fā)種子數(shù)。當(dāng)種子露白,即視為萌發(fā)。

    表1 黃花風(fēng)鈴木種子的形態(tài)特征

    莢果長度/cm百粒鮮重/g種子長度/cm種子寬度/cm種子厚度/mm種子含水量/%25.90±4.661.69±0.011.26±0.190.76±0.090.44±0.1314.43±0.03

    注:表中數(shù)據(jù)等于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

    發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;

    發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt。

    式中:Gt為在播種后t日的發(fā)芽數(shù),Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

    1.4.1不同光照處理下種子的萌發(fā)試驗

    將種子播于培養(yǎng)皿后,黑暗培養(yǎng)組的培養(yǎng)皿用透氣包裝紙包好,置于紙箱中培養(yǎng),光照培養(yǎng)組的培養(yǎng)皿置于室內(nèi)自然光照下培養(yǎng),每天光照時間為12 h。

    1.4.2不同播種基質(zhì)下種子的出苗試驗

    設(shè)5組試驗,在室外通風(fēng)陰涼處進(jìn)行出苗試驗。將種子分別植入黃土、砂、砂土(砂與黃土1∶1混合)、營養(yǎng)土、泥炭土作為播種基質(zhì)的花盆中,深度為3 cm,播種后再覆蓋1 cm厚的基質(zhì)。每2 d澆水1次,以保持基質(zhì)濕潤。當(dāng)子葉或真葉露出土壤的表面,即視為種子已出苗。每天觀察并統(tǒng)計出苗種子數(shù)。

    出苗率(%)=(出苗種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;

    出苗指數(shù)=∑Et/Dt。

    式中:Et為播種后t日的發(fā)芽數(shù),Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

    1.4.3激素對種子萌發(fā)的影響試驗

    在100,300,500,700 mg·L-1的GA3和10,30,50,70 mg·L-1的6-BA溶液中浸種24 h,然后用清水沖洗數(shù)次,播于培養(yǎng)皿內(nèi)于常溫下培養(yǎng)。

    1.4.4不同貯藏時間對種子萌發(fā)的影響試驗

    將種子用塑料袋封口包好,置于常溫下貯藏3、6個月和9個月后于室溫中進(jìn)行萌發(fā)試驗。

    1.5 數(shù)據(jù)分析處理

    采用Microsoft Excel 2010統(tǒng)計軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖表整理,用SPSS Statistics 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,采用單因素方差分析進(jìn)行均值顯著性檢驗,采用Duncan方法進(jìn)行顯著性檢驗或多重比較檢驗。顯著性水平為0.05。

    2 結(jié)果與分析

    2.1 果實和種子的形態(tài)特征

    果實是蓇葖果,呈黃褐色,外披細(xì)絨毛,莢果中軸具厚實的肉質(zhì)胎座,種子成片狀附著在肉質(zhì)中軸上,每莢果有種子250粒左右,成熟時莢果長條形,向下開裂。莢果長度為23.714 8~28.075 2 cm,平均值為(25.90±4.66)cm。

    種子的顏色為淺褐色,長條形,具膜狀薄翅。種子百粒鮮重為1.664 5~1.705 5 g,平均值為1.69 g;長度為1.165 8~1.344 2 cm,平均值為1.26 cm;寬度為0.718 7~0.801 3 cm,平均值為0.76 cm;厚度為0.383 9~0.504 1 cm,平均值為0.44 mm;含水量為13.61%~15.25%,平均值為14.43%(表1)。

    2.2 不同光照處理對種子萌發(fā)的影響

    種子在光照和黑暗條件下均能發(fā)芽,光照下的發(fā)芽率為34.44%,黑暗下為17.77%,且開始發(fā)芽的時間一致,均在播種后的第4天(圖1)。

    圖1 不同光照處理對種子發(fā)芽率的影響

    光照下,幼苗子葉呈現(xiàn)綠色,莖較粗壯,根系較發(fā)達(dá),而在黑暗下,子葉呈現(xiàn)黃色,莖較細(xì)長,根系同樣較為發(fā)達(dá)。光照條件下種子的發(fā)芽指數(shù)為1.92±0.18,黑暗條件下為1.11±0.41(表2)。在光照下,發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于黑暗條件下,因此,光照能顯著促進(jìn)萌發(fā)。

    表2 不同光照處理對種子萌發(fā)的影響

    不同處理發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)光照34.44±1.931.92±0.18黑暗17.77±7.701.11±0.41

    注:表中數(shù)據(jù)等于平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。

    2.3 不同播種基質(zhì)對種子出苗的影響

    種子在播種深度為3 cm的5種播種基質(zhì)中(圖2),黃土中出苗最快,在播種5 d后開始出苗且出苗率最高,為42.22%;其次是營養(yǎng)土,出苗率為30.00%;砂土中為24.44%,剛開始時砂土中的出苗速度低于泥炭土和砂,但到了后期砂土的出苗率反而高于泥炭土和砂;泥炭土中出苗率為23.20%,砂中出苗率最低,僅有13.33%。黃土中出苗指數(shù)最高,為1.78±0.23;營養(yǎng)土次之,為1.17±0.11;砂土中的出苗指數(shù)與泥炭土中的無顯著差異,但都顯著高于砂中。其中砂土中為0.94±0.31,泥炭土中為0.97±0.39,砂中為0.55±0.24。由此可知,播種基質(zhì)對種子的萌發(fā)有著重要的影響。

