劉德浩，廖文莉，陳智濤，舒夏竺，徐 平

(惠州市林業(yè)科學(xué)研究所，廣東 惠州 516001)

海濱貓尾木Dolichandrone spathacea系紫葳科Bignoniaceae貓尾木屬常綠喬木，樹姿挺拔；花喇叭狀，大而美麗；蒴果長(zhǎng)筒狀形似貓尾；種子具木栓質(zhì)翅，因此能隨水流傳播。海濱貓尾木屬于半紅樹植物[1]，多生長(zhǎng)在海岸大潮能夠到達(dá)的灘涂，在陸地上也能正常生長(zhǎng)，其作為海岸防護(hù)林樹種的同時(shí)還可作為城市觀賞、行道樹，具有一定的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值[2]。海濱貓尾木天然分布在印度南部、斯里蘭卡、新喀里多尼亞(島)地區(qū)[3—4]，在我國(guó)海南省東海岸、廣東省湛江市有少量天然分布[5]。

種子萌發(fā)是植物生命周期的關(guān)鍵階段之一，對(duì)于生長(zhǎng)在海岸潮間帶高潮灘的半紅樹植物而言，種子萌發(fā)受水淹、鹽度雙重脅迫。目前，關(guān)于海濱貓尾木受水淹和鹽度雙因素脅迫的生長(zhǎng)情況尚未見報(bào)道。本文對(duì)海濱貓尾木種子萌發(fā)及幼苗耐水淹、耐鹽、耐低溫特性進(jìn)行研究，通過觀察、測(cè)定種子萌發(fā)和各種脅迫處理下實(shí)生苗生長(zhǎng)情況，探索其適宜的育苗技術(shù)，為海濱貓尾木的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 種質(zhì)資源收集

海濱貓尾木種子來源于廣東珠海淇澳-擔(dān)桿島省級(jí)自然保護(hù)區(qū)。保護(hù)區(qū)位于珠海淇澳島西北部，屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫22.4 ℃，最低氣溫2.5 ℃，最高氣溫38.5 ℃，年均日照1907.4 h，年均降水量1964.4 mm。2016 年7 月于淇澳島選擇植株健壯、無病蟲害、生長(zhǎng)良好的海濱貓尾木母樹，收集成熟蒴果(果實(shí)由青綠色轉(zhuǎn)為黃褐色)帶回惠州市林業(yè)科學(xué)研究所預(yù)處理，待蒴果自然陰干裂開后選取優(yōu)質(zhì)種子在苗圃內(nèi)進(jìn)行育苗試驗(yàn)。苗圃試驗(yàn)地屬南亞熱帶季風(fēng)氣候，年均氣溫22.0 ℃，最低氣溫2.9 ℃，最高氣溫37.2 ℃，年均日照1876 h，年均降水量1770 mm。

1.2 播種

將種子播種在裝有培養(yǎng)土(黃心土∶沙子∶泥炭土=3∶3∶4)育苗盤內(nèi)，播種前用0.1%高錳酸鉀消毒。于2016 年8 月1 日至2017 年7 月1 日一年間每月1 日進(jìn)行播種，每次播種30 粒種子，共播種12次。播種后觀察記錄萌發(fā)時(shí)間、生長(zhǎng)狀況。

1.3 苗期物候觀測(cè)

播種前抽取部分種子分別測(cè)定千粒重、種子密度；播種后觀測(cè)種子萌芽情況，記錄首次出芽時(shí)間、出芽累計(jì)天數(shù)等。

1.4 耐水淹特性

將海濱貓尾木實(shí)生苗移栽至裝有混合培養(yǎng)土的塑料杯中，剔除部分生長(zhǎng)差、表現(xiàn)不均的幼苗，待移栽幼苗生長(zhǎng)穩(wěn)定后進(jìn)行不同程度的耐水淹試驗(yàn)。選用淡水進(jìn)行耐水淹試驗(yàn)，設(shè)置4 個(gè)水淹梯度，分別為正常澆水(處理1)、水淹至根頸(處理2)、水淹至苗高二分之一(處理3)和完全水淹(處理4)[6—8]。根據(jù)幼苗吸收和蒸發(fā)的水分，適時(shí)補(bǔ)充足量的水，處理時(shí)間為60 d，每處理30 株。

1.5 耐鹽特性

以NaCl 溶液為鹽材料，將一定量的NaCl 溶解于100 mL 水中再加入幼苗根部，設(shè)置0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%(鹽重/土壤重)共6 個(gè)梯度進(jìn)行鹽分脅迫處理[9—10]。每個(gè)育苗袋土壤3 kg，采用質(zhì)量法測(cè)出0%鹽分梯度下土壤全鹽量為6 g·kg-1，6 個(gè)梯度每次施鹽量分別為0、1、2、3、4、5 g，每5 d 施NaCl 溶液1 次，共施12 次，6 個(gè)梯度的土壤全鹽量分別為6、10、14、18、22、26 g·kg-1。每處理30 株。

