不同温度对刺榆种子发芽特性的影响*

2017-02-15曹宇

林业科技 2017年1期

关键词：发芽势发芽率活力

曹宇

（辽宁省固沙造林研究所，阜新123000）

不同温度对刺榆种子发芽特性的影响*

曹宇

（辽宁省固沙造林研究所，阜新123000）

在实验室条件下对刺榆种子进行发芽试验的结果表明：刺榆种子在10～35℃均能发芽，最佳发芽温度为25℃，发芽率达90%以上，种子的发芽活力最强。不同温度处理对刺榆种子发芽特性的影响均差异显著，温度的升高能明显缩短种子的发芽时间，发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数随温度升高而升高，达到最佳发芽温度后，随温度增加而降低。不同温度处理对种子发芽率的影响排序为25℃＞20℃与30℃＞35℃＞15℃＞10℃。10℃、15℃、20℃、30℃和35℃条件下种子的发芽活力较最佳温度条件分别下降92%、67%、33%、34%和57%。

刺榆；种子；温度；发芽特性

刺榆（Hemiptelea davidii）属榆科刺榆属落叶小乔木或呈灌木状，树高可达10 m，常生于海拔2 000 m以下的坡地次生林中，也常见于村落路旁、土堤、石砾河滩，萌发力强[1]。刺榆耐干旱贫瘠，各种土质均能生长，是优良的固沙树种，因其树枝有棘刺，生长迅速，牲畜难以靠近，也是营建生物围栏的理想树种，在维持区域生态系统功能及生物多样性保护方面具有积极的促进作用[2]。刺榆在我国东北、华北等省区有少量分布，天然分布区位于内蒙古通辽市科左后旗，为我国珍稀濒危树种，其在科尔沁沙地内以建群种存在，并形成群落，属于我国新的沙地植被类型[3]。刺榆花期4～5月份，种子初成熟期在9月底至10月初，不同种源地区种子千粒质量为2.775～4.330 g，11月中下旬为最佳采集时间，翌年春季5月上旬播种[4]。刺榆种子极易丧失发芽能力，有报道7月份进行发芽试验，种子发芽率为0[5-6]。目前，关于刺榆种子发芽特性的研究报道较少，为了保护和开发利用好这一种质资源，本研究在实验室条件下对刺榆种子进行不同温度条件下的发芽试验，探究温度对刺榆种子发芽特性的影响，以期为指导生产实践提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为2015年11月份采自辽宁省固沙造林研究所章古台基地万亩林实验区15年生刺榆人工林。地处科尔沁沙地东南缘的辽宁省彰武县北部，属温带季风性亚湿润干旱区森林-草原气候，年降水量450 mm，年均气温6.3℃，最高气温42℃。种子采收后阴干1～2天，除杂后收入布袋，置于通风干燥处，于2016年4月进行种子发芽试验。

1.2 试验方法

试验前对刺榆种子以1‰高锰酸钾溶液进行浸种消毒。试验设置10、15、20、25、30、35℃共6个不同温度处理，每个处理设3次重复，每次重复随机选取100粒刺榆种子，采用滤纸法置于培养皿中，放入GZP-250S恒温培养箱中进行培养。种子发芽以胚根突破种皮≥1 mm为标准，试验过程中每天记录种子发芽数，并保持滤纸湿润，直至连续2天无新种子发芽为止，视为发芽结束。统计种子发芽数，同时测量发芽种子芽长，计算不同温度处理条件下的发芽率、日平均发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数[7]。

式中，Gt为在t日的发芽数；Dt为相应的发芽日数；S为幼苗的生长势（以芽长表示）。

1.3 数据处理

应用Excel2007软件对数据进行处理、绘图，用SPSS20.0软件进行单因素方差分析及差异比较，百分率数据经反正弦平方根转换后再进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同温度对刺榆种子发芽的影响

种子发芽率是衡量种子质量好坏的重要指标。由图1可以看出，刺榆种子在10～35℃条件下均能发芽，10℃时发芽率最低，不足14%；15℃时发芽率明显提高，接近40%；20℃时发芽率接近70%；25℃时发芽率最高，可达90%以上；30℃时发芽率开始降低，为70%左右；35℃时发芽率下降到50%以下。

种子的发芽过程表现为20～35℃内种子的始发芽时间均为发芽试验开始后的第4天，第5～7天为发芽的高峰期，至第8天发芽结束，种子的发芽周期为5天，整个发芽过程持续8天，日平均发芽率分别为8.63%、11.50%、8.94%和6.01%；在15℃条件下种子的始发芽时间有所延后，为发芽试验的第6天，第7～9天为发芽的高峰期，第11天结束发芽，发芽周期为6天，整个发芽过程持续11天，日平均发芽率为3.61%；而在10℃条件下种子萌发受温度影响的滞后现象明显，至发芽试验的第10天才开始有种子发芽，第13天结束发芽，发芽周期最短为4天，发芽时间最长为13天，而日平均发芽率只有1.05%。种子的发芽时间随温度升高而缩短。

