， ，

(河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園林與旅游學(xué)院， 河北 保定 071000)

塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)位于河北省圍場(chǎng)滿(mǎn)族蒙古族自治縣最北部，平均海拔1 500 m，氣候寒冷，冬長(zhǎng)，春秋短，夏季不明顯且降雨少[1]。塞罕壩物種豐富，有落葉松、樟子松、 白樺、 云杉等。野生花卉有700多種，如金露梅、東陵八仙花、黃花菜等。野生花卉在園林應(yīng)用中，常常表現(xiàn)出抗逆性強(qiáng)，適應(yīng)性廣，便于管理等特點(diǎn)，有利于保護(hù)當(dāng)?shù)匚锓N多樣性[2-3]。野生花卉是園林引種優(yōu)秀材料，同時(shí)更是研究和培育花卉新品種的重要種源和進(jìn)行園林綠化的優(yōu)秀材料[4]。例如東陵八仙花、三裂繡線(xiàn)菊、金露梅等花卉已經(jīng)引種成功[5-6]。這些花卉品種應(yīng)用在園林美化中，表現(xiàn)出極強(qiáng)的適應(yīng)性，所以引種栽培霧靈香花芥也可以為園林應(yīng)用提供優(yōu)良的品種。霧靈香花芥(HesperisoreophilaKitag.)為多年生草本，十字花科，香花芥屬。高50～110 cm。總狀花序單一，直立，花直徑1.5～3 cm，花梗密生腺毛，花大型；花瓣紫紅色，倒卵形，長(zhǎng)1.5～2 cm；長(zhǎng)角果四棱狀圓柱形，長(zhǎng)2～5 cm；種子橢圓形，長(zhǎng)約2 mm，栗褐色，花、果期6-9月。分布于中國(guó)(內(nèi)蒙古、華北)。

本研究對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)溫度及其在GA3、KH2PO4處理下的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，旨在找出霧靈香花芥種子萌發(fā)的最適溫度，以及適宜和抑制種子生長(zhǎng)和萌發(fā)的條件，以期為霧靈香花芥的生產(chǎn)應(yīng)用提供科學(xué)的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為霧靈香花芥種子，于2016年10月采自河北省塞罕壩機(jī)械林場(chǎng)，種子經(jīng)室內(nèi)陰干后于4 ℃冰箱中冷藏保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫度處理

將霧靈香花芥種子用20 ℃清水浸泡，自然冷卻處理24 h。之后用10%的H2O2消毒處理20 min，再用蒸餾水沖洗2～3次晾干備用。在培養(yǎng)皿中鋪2層濾紙，將種子均勻放在培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿中放置30粒種子，用蒸餾水將濾紙浸濕，水分適量，然后將放有種子的培養(yǎng)皿分別放置在恒溫光照培養(yǎng)箱中，于15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃條件下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，每天上午進(jìn)行發(fā)芽數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，以突破種皮的下胚軸長(zhǎng)度超過(guò)種子自身長(zhǎng)度時(shí)為萌發(fā)，期間注意適當(dāng)補(bǔ)水。若連續(xù)5 d沒(méi)有種子萌發(fā)，則發(fā)芽實(shí)驗(yàn)結(jié)束。

1.2.2 不同溶液處理

GA3處理濃度為50，100，200，300，400，500 mg/L。將經(jīng)過(guò)GA3溶液處理的霧靈香花芥種子置于9 cm培養(yǎng)皿中浸種處理24 h，萌發(fā)溫度為20 ℃。其它同1.2.1。

KH2PO4溶液設(shè)置濃度梯度為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%。將經(jīng)過(guò)KH2PO4溶液處理的種子置于9 cm培養(yǎng)皿中浸種處理24 h，萌發(fā)溫度為20 ℃。其它同1.2.1。

1.3 測(cè)定指標(biāo)

發(fā)芽率(%)=n/N×100%(式中，n為試驗(yàn)結(jié)束后生成正常幼苗種子數(shù)，N為供試種子數(shù))。

發(fā)芽勢(shì)(%)=n/N×100%(式中，n為發(fā)芽高峰期發(fā)芽種子數(shù)，N為供試種子數(shù))。

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt(式中，Gt為在時(shí)間t日的發(fā)芽發(fā)芽種子個(gè)數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù))。

根長(zhǎng)的測(cè)定：萌發(fā)結(jié)束后，按照隨機(jī)選株的方式，從每個(gè)培養(yǎng)皿中選取20株，用刻度尺分別測(cè)量根的長(zhǎng)度[7]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，繪圖分析等。用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差分析，比較不同處理之間差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度處理對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)特性的影響