1.6 低溫脅迫

低溫脅迫在人工氣候箱內(nèi)完成，設(shè)定光照強(qiáng)度1200 lx，相對(duì)濕度75%，以25 ℃為初始對(duì)照溫度，設(shè)置0 ℃、3 ℃、6 ℃、9 ℃、25 ℃共5 個(gè)溫度梯度作為取樣時(shí)間點(diǎn)。降溫采用梯度降溫方法，每天降溫3 ℃，當(dāng)溫度降至設(shè)定溫度后保持24 h，選擇第2～5 片(自上而下)葉片進(jìn)行取樣，取樣時(shí)間為上午8:00，取樣后按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)繼續(xù)降溫，直至完成全部取樣工作[11]。清洗葉片并用去離子水沖洗3 次，用濾紙吸干表面水分，用打孔器避開主葉脈截取3 片直徑0.8 cm 葉片圓片，用去離子水沖洗3 次后放入20 mL 去離子水溶液中，室溫靜置12 h 后測(cè)定溶液電導(dǎo)率(R)，之后用水浴鍋沸水浴30 min 殺死全部組織，冷卻至室溫后再次測(cè)定溶液電導(dǎo)率(R1)。

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

發(fā)芽率=(n/N)×100%，n 為正常發(fā)芽種子數(shù)，N 為供試種子數(shù)；發(fā)芽勢(shì)是種子發(fā)芽達(dá)到高峰時(shí)正常發(fā)芽種子數(shù)與供試種子數(shù)的百分比；發(fā)芽持續(xù)天數(shù)指自種子發(fā)芽之日至種子發(fā)芽結(jié)束所用天數(shù)；相對(duì)電導(dǎo)率=R/R1×100%。采用 Excel 2013 及SPSS 21.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響

經(jīng)測(cè)定，海濱貓尾木種子千粒重52 g，種子密度0.021 g·cm-3，較低的種子密度能使其漂浮在水面上，并隨水流傳播。2016 年8 月1 日至2017 年7 月1 日期間共播種12 次，各批次播種的種子首次出芽時(shí)間在9～16 d 不等，首次出芽時(shí)間最晚的播種時(shí)間是2017 年1 月1 日。發(fā)芽勢(shì)隨著播種時(shí)間推移逐漸降低，發(fā)芽率隨著時(shí)間推移先降低后趨于穩(wěn)定(圖1)，表明在常溫貯藏狀態(tài)下海濱貓尾木種子適宜隨采隨播?；葜菔?～10 月氣溫較高、降雨量充沛，11 月至翌年3 月氣溫偏低，海濱貓尾木種子發(fā)芽持續(xù)天數(shù)隨季節(jié)而變化，春、夏、秋季發(fā)芽持續(xù)時(shí)間比冬季短。

2.2 不同水淹處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響

海濱貓尾木在正常澆水(處理1)、水淹至根頸(處理2)和水淹至苗高二分之一處(處理3)等 3 種處理下60 d 后均能存活。水淹至根頸處理的植株生長(zhǎng)受抑制；水淹至苗高二分之一處的葉片出現(xiàn)萎蔫；完全水淹(處理4)情況下22 d 后開始死苗，60 d 后存活率為58.35%。正常澆水60 d 后，植株苗高、地徑增長(zhǎng)量分別是完全水淹苗高、地徑增長(zhǎng)量的7.36 倍、7 倍(圖2)。結(jié)果表明，一定程度的水淹對(duì)海濱貓尾木的影響不大，但水淹深度超過苗高二分之一時(shí)不利于海濱貓尾木的正常生長(zhǎng)。海濱貓尾木的耐水淹特性使其能夠適應(yīng)海岸潮間帶的不同潮位，水淹至根頸時(shí)植株能正常生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)量降低；完全水淹會(huì)導(dǎo)致植株死亡。

圖1 不同播種時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)的影響Fig.1 Effects of different sowing date on seed germination

圖2 不同水淹處理對(duì)海濱貓尾木生長(zhǎng)量的影響Fig.2 Effects of different flooding treatments on Dolichandrone spathacea growth

2.3 不同鹽濃度處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)的影響

海濱貓尾木幼苗在0%、0.4%、0.8%、1.2%鹽分脅迫下處理60 d 后均能存活；1.6%鹽分濃度處理37 d 后幼苗開始死亡，60 d 后幼苗存活率為86.8%；2.0%鹽分濃度處理25 d 后幼苗開始死亡，60 d 后幼苗存活率下降至52.6%。當(dāng)土壤全鹽量低于10 g·kg-1時(shí)，海濱貓尾木幼苗能正常生長(zhǎng)；土壤全鹽量超過10 g·kg-1時(shí)，幼苗生長(zhǎng)受抑制；土壤全鹽量超過18 g·kg-1時(shí)，幼苗葉片開始出現(xiàn)卷曲、脫落現(xiàn)象。

