東北地區(qū)刺楸種子解除休眠及催芽育苗的研究

摘要： ?通過(guò)不同試驗(yàn)材料、GA3應(yīng)用和變溫層積催芽對(duì)比試驗(yàn)，對(duì)刺楸種子解除休眠進(jìn)行研究的結(jié)果表明：鮮種+GA3+（15 ℃，30 d;冷凍，90 d;-4～0 ℃，90 d）處理方法發(fā)芽率達(dá)到90.2%，出苗率達(dá)到81.5%;氣干種溫水（72 h）+ GA3+（13～18 ℃，90 d;0～4 ℃，90 d）處理方法發(fā)芽率達(dá)到76.3%，出苗率達(dá)到66.4%。采用鮮種進(jìn)行變溫催芽處理對(duì)刺楸種子發(fā)芽率、出苗率和1年生苗木質(zhì)量提高具有顯著作用（p<0.01和p<0.05）。研究表明，刺楸種子屬于形態(tài)-生理休眠類型，采用鮮種+ GA3+變溫層積催芽的綜合處理方法能有效解除刺楸種子休眠。

關(guān)鍵詞： ?刺楸;GA3; ?層積催芽; ?解除休眠; ?播種育苗

中圖分類號(hào)： ? S 792. 99， ?S 722. 1 + 7 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1001 - 9499（2020）02 - 0001 - 05

刺楸（Kalopauax septemlobus），又名茨楸、棘楸等，屬傘形目五加科刺楸屬的落葉大喬木。刺楸是集觀賞、食用、藥用及材用于一身的經(jīng)濟(jì)價(jià)值很高的珍稀瀕危樹(shù)種[ 2 ]，現(xiàn)為我國(guó)二級(jí)珍稀瀕危保護(hù)植物[ 1 ]。自然分布在我國(guó)東北三省、華北、內(nèi)蒙古，南至長(zhǎng)江流域及粵、桂、川、滇，以及日本、朝鮮半島和西伯利亞也有分布[ 3 ]。多生于陽(yáng)性森林、灌木林中和林緣，水濕豐富、腐殖質(zhì)較多的密林，向陽(yáng)山坡，甚至巖質(zhì)山地也能生長(zhǎng)[ 4 ]。這一珍貴速生樹(shù)種在我國(guó)許多地方己瀕于滅絕，目前在各分布區(qū)大多僅零星散生于山區(qū)的常綠或落葉闊葉林內(nèi)[ 5 ]，亟需恢復(fù)和擴(kuò)大栽培[ 6 ]。

東北地區(qū)刺楸種子屬形態(tài)-生理休眠類型[ 7 - 10 ]，胚形態(tài)發(fā)育不全，存在生理后熟[ 8 - 9， 13 - 14 ]和深休眠現(xiàn)象[ 4， 7 - 8， 11 - 13 ]。許多學(xué)者已開(kāi)展了刺楸種子休眠原因及解除休眠[ 8 - 14 ]、播種育苗[ 15 - 16 ]、根段繁殖[ 17 - 18 ]、嫩枝扦插繁殖[ 19 ]和離體培養(yǎng)[ 20 - 21 ]等研究[ 22 - 23 ]。刺楸種子存在當(dāng)年不收現(xiàn)象，飽滿種子資源缺乏，且過(guò)往研究有的在實(shí)驗(yàn)室完成，有的研究場(chǎng)圃發(fā)芽率過(guò)低，對(duì)通過(guò)刺楸種子播種育苗來(lái)繁育苗木極為不利。本研究采用室內(nèi)催芽、室外冷凍及窖藏處理和圃地播種試驗(yàn)方法，進(jìn)行了不同試驗(yàn)材料、GA3應(yīng)用和不同變溫層積催芽處理，以有效解除刺楸種子休眠，較以往研究使出苗率顯著提高為目的，探究種子催芽育苗的、便于推廣應(yīng)用的綜合處理方法，旨在為東北地區(qū)刺楸播種育苗提供技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于遼寧省清原縣英額門鎮(zhèn)苗圃。地理位置41°48′04.67″N，125°18′57.96″E，海拔472.17 m。氣候?yàn)闇貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，年均溫5.2 ℃，年降水量為700～1 200 mm[ 24 ]。圃地土壤為中性棕壤土，在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行主要理化指標(biāo)分析（表1）。