2.1.1 不同溫度處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，在不同溫度處理下，霧靈香花芥種子發(fā)芽率不同。15 ℃最低，20 ℃時(shí)最高，25 ℃和30 ℃時(shí)下降。在20 ℃、25 ℃、30 ℃條件下的發(fā)芽率之間差異不明顯，但這3個(gè)溫度的霧靈香花芥發(fā)芽率均顯著高于15 ℃處理種子的發(fā)芽率，分別比15 ℃處理下種子的發(fā)芽率增加了17、26和26個(gè)百分點(diǎn)。由此可見(jiàn)，20 ℃為種子發(fā)芽的最適溫度。

注：圖中不同的小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。下同。圖1 不同溫度條件對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽率的影響

2.1.2 溫度對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖2可知，不同溫度條件下霧靈香花芥種子的發(fā)芽勢(shì)不同。15 ℃處理最低，20 ℃處理與30 ℃處理下發(fā)芽率相同， 25 ℃時(shí)最高；25 ℃處理下的發(fā)芽率與15 ℃處理下發(fā)芽率相比，是它的12倍。由此可見(jiàn)，在25 ℃溫度條件下，種子發(fā)芽整齊度好于其它溫度。

圖2 不同溫度條件對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

2.1.3 不同溫度條件對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖3可知，霧靈香花芥種子在20 ℃、25 ℃、30 ℃條件下發(fā)芽能力和活力均明顯高于15 ℃處理。20 ℃、25 ℃、30 ℃之間差異不明顯。30 ℃處理下發(fā)芽指數(shù)最高，是15 ℃處理下發(fā)芽指數(shù)的39倍，并與其差異顯著?？梢?jiàn)，在30 ℃處理下，霧靈香花芥種子發(fā)芽能力和活力最高。

圖3 不同溫度條件對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2 不同濃度GA3浸種對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)特性的影響

2.2.1 不同濃度GA3對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽率的影響

由圖4可知，隨著GA3浸種濃度的升高，霧靈香花芥種子發(fā)芽率整體呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)；其中，在對(duì)照處理下霧靈香花芥的發(fā)芽率最低，在50，100，200，300，400，500 mg/L 等6個(gè)GA3溶液處理后的發(fā)芽率與對(duì)照相比，分別增加了1、20、22、58、66、68個(gè)百分點(diǎn)，并在500 mg/L時(shí)發(fā)芽率達(dá)到最高，與對(duì)照差異顯著，促進(jìn)作用表現(xiàn)最強(qiáng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，GA3對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。

圖4 不同濃度GA3浸種處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽率的影響

2.2.2 不同濃度GA3處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

由圖5可知，隨著GA3浸種濃度的增大，發(fā)芽勢(shì)整體呈現(xiàn)出逐漸升高的趨勢(shì)，霧靈香花芥種子發(fā)芽整齊度越來(lái)越好。與對(duì)照組相比，不同濃度的GA3浸種處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽均有一定的促進(jìn)作用。對(duì)照處理下，霧靈香花芥種子的發(fā)芽勢(shì)較低，在50，100，200，300，400，500 mg/L 6個(gè)GA3溶液處理下，發(fā)芽勢(shì)分別是對(duì)照的4、4.7、4、6、13.7、18倍；GA3濃度為在500 mg/L時(shí)，發(fā)芽勢(shì)最高，與對(duì)照及50～300 mg/L處理差異達(dá)顯著水平。

圖5 不同濃度GA3處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽勢(shì)的影響

2.2.3 不同濃度GA3浸種處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖6可以看出，不同濃度GA3處理對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)影響的變化趨勢(shì)基本相同。GA3浸種濃度與發(fā)芽指數(shù)呈正相關(guān)，隨著GA3浸種濃度的升高，發(fā)芽指數(shù)逐漸變大。對(duì)照處理下發(fā)芽指數(shù)最低，在50，100，200，300，400，500 mg/L等6個(gè)GA3溶液處理下，發(fā)芽指數(shù)分別是對(duì)照的1、1.9、2、5.3、9、10倍，可以看出發(fā)芽指數(shù)在500 mg/L時(shí)達(dá)到最大，與0～300 mg/L的GA3處理差異顯著。由此可見(jiàn)，GA3濃度越大，對(duì)種子活力的促進(jìn)作用越強(qiáng)。

圖7 不同濃度GA3處理下霧靈香花芥的根系長(zhǎng)度

圖6 不同濃度GA3浸種對(duì)霧靈香花芥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.2.4 不同濃度GA3對(duì)幼苗根長(zhǎng)的影響