    圖2 播種基質(zhì)對種子出苗率的影響

    圖3 播種基質(zhì)對種子出苗指數(shù)的影響

    表3 不同播種基質(zhì)對種子出苗的影響

    基質(zhì)類別出苗率/%出苗指數(shù)黃土42.22±5.09a1.78±0.23a砂13.33±5.77c0.55±0.24c砂土24.44±7.69bc0.94±0.31bc營養(yǎng)土30.00±3.33b1.17±0.11ab泥炭土23.20±8.74bc0.97±0.39bc

    注:出苗率=平均值±標(biāo)準(zhǔn)差,出苗指數(shù)=平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。這里的發(fā)芽指數(shù)是播種15 d后計算的值。數(shù)據(jù)后若含有相同的小寫字母,說明處理間的差異不顯著(p>0.05),反之,則差異顯著。下同。

    2.4 激素對種子萌發(fā)的影響

    100,300,500,700 g·L-1GA3處理的發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)與清水對照組無顯著差異,說明100~700 mg·L-1GA3溶液對種子的萌發(fā)均無顯著影響(表4)。

    表4 不同濃度GA3處理對種子萌發(fā)的影響

    不同處理濃度/(mg·L-1)發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)清水028.89±5.09a1.23±0.25aGA310035.56±5.09a1.61±0.31aGA330031.11±5.09a1.53±0.39aGA350031.11±5.09a1.44±0.33aGA370028.87±7.70a1.26±0.38a

    低濃度(10 mg·L-1)的6-BA處理之后,種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均高于清水對照。30 mg·L-16-BA溶液處理的種子發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)與清水對照無顯著差異,50,70 mg·L-1處理的反而低于對照,說明6-BA較高濃度(50,70 mg·L-1)處理對種子的萌發(fā)有一定抑制作用,而低濃度(10 mg·L-1)時有一定促進(jìn)作用。

    表5 不同濃度6-BA處理對種子萌發(fā)的影響

    不同處理濃度/(mg·L-1)發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)清水028.89±5.09ab1.23±0.25ab6-BA1037.78±8.39a1.67±0.31a6-BA3030.00±3.33ab1.50±0.44ab6-BA5024.44±1.93b1.20±0.15ab6-BA7024.44±1.93b1.09±0.82b

    2.5 不同貯藏時間對種子萌發(fā)的影響

    種子經(jīng)過3、6、9個月的貯藏后,在常溫下置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)萌發(fā),結(jié)果表明,經(jīng)過3個月貯藏后,種子含水量為(12.16±3.09)%,在播種后第5天開始發(fā)芽,發(fā)芽率為12.22%,發(fā)芽指數(shù)為0.57±0.24;經(jīng)6個月后,種子含水量為(10.93±2.66)%,在播種后第7天開始發(fā)芽,發(fā)芽率為5.56%,發(fā)芽指數(shù)為0.40±0.12。經(jīng)9個月貯藏后,種子含水量為(9.52±2.06)%,種子已不能萌發(fā)。這說明隨著種子貯藏時間的延長,種子的含水量逐漸下降,發(fā)芽率亦隨之降低,發(fā)芽變慢。

    圖4 貯藏時間對種子發(fā)芽率的影響

    表6 貯藏時間對種子萌發(fā)的影響

    貯藏時間種子含水量/%發(fā)芽率/%發(fā)芽指數(shù)3個月12.16±3.09a12.22±5.09a0.57±0.24a6個月10.93±2.66b5.56±1.93b0.40±0.12a9個月9.52±2.06c0.00±0.00b0.00±0.00b