2 材料與方法

2. 1 試驗(yàn)材料

2018年9月末至10月初，選取本溪市桓仁縣華來(lái)鎮(zhèn)30年生以上優(yōu)良刺楸母樹(shù)采種，地理坐標(biāo)為124°56′～125°15′E，41°13′～41°35′N，海拔455.37～610.28 m。刺楸果實(shí)為漿果狀核果，當(dāng)果實(shí)由黃綠逐漸變成藍(lán)黑色時(shí)，及時(shí)用高枝剪或采種鉤采取果穗。機(jī)械去除果皮后，選取飽滿的刺楸種子，于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干并避光貯藏。氣干種子含水率≤12%～10%為宜，鮮種含水率≤28%～22%為宜。隨機(jī)取樣方式，3次重復(fù)選取飽滿刺楸種子為試驗(yàn)材料，并測(cè)定刺楸種子品質(zhì)指標(biāo)（表2）。

2. 2 試驗(yàn)方法

采用鮮種子和氣干種子2種材料進(jìn)行試驗(yàn)研究。選取機(jī)械去果皮后的刺楸飽滿鮮種子，用0.5%的KMnO4溶液消毒1 h，并用清水沖洗干凈后待用，含水率為24.2%。氣干種子選取機(jī)械去果皮后于陰涼通風(fēng)處風(fēng)干，并避光貯藏的刺楸飽滿種子，含水率為11.35%，用0.5%的KMnO4溶液消毒1 h，用清水沖洗干凈后，用溫水（45 ℃）浸種72h，每24 h換水1次，使種子吸水充足待用。采用GA3浸種的處理，應(yīng)用濃度為150 mg/L 的GA3浸種處理24 h。

發(fā)芽率測(cè)定 每個(gè)處理選取90粒處理過(guò)的飽滿種子，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)30粒，將盛有種子并墊雙層濾紙的培養(yǎng)皿置于25 ℃的培養(yǎng)箱中，注意保濕，進(jìn)行30天的種子發(fā)芽試驗(yàn)。

出苗率測(cè)定 每個(gè)處理選取600粒種子，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)200粒/m2，進(jìn)行觀察35天的圃地播種育苗試驗(yàn)。以未處理的氣干種子為對(duì)照（CK）。

2. 2. 1 鮮種子催芽處理方法

10月10日，未浸過(guò)GA3的鮮種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網(wǎng)袋中。按4種方法層積處理，處理Ⅰ：鮮種+室內(nèi)（13～18 ℃，30 d）+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理Ⅱ：鮮種+室內(nèi)（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，120 d）;處理Ⅲ：鮮種+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅳ：鮮種+室內(nèi)（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。浸過(guò)GA3的鮮種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網(wǎng)袋中，也按4種方法層積處理，處理Ⅴ：鮮種+GA3+室內(nèi)（10～15 ℃，30 d）+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理Ⅵ：鮮種+GA3+室內(nèi)（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，120 d）;處理Ⅶ：鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅷ：鮮種+GA3+室內(nèi)（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（90d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。處理過(guò)程注意種沙保濕，次年5月10日左右，取出直接圃地播種。

2. 2. 2 氣干種子催芽處理方法

11月10日，未浸過(guò)GA3的2. 2. 1中同批鮮種氣干種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網(wǎng)袋中。按4四種方法層積處理，處理Ⅸ：氣干種溫水（72 h）+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅹ：氣干種溫水（72 h）+室內(nèi)（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅺ：氣干種溫水（72 h）+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅻ：氣干種溫水（72 h）+室內(nèi)（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。浸過(guò)GA3的上面處理過(guò)的氣干種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網(wǎng)袋中。按4種方法層積處理，處理XIII：氣干種溫水（72 h）+ GA3+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理XIV：氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內(nèi)（13～ 18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理XV：氣干種溫水（72 h）+ GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理XVI：氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內(nèi)（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。處理過(guò)程注意種沙保濕。次年5月10日左右，取出直接圃地播種。