不同濃度GA3溶液對(duì)幼苗根長(zhǎng)的影響如圖7所示。由圖7可以看出，不同濃度GA3對(duì)幼苗根長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用。GA3濃度為0 mg/L時(shí)，根系長(zhǎng)度最短，平均長(zhǎng)度為0.92 cm；隨著GA3濃度的升高，霧靈香花芥幼苗的根系越長(zhǎng)。400 mg/L時(shí)霧靈香花芥幼苗的根系最長(zhǎng)，平均長(zhǎng)1.8 cm，明顯長(zhǎng)于其他處理下幼苗根系的長(zhǎng)度。所以，在50～500 mg/L范圍內(nèi)幼苗根系長(zhǎng)度與GA3溶液濃度呈正相關(guān)。

2.3 不同濃度KH2PO4處理對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)特性的影響

不同濃度KH2PO4處理對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)的影響如表1。由表1可知，霧靈香花芥種子經(jīng)過(guò)不同濃度KH2PO4處理后，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)逐漸降低。對(duì)照處理下霧靈香花芥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)最高，KH2PO4浸種處理過(guò)的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)顯著低于對(duì)照組。KH2PO4濃度為0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%時(shí)，發(fā)芽率分別比空白對(duì)照降低了29、28、27、28、28個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽勢(shì)分別比對(duì)照下降了66.7%、33.3%、66.7%、66.7%和10%，發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照下降了77%、84.6%、81.8%、86%及87.4%。由此可知，KH2PO4浸種處理抑制霧靈香花芥種子的萌發(fā)。

表1 KH2PO4處理下霧靈香花芥種子的萌發(fā)情況

KH2PO4濃度(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽勢(shì)(%)發(fā)芽指數(shù)031.0b3.33b1.43b0.12.0a1.11a0.33a0.23.0a2.22a0.22a0.34.0a1.11a0.26a0.43.0a1.11a0.20a0.53.0a3.00a0.17a

注：表中同列中不同的小寫(xiě)字母表示處理間差異顯著(p<0.05)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討 論

3.1.1 霧靈香花芥種子在不同溫度下的發(fā)芽率

溫度可以影響植物的生化反應(yīng)酶的活性等一些列生化反應(yīng)，所以試驗(yàn)溫度的確定是種子發(fā)芽實(shí)驗(yàn)中一個(gè)重要因素[8-9]。在本試驗(yàn)中，霧靈香花芥種子萌發(fā)的最適溫度為20 ℃。而與其它多數(shù)種子相比，最適溫度受自身生長(zhǎng)環(huán)境影響較大，種子萌發(fā)的溫度也是不盡相同的。王兵等研究表明，野罌粟種子最適宜萌發(fā)溫度為15 ℃[10]，低于本實(shí)驗(yàn)中的最適發(fā)芽溫度。宋杰等研究表明，滇丁香種子發(fā)芽的最適溫度為25 ℃，發(fā)芽率能達(dá)到100%[11]。曹媛等認(rèn)為，大火草種子發(fā)芽最適溫度為20 ℃[12]。許桂芳等研究得出，耬斗菜種子發(fā)芽溫度為15～25 ℃[14]。王傳旗等研究表明，溫度對(duì)西藏3種野生牧草種子萌發(fā)影響很大； 15 ℃/25 ℃為西藏野生老芒麥種子發(fā)芽率由高到低的溫度拐點(diǎn)；披堿草種子最適宜的溫度為20 ℃/30 ℃；垂穗披堿草和老芒麥種子最適宜萌發(fā)溫度為15 ℃/25 ℃[15]。由此可見(jiàn)，其它種子的最適生長(zhǎng)溫度也各有不同。研究種子的適宜萌發(fā)溫度需要參考種子生長(zhǎng)地的溫度氣候狀況及自然生長(zhǎng)條件，根據(jù)種子本身生長(zhǎng)萌發(fā)條件來(lái)確定溫度梯度才能找到萌發(fā)最適溫度。