    3 討 論

    在光照下,黃花風(fēng)鈴木種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著高于黑暗條件下,說明光照能促進(jìn)其萌發(fā)。黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率由大至小為:黃土>營養(yǎng)土>砂∶黃土(1∶1)>泥炭土>砂。一般來說,播種基質(zhì)的理化性質(zhì)決定著種子的出苗數(shù)量和幼苗質(zhì)量的好壞。黃土中黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率和出苗指數(shù)最高,出苗率為42.22%,而黃寶華研究發(fā)現(xiàn),在5種不同基質(zhì)中播種后,黃花風(fēng)鈴木種的出苗率由高至低是:泥炭土>園土>營養(yǎng)土>泥炭土>椰糠土混合(比例為1∶1)>椰糠[7]。砂作播種基質(zhì),透氣性和保水性均較差,故出苗率偏低,而椰糠土雖有較好的保水透氣性,但由于是2 d澆1次水,澆水頻率偏低,基質(zhì)水分散失較快故造成缺水,也導(dǎo)致發(fā)芽率不高。本試驗所用砂土是由50%的砂和50%黃土混合而成的土壤,這種土壤土質(zhì)松散,透氣性和透水性較好,但保水保肥能力差,不太適宜某些植物生長。播種基質(zhì)砂是顆粒粗糙,滲水速度快,保水性能差,透氣性能良好的土壤。綜合各播種基質(zhì)中黃花風(fēng)鈴木種子的出苗率和出苗指數(shù)考慮,黃土中出苗效果最好,且從經(jīng)濟(jì)效益、簡便性、易操作性上考慮,選擇黃土作為黃花風(fēng)鈴木種子出苗的播種基質(zhì)是最好的選擇。黃寶華發(fā)現(xiàn),黃花風(fēng)鈴木種子的發(fā)芽率超過75%[7];陳妙賢等實驗表明,即采即播的黃花風(fēng)鈴木種子不易發(fā)生霉變,發(fā)芽率達(dá)85%[8],遠(yuǎn)高于本實驗的種子。本研究與王艷等[5]的研究結(jié)果相近,這可能與種源及實驗進(jìn)行地域有關(guān),前兩人的出苗實驗所用種子均產(chǎn)于福建,本實驗與王艷等所采集的種子均產(chǎn)于廣東,此外,采集時的成熟度、保存時間、保存方法也影響種子的出苗率。

    植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和外源激素,如GA3和6-BA,對植物的生長發(fā)育和代謝調(diào)控有著極其重要的作用,有一些生長調(diào)節(jié)物質(zhì)和植物激素對植物種子的萌發(fā)具有促進(jìn)或抑制的作用[9]。GA3是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,本試驗中,用4種不同濃度的GA3溶液處理黃花風(fēng)鈴木種子,其發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)與清水對照的沒有明顯差異,因此,100~700 mg·L-1濃度的GA3溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)無促進(jìn)作用。劉彩虹等發(fā)現(xiàn),100~300μg·g-1的GA3對羊草(Leymuschinensis)種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用,而600~700μg·g-1的GA3反而抑制其發(fā)芽[10]。劉開業(yè)等發(fā)現(xiàn),較高濃度的GA3溶液浸泡抑制狗牙根(Cynodondactylon)種子的萌發(fā)[11];但王非等則發(fā)現(xiàn),500 mg·L-1的GA3浸泡促進(jìn)鐵線蓮(Clematisflorida)種子的萌發(fā)[12]。夏瑾華等研究表明,20 mg·L-1的6-BA對甜瓜種子的萌發(fā)有顯著促進(jìn)作用[9]。而本試驗中,低濃度(10 mg·L-1)的6-BA能促進(jìn)黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā),高濃度(50,70 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

    根據(jù)種子貯藏特性可將其分為正常型種子和頑拗型種子[13]。前者種子耐干燥,當(dāng)種子含水量降至5%~7%時也不損傷種子的活力,在低溫干燥條件下貯藏可以使種子壽命延長。黃雪梅等研究黃花風(fēng)鈴木種子活力的試驗結(jié)果表明,種子的含水量經(jīng)硅膠脫水5.1%,種子活力仍然沒有受到影響,依然保持有新鮮種子的高活力,但在常溫25 ℃下,貯藏不到45 d后就已經(jīng)失去活力,而貯藏在10 ℃和15 ℃下種子卻能夠很好地保持其活力[28]。本實驗中,黃花風(fēng)鈴木種子由14.43%下降至10.93%時,種子仍然具有活力。隨著貯藏時間的延長,黃花風(fēng)鈴木種子的含水量不斷在下降,發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)也逐漸降低,經(jīng)過9個月的貯藏時間后,種子完全不發(fā)芽,這與黃雪梅等[14]的研究結(jié)果相似。因此,黃花風(fēng)鈴木種子是正常型種子。

    4 結(jié) 論

    1) 黃花風(fēng)鈴木種子為光中性種子;光照能提高種子的發(fā)芽率。

    2) 不同播種基質(zhì)對黃花風(fēng)鈴木種子萌發(fā)的影響較為顯著,在黃土中種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)最高,在砂中最低,說明黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)不僅需要播種基質(zhì)具有良好的透水性能和透氣性能,還需要有較好的保水保溫性能。

    3) 100~700 mg·L-1的GA3溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)不具有促進(jìn)作用。低濃度(10 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定促進(jìn)作用;高濃度(50,70 mg·L-1)的6-BA溶液對黃花風(fēng)鈴木種子的萌發(fā)有一定抑制作用。

    4) 黃花風(fēng)鈴木種子是正常型種子。在常溫貯藏條件下,隨著貯藏時間的延長,種子的含水量不斷下降,發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)也會隨之降低,導(dǎo)致種子失去活力,不能正常發(fā)芽。因此黃花風(fēng)鈴木種子不適合長時間貯藏,種子采摘后要及時播種,若是需要貯藏,最好冷藏保存。

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