2. 3 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel2003計(jì)算種子發(fā)芽率和出苗率、地徑、苗高，并用DPS11.50進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3. 1 不同處理方法對(duì)發(fā)芽率和出苗率的影響

從表3可以看出，在采用鮮種子作為試驗(yàn)材料的各個(gè)處理中，處理Ⅶ的刺楸種子發(fā)芽率和出苗率最高，分別為90.2%和81.5%;處理Ⅲ的刺楸種子發(fā)芽率和出苗率居第二位，分別為87.6%和78.5%，明顯好于其他處理。而在采用氣干種子作為試驗(yàn)材料的各個(gè)處理中，處理XIV的刺楸種子發(fā)芽率和出苗率最高，分別為76.3%和66.4%;處理Ⅹ的刺楸種子發(fā)芽率和出苗率居第二位，分別為73.2%和64.5%。在整個(gè)試驗(yàn)中，處理Ⅶ的刺楸種子解除休眠效果最好。

在其他條件相同的情況下，采用GA3浸種和未采用GA3浸種的處理差異顯著，說(shuō)明GA3浸種對(duì)刺楸種子解除休眠效果明顯。方差分析表明，在鮮種子作為試驗(yàn)材料的各處理中，處理Ⅶ與其他處理均差異顯著;處理Ⅰ與處理Ⅴ之間差異不顯著，其余處理間均差異顯著。在氣干種子作為試驗(yàn)材料的各處理中，處理Ⅸ與處理XIII之間差異不顯著;處理Ⅺ與處理Ⅻ之間差異不顯著;處理XV與處理XVI之間差異不顯著。各處理均較對(duì)照（CK）差異顯著。

3. 2 不同處理方法對(duì)刺楸1年生苗木質(zhì)量的影響

在以鮮種和氣干種子作為試驗(yàn)材料的處理中，各自選取2個(gè)刺楸種子解除休眠效果較好的處理，調(diào)查1年生苗木質(zhì)量情況（表4）。4個(gè)不同處理平均苗高和平均地徑大小順序?yàn)椋禾幚恝鳎?.41 m，0.62 cm）>處理Ⅲ（0.38 m，0.60 cm）>處理XIV（0.37 m，0.59 cm）>處理Ⅹ（0.35 m，0.58 cm）。4個(gè)不同處理平均主根長(zhǎng)和平均側(cè)根條數(shù)大小順序?yàn)椋禾幚恝鳎?8.4 cm，28根）>處理Ⅲ（27.6 cm，27根）>處理XIV（27.5 cm，25根）>處理Ⅹ（25.8 cm，24根）。

由表4可知，處理Ⅲ與處理XIV之間差異不顯著，其余處理間差異顯著。其中處理Ⅲ的平均苗高、平均地徑、平均主根長(zhǎng)和平均側(cè)根條數(shù)均好于其他三個(gè)處理，且差異顯著。

4 結(jié)論與討論

4. 1 刺楸種子屬于形態(tài)-生理休眠類型，采用GA3結(jié)合變溫層積催芽的綜合處理方法，得出采用GA3+層積處理的種子，發(fā)芽率和出苗率顯著高于對(duì)照（p<0.01和p<0.05）。其中：鮮種子處理方法的處理Ⅶ發(fā)芽率和出苗率達(dá)到90.2%和81.5%;氣干種子處理方法的處理XIV發(fā)芽率和出苗率達(dá)到76.3%和66.4%，均較以往研究大大提高了催芽育苗效果。