3.1.2 GA3對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)的促進(jìn)作用

GA3有助于霧靈香花芥種子萌發(fā)，且濃度越高促進(jìn)作用越顯著。GA3有打破種子休眠的作用，解除種子休眠有助于種子的萌發(fā)[16]。這與梁洪等[17]、鄭永春等[18]、李建海等[19]、王勝等[20]的研究結(jié)果相符。GA3對(duì)多種種子的萌發(fā)有顯著的促進(jìn)作用，但最適濃度不盡相同。本試驗(yàn)設(shè)置了多個(gè)濃度梯度，將每種GA3濃度促進(jìn)作用進(jìn)行了細(xì)化，找出了最適宜霧靈香花芥種子萌發(fā)并且最節(jié)約藥劑的GA3濃度，為400～500 mg/L，在最適GA3濃度下，發(fā)芽率均達(dá)到95%以上，促進(jìn)作用最強(qiáng)；而青蒿種子的最適濃度為20 mg/L[17]，玉竹種子的最適濃度為0.6 mg/L[18]，暴馬丁香最適宜的GA3濃度為500 mg/L[19]，沙冬青種子發(fā)芽率在赤霉素濃度為200 mg/kg時(shí)最高[20]，金葉蕕種子發(fā)芽率在赤霉素濃度為600 mg/kg時(shí)最高[20]，而化香樹(shù)種子最適宜的赤霉素濃度為400 mg/kg[20]。

由此可見(jiàn)，雖然GA3對(duì)多種種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，但最適濃度需要具體確定。本試驗(yàn)結(jié)果表明，霧靈香花芥種子萌發(fā)的GA3溶液的最適濃度為400～500 mg/L。

3.1.3 KH2PO4對(duì)霧靈香花芥種子具有抑制作用

不同KH2PO4濃度下霧靈香花芥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)均顯著低于對(duì)照處理，表明KH2PO4對(duì)霧靈香花芥種子有明顯的抑制作用。綜合前人研究成果發(fā)現(xiàn)，KH2PO4對(duì)不同種子的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，有時(shí)表現(xiàn)為促進(jìn)作用，有時(shí)表現(xiàn)為抑制作用，因種子不同而異。劉洪見(jiàn)等研究發(fā)現(xiàn)，KH2PO4對(duì)方枝野海棠、瞿麥、秀麗野海棠、中華野海棠及地菍5種植物種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用[21]，與本試驗(yàn)的研究結(jié)果具有一致性。而李春梅認(rèn)為，KH2PO4對(duì)無(wú)棱絲瓜種子有促進(jìn)作用[22]；陳合云等研究得出，KH2PO4對(duì)水稻種子萌發(fā)生長(zhǎng)也表現(xiàn)為促進(jìn)作用[23]，與本試驗(yàn)的研究結(jié)果不一致。徐拾佳等研究表明，天人菊種子萌發(fā)最佳的KH2PO4濃度為0.3%，超過(guò)該濃度則會(huì)抑制天人菊種子的萌發(fā)[24]；王兵等研究表明，隨著KH2PO4濃度的升高，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，KH2PO4濃度為0.20%時(shí)促進(jìn)作用表現(xiàn)最強(qiáng)[25]。而本試驗(yàn)則不同，KH2PO4對(duì)霧靈香花芥種子表現(xiàn)為抑制作用，其原因可能是由于霧靈香花芥種子對(duì)鉀離子和磷酸根離子需求不大造成的。另外，種子本身萌發(fā)也會(huì)受到種皮結(jié)構(gòu)、成分等的影響，由于溶液呈酸性，種皮較薄，種子結(jié)構(gòu)在酸處理?xiàng)l件下受到損傷[26-27]，但具體原因仍需進(jìn)一步試驗(yàn)探討。

3.2 結(jié) 論

本試驗(yàn)主要研究了溫度、GA3濃度、KH2PO4溶液濃度對(duì)霧靈香花芥種子萌發(fā)的影響。從溫度上來(lái)看，霧靈香花芥種子在20 ℃、25 ℃、30 ℃條件下種子發(fā)芽能力和活力均明顯高于15 ℃時(shí)種子發(fā)芽能力和活力。霧靈香花芥種子在20 ℃和25 ℃時(shí)萌發(fā)狀況最好，多重比較結(jié)果表明，20 ℃為種子發(fā)芽的最適溫度。

霧靈香花芥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等均與GA3濃度呈正相關(guān)，即隨著GA3濃度的升高，霧靈香花芥種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)均逐漸升高，并且在GA3達(dá)到500 mg/L時(shí)，種子萌發(fā)狀況最好，萌發(fā)狀況均遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于對(duì)照；另外，霧靈香花芥幼苗的根系長(zhǎng)度也與GA3濃度呈正相關(guān)，隨著濃度的升高，根長(zhǎng)逐漸變大，漸漸達(dá)到試驗(yàn)中的一個(gè)高峰值。

與GA3的促進(jìn)作用相反，KH2PO4對(duì)霧靈香花芥種子表現(xiàn)出明顯的抑制作用。種子的萌發(fā)狀況遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)照。