图1 不同温度处理刺榆种子累计发芽率和日平均发芽率

对6个温度处理刺榆种子的发芽率进行LSD多重比较（表1），发芽率除在20℃与30℃处理间比较差异无显著外，各处理间种子的发芽率均差异显著（P＜0.05）。不同温度处理对刺榆种子发芽率影响的排序为25℃＞20℃与30℃＞35℃＞15℃＞10℃。结果表明刺榆种子发芽的最适温度为25℃，当温度高于或低于25℃时，发芽率随温度的升高或降低而逐渐降低。

表1 不同温度处理刺榆种子发芽率多重比较

2.2 不同温度对刺榆种子发芽活力的影响

种子质量的好坏不能单纯以发芽率来衡量，还要综合发芽势、发芽指数、活力指数等种子活力指标。从不同温度处理对刺榆种子发芽势、发芽指数、活力指数影响的统计分析结果来看（表2）：三项指标受温度影响均差异显著，10℃条件时最低，随着温度的升高而逐渐升高，在25℃条件时达到最高，而后随温度的增加而出现降低。这也进一步说明，25℃是刺榆种子发芽的最佳温度，在该温度条件下，种子发芽的整齐度最高，活力也最高。其他温度处理与25℃时的三项指标均差异显著，低于或高于最佳温度条件下的种子劣变规律基本一致，种子的发芽活力均会受到不同程度的抑制。综合三项指标，在10℃、15℃、20℃、30℃和35℃条件下种子的发芽活力较最佳温度条件分别下降92%、67%、33%、34%和57%。在10℃、15℃、35℃温度条件下，种子的发芽活力丧失均超过50%以上，说明温度过低或过高均不利于刺榆种子的萌发。另外，发芽势表现为30℃明显高于20℃条件，活力指数则正相反，说明在相对较高温度的恒温条件下，加速了种子打破休眠的过程，能更快的达到种子萌发所需的积温要求[8]，相反也对发芽种子的生长产生了一定程度的抑制作用[9-10]。

表2 不同温度对刺榆种子发芽活力的影响

3 小结

3.1 刺榆种子在10～35℃范围内均能发芽，种子发芽的最佳温度为25℃，发芽率达90%以上，发芽活力最高。刺榆种子的发芽特性受温度影响显著，种子的发芽时间随温度的升高而缩短，发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数随温度升高而提高，达到最佳温度后，随温度增加而降低。温度过低或过高均不利于刺榆种子的萌发。

3.2 生产实践中很难达到实验室条件下种子发芽的最佳温度。刺榆在章古台地区的播种时间主要集中在5月上中旬，地温变化水平通常在20～30℃，播种时间的安排可根据实际地温情况进行确定，当地温低于25℃时，可对种子进行催芽处理或推迟播种时间；地温高于25℃时，可适当增加下种量，以保证出苗率。

3.3 本研究并未对影响刺榆种子萌发的极限温度，以及在变温条件下种子的发芽特征进行探讨，今后有待进一步研究。

［1］中国科学院“中国植物志”编辑委员会.《中国植物志》［M］.第二十二卷.北京：科学出版社，1998.

［2］孙海红.沙地刺榆生物围栏技术［J］.防护林科技，2016(6): 115-117.

［3］白云鹏，韩大勇，董艳红，等.科尔沁沙地刺榆群落的结构特征［J］.应用生态学报，2008，19(2):257-260.

［4］曹宇，王恩利，安宇宁，等.刺榆生物围栏营建技术［J］.防护林科技，2016(10):115-117.

［5］孙海鹏.野生刺榆种子的采集利用［J］.内蒙古林业，1992 (8):19.

［6］包哈森高娃，姜鹏，韩扎拉干白乙拉，等.浅谈刺榆育苗及造林技术［J］.防护林科技，2015(11):117-120.

［7］顾增辉，徐本美，郑光华.测定种子活力方法之探讨-发芽的生理测定法［J］.种子，1982(3):11-17.

［8］刘文，刘坤，张春辉，等.种子萌发的积温效应-以青藏高原东缘的12种菊科植物为例［J］.植物生态学报，2011,35 (7):751-758.

［9］宋顺华，宋松泉，吴萍，等.白菜种子萌发的热抑制现象及其与细胞壁降解酶的关系［J］.园艺学报，2014，41(6):1 115-1 124.

［10］王婷婷.不同烘干温度对森林土壤有机硫含量测定的影响［J］.林业科技，2016，41(3)：24-26.