4. 2 在其他條件相同的情況下，采用GA3浸種刺楸種子發(fā)芽率和出苗率均好于未采用GA3浸種的，說(shuō)明GA3浸種對(duì)刺楸種子催芽育苗具有促進(jìn)作用[ 25 - 26 ]。本研究采用處理Ⅶ[鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）]，發(fā)芽率和出苗率達(dá)到90.2%和81.5%。說(shuō)明采用合理變溫層積對(duì)解除刺楸種子休眠效果顯著。

4. 3 鮮種的2個(gè)處理平均苗高、平均地徑、主根長(zhǎng)和側(cè)根條數(shù)均顯著高于氣干種子的2個(gè)處理（p<0.01和p<0.05），氣干種子采用GA3的處理顯著高于未采用的處理（p<0.01和p<0.05），這不僅與GA3誘導(dǎo)促進(jìn)胚增長(zhǎng)有關(guān)，也得出鮮種處理時(shí)間長(zhǎng)，催芽處理較氣干種子處理能進(jìn)一步促進(jìn)胚發(fā)育，進(jìn)而苗高和地徑生長(zhǎng)具有優(yōu)勢(shì)。對(duì)比以往研究[ 27 ]，本試驗(yàn)采用的綜合處理方法也能有效促進(jìn)刺楸種子發(fā)育，進(jìn)而影響不同處理間的1年生苗木質(zhì)量。處理Ⅱ和處理Ⅵ之所以沒(méi)有得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)，是因?yàn)樵谔幚?3～18 ℃階段，90天中的處理過(guò)程中種子發(fā)生大量腐爛現(xiàn)象，說(shuō)明刺楸在較高溫度處理過(guò)程中不宜時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。

4. 4 綜上所述，本試驗(yàn)得出刺楸種子解除休眠的最適宜綜合處理方法是處理Ⅶ[鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90d）]，發(fā)芽率和出苗率可達(dá)到90.2%和81.5%。刺楸種子催芽育苗中，刺楸果實(shí)應(yīng)即采集即處理，盡量采用鮮種子進(jìn)行催芽。生產(chǎn)實(shí)踐中，如不能及時(shí)對(duì)鮮種子進(jìn)行處理，也可以選擇處理XIV[氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內(nèi)（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2℃，90 d）]，發(fā)芽率和出苗率也能達(dá)到76.3%和66.4%。在刺楸種子不同催芽綜合處理過(guò)程中，注意濕度和溫度控制，及時(shí)調(diào)控避免種子腐爛。室外冷凍提高刺楸鮮種子發(fā)芽率和出苗率的機(jī)理有待進(jìn)一步研究。

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第1作者簡(jiǎn)介： ?韓友志（1975-）， ?男， ?教授， ?研究員級(jí)高級(jí)工程師， ?研究方向： ?森林培育和森林生態(tài)。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（責(zé)任編輯： ? 張亞楠）

Abstract Study on removing dormancy of Kalopauax septemlobus seeds，the comparative experiment of different test materials， GA3 application and variable temperature stratification for germination promotion was carried out. The results show that：The germination rate reached 90.2%，seedling emergence rate reached 81.5% by fresh seeds + GA3+ （15 ℃，30 days; freezing， 90 days; - 4 ℃～0 ℃，90 days）;and the germination rate reached 76.3% and seedling emergence rate reached 66.4% by air-dried seed warm water （72 h） + GA3 + （13 ℃～18 ℃，90 d;0 ℃～4 ℃， 90 d）. The germination rate， seedling emergence rate and quality of one-year-old seedlings of Kalopauax septemlobus were significantly improved by using fresh seeds to accelerate germination at variable temperature （p<0.01 and p<0.05）. Research shows，The seeds of Kalopauax septemlobus belong to the type of morphological-physiological dormancy，The comprehensive treatment of fresh seeds + GA3 + Variable temperature stratification can effectively relieve the dormancy of Kalopauax septemlobus seeds.

Key words Kalopauax septemlobus; ?GA3; ?Stratification; ?Remove dormancy; ?Seedling raising