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不同条件对色木槭种子萌发特性的影响

2021-06-10梁广国陶建元王子旗于海洋

吉林林业科技 2021年3期
关键词:胚根发芽率活力

梁广国,陶建元,郭 坤,王 勉,王子旗,于海洋

(1.延边朝鲜族自治州森林调查规划院,吉林 延边 133001;2.吉林省三岔子林业局,吉林 白山 134300;3.吉林省露水河林业局,吉林 白山 134300;4.红石林业局,吉林 吉林 132400)

色木槭(AcermonoMaxim.)又名五角枫、色木,为槭树科(Aceracea)槭属(Acer)落叶乔木。主要分布于吉林、黑龙江、内蒙古等地区,其是集用材、药用、观赏和绿化于一身的优良树种[1-3]。色木槭有性繁殖研究发现,导致种子休眠的原因是种子内部含有发芽抑制物,而非种皮透水性差所引起的休眠[4]。解除种子休眠可采用低温(0~5 ℃)层积法,武禄光等(1986)研究发现,应用外源乙烯利可极大程度地缩短低温层积时间[5],但关于色木槭种子的发芽试验尚未见报道。笔者采用不同质量浓度的IAA和不同浸种时间开展色木槭种子发芽试验,以探索种子发芽的最适条件,旨在为其苗木生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2019年10月,在三岔子林业局辖区内的优树上采集无病虫害的色木槭种子,自然阴干,再控制温度在0~5 ℃,层积半年以上,取出备用。

1.2 试验方法

1.2.1种子质量特性测定

选择颗粒饱满、健康无病害的种翅完整的种实,测定千粒重和吸水率。

1.2.2 种子预处理

(1)选取颗粒饱满、无病虫害的供试种子,每50粒为1份,重复3次,放入0.3 %的KMnO4溶液消毒15 min。用清水反复冲洗干静,备用。

(2)外源激素:IAA质量浓度为50 mg·L-1、100 mg·L-1、150 mg·L-1、200 mg·L-1、250 mg·L-1,以蒸馏水为对照。

(3)浸种时间:7 h、14 h、21 h、28 h。

(4)芽床制备:培养皿上铺2层定性滤纸,每组50粒,共计24组,3次重复,置于温度为25 ℃、光照时长为12 h的光照培养箱中。

1.2.3 指标测定

发芽指数、活力指数计算公式如下:

式中:Gt为试验后第t日的发芽数;Dt为对应的发芽日。

(2)活力指数:Vi=Gi×S

式中:Gi为发芽指数;S为种子胚根伸出种皮的长度。

1.3 数据处理

利用Microsoft Excel 2007软件进行数据整理、绘图。利用SPSS19.0进行方差分析及多重比较。

2 结果与分析

2.1种子质量特性研究

色木槭果实颜色为淡黄色,外形扁平,果翅长约2.2 cm、宽约0.85 cm,种翅夹角约为175°,种子长约0.66 cm、宽约0.45 cm;种子千粒重为30.15±0.61 g、有仁率为94.3±1.84 %;种子吸水率见图1。从图1中可以看出,种子在4~12 h吸水速率最快,在0~2 h和12~48 h吸水速率缓慢,在48~72 h吸水速率几乎不变,可以确定该地区种子的吸水率在25 %左右。

图1 种子吸水率Fig.1 Water absorption of seeds

2.2不同质量浓度IAA和浸种时间对种子萌发特性的影响

2.2.1对种子发芽率的影响

如图2所示,在同一浸种时间下,种子发芽率随IAA质量浓度升高呈先上升后下降的趋势。在IAA质量浓度为150 mg·L-1时,种子发芽率最高,浸种7 h、14 h、21 h、28 h的发芽率分别为64 %、77 %、85 %、81 %,分别是对照组的291 %、296 %、243 %、270 %。同时可以看出,在IAA质量浓度为0时大于IAA质量浓度为250 mg·L-1时的发芽率,表明IAA质量浓度为250 mg·L-1时抑制了种子的发芽率;在IAA质量浓度为150 mg·L-1时,种子发芽率最高的为浸种21 h、最低的为浸种7 h,总体上呈现先上升后下降的趋势。

图2 不同质量浓度IAA和浸种时间对种子发芽率的影响Fig.2 The effect of different mass concentrations of IAA and different soaking time on seed germination rate

2.2.2 对种子发芽指数的影响

从图3中可以看出,当IAA质量浓度为150 mg·L-1、浸种时长为21 h时,种子发芽指数最高,为9.6;当IAA质量浓度为250 mg·L-1、浸种时间为14 h时,发芽指数最低,为2.1。同一浸种时长下,种子发芽指数随IAA质量浓度的增大呈先上升后下降的趋势。此外,在同一IAA质量浓度下,种子发芽指数随着浸种时间的增加而呈现出先上升后下降的趋势。

图3 不同质量浓度IAA和浸种时间对种子发芽指数的影响Fig. 3 The effect of different mass concentrations of IAAand different soaking time on the seed germination index

2.2.3 对种子活力指数的影响

种子活力指数的评判依据主要由发芽指数和胚根长度共同决定的,从表1中可以看出,当浸种21 h、IAA质量浓度为150 mg·L-1时,平均种子胚根长度最大,为1.50 cm,是对照组的468 %;当浸种7 h、IAA质量浓度为250 mg·L-1时,平均种子胚根长度最小,为0.2 cm,是对照组的80 %。IAA质量浓度在250 mg·L-1条件下,浸种14 h、21 h和28 h分别为对照组的116 %、94 %、93 %,表明过高的IAA质量浓度抑制了种子胚根的生长,极其不利于种子根部的生长发育。

通过种子发芽指数与胚根长度得出了种子的活力指数,见图4。当IAA质量浓度为150 mg·L-1、浸种21 h时,活力指数最高,为14.4。相同浸种时间条件下,IAA质量浓度为150 mg·L-1时的种子活力指数显著高于IAA质量浓度为0、100 mg·L-1、200 mg·L-1、250 mg·L-1时的活力指数,IAA质量浓度为250 mg·L-1时表现最差。

图4 不同质量浓度IAA和浸种时间对种子活力指数的影响Fig. 4 The effect of different mass concentrations ofIAA and different soaking time on the seed vigor index

表1 不同IAA质量浓度和不同浸种时间对种子胚根长度的影响

3 讨论与结论

植物生长调节的外源激素可有效解除种子的浅休眠,提高种子的发芽率,促进苗木根系的生长[6]。本文通过前期的沙藏处理,加之外源激素IAA的调控,极大提高了种子的发芽率,达85 %。比仅沙藏的种子提高了9 %[7]。不同质量浓度的IAA对种子萌发的敏感度不同,种子发芽最适的IAA质量浓度为150 mg·L-1。

造成种子浅休眠的原因很多,其中与种皮相关的因素众多,浸种时间的延长可有利于植物种子表皮对水分的吸收[8],本试验也发现了在同一质量浓度下,种子的发芽率及活力指数随着浸种时长的增加而呈现出先上升后下降的趋势,浸种21 h最高。继续浸种后,3项指标均呈下降的趋势,表明浸种超过21 h就会影响到种子的萌发。

试验结果表明:IAA质量浓度和浸种时间对色木槭种子的萌发产生了明显的影响,其中IAA质量浓度为150 mg·L-1、浸种时间为21 h时,种子的发芽率、发芽指数、活力指数均最高,分别为85 %、9.6、14.4。因此,在以后的生产过程中,在传统的沙藏基础上,建议利用150 mg·L-1的IAA和浸种21 h,可有效促进种子的萌发。

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