由圖3 可知，海濱貓尾木耐受土壤全鹽含量為10 g·kg-1，具有一定的耐鹽特性。

2.4 低溫脅迫對(duì)葉片電導(dǎo)率的影響

當(dāng)溫度降至6 ℃時(shí)，海濱貓尾木葉片出現(xiàn)萎蔫現(xiàn)象；溫度降至3 ℃時(shí)，少量葉片出現(xiàn)反卷、脫落等情況；降溫至0 ℃時(shí)大部分葉片出現(xiàn)萎蔫、反卷現(xiàn)象。隨著溫度的降低，細(xì)胞膜滲透性升高，相對(duì)電導(dǎo)率隨溫度降低逐漸升高。海濱貓尾木低溫脅迫下相對(duì)電導(dǎo)率的變化見圖4，與對(duì)照(25 ℃)相比，溫度降至3℃和0℃的相對(duì)電導(dǎo)率分別是對(duì)照的3.93 倍和5.03 倍。

圖3 不同鹽濃度對(duì)海濱貓尾木生長(zhǎng)量的影響Fig.3 Effects of different salt concentrations on Dolichandrone spathacea growth

圖4 低溫脅迫對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率的影響Fig.4 Effect of low temperature stress on relative conductivity

3 討論

3.1 播種時(shí)期及苗期物候

海濱貓尾木較低的種子密度(0.021 g·cm-3)能夠使種子漂浮在水面上，并跟隨水流傳播繁殖。持續(xù)1年的播種試驗(yàn)表明，海濱貓尾木種子宜隨采隨播，其發(fā)芽率隨著時(shí)間的推移而逐漸降低，但翌年春夏季播種發(fā)芽率能保持穩(wěn)定。發(fā)芽勢(shì)則基本上隨著采種后播種時(shí)間的延遲逐漸降低。發(fā)芽持續(xù)天數(shù)隨著溫度、濕度的變化而變化，惠州地區(qū)4～10 月氣溫較高、降雨量充沛，其他時(shí)間氣溫偏低，因此春、夏、秋季發(fā)芽持續(xù)時(shí)間比冬季要短。

3.2 耐水淹與耐鹽特性

海濱貓尾木耐水淹試驗(yàn)表明，在完全水淹處理下22 d 后植株開始死亡，60 d 后存活率下降至58.35%。水淹時(shí)間和水淹深度雙重水淹逆境考驗(yàn)著海濱貓尾木的生存能力，而耐水淹能力又是海濱貓尾木在海岸潮間帶正常生存、生長(zhǎng)的決定性因素之一。持續(xù)水淹時(shí)，海濱貓尾木的光合與呼吸作用受到明顯抑制，其體內(nèi)生理過程發(fā)生改變，導(dǎo)致植物長(zhǎng)勢(shì)弱，對(duì)外界環(huán)境脅迫的抵抗力差，嚴(yán)重影響正常生長(zhǎng)，甚至死亡。0%、0.4%、0.8%、1.2%鹽分脅迫處理60 d 后植株還能正常生長(zhǎng)；1.6%鹽分濃度處理37 d 后幼苗開始死亡，60 d 后幼苗存活率為86.8%；2.0%鹽分濃度處理25 d 后幼苗開始死亡，60 d后幼苗存活率下降至52.6%。土壤鹽分過高時(shí)，植物長(zhǎng)時(shí)間處于生理性干旱條件下，體內(nèi)處于水分虧損狀態(tài)，因?yàn)辂}分沉積使土壤形成低水勢(shì)區(qū)域，導(dǎo)致植物根系難以從土壤中獲得充足水分和養(yǎng)分[12—13]。耐鹽能力和適生鹽度范圍是海濱貓尾木引種、栽培過程中選擇立地條件的重要依據(jù)。

3.3 耐寒特性

低溫脅迫是育苗栽培過程中常見的自然災(zāi)害，輕則影響生長(zhǎng)，重則造成植株死亡。生物膜與植物抗寒性具有密切關(guān)系，當(dāng)植物遭受寒害時(shí)，水從細(xì)胞內(nèi)部滲出，植物組織呈現(xiàn)浸潤(rùn)狀，植株表現(xiàn)為萎蔫[14—15]。當(dāng)植物處在低溫狀態(tài)下時(shí)，細(xì)胞膜滲透性升高。細(xì)胞膜透性隨著外界溫度的降低而增大，抗寒性強(qiáng)的植物細(xì)胞膜透性增大的程度較小，易恢復(fù)生長(zhǎng)且可逆；抗寒性弱的植物細(xì)胞膜透性增大顯著，難恢復(fù)生長(zhǎng)且不可逆[16—17]。本研究顯示，隨著溫度持續(xù)降低，海濱貓尾木逐漸呈現(xiàn)半致死狀態(tài)，當(dāng)溫度降至3 ℃時(shí)海濱貓尾木葉片相對(duì)電導(dǎo)率出現(xiàn)明顯變化，葉片出現(xiàn)反卷、脫落，表明海濱貓尾木耐寒性較差。海濱貓尾木作為重要的半紅樹植物，檢驗(yàn)其在海南、湛江以北地區(qū)的引種適生特性，對(duì)于豐富沿海地區(qū)植物多樣性，為沿海防護(hù)林樹種提供更多選擇具有重要意義。