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        鐘花櫻桃種子萌發(fā)研究*

        2020-07-21 08:22:48陳新強謝金蘭陳桂瓊黃錦榮范劍明羅萬業(yè)
        林業(yè)與環(huán)境科學 2020年3期
        關鍵詞:沙藏種皮赤霉素

        劉 麗 陳新強 謝金蘭 陳桂瓊 張 鳳 黃錦榮 范劍明 羅萬業(yè)

        (梅州市林業(yè)科學研究所, 廣東 梅州 514011)

        鐘花櫻桃(Cerasus campanulata)又名鐘花櫻、山櫻花、緋櫻等,薔薇科(Rosaceae)櫻屬(Cerasus)落葉喬木或灌木,是我國南方鄉(xiāng)土樹種[1-3]。其花萼吊鐘狀,花色紅艷亮麗,早春開花,先花后葉,滿樹芳華,極具觀賞價值,且相對于其他櫻屬植物具有耐高溫、適應南方氣候和抗逆性強的特點,因此深受南方園林花卉市場的歡迎,被我國南方許多城市列為園林綠化骨干樹種[4]。野生鐘花櫻桃生于山谷林中及林緣,采種期較短,結(jié)實有明顯的大小年,種果成熟時易被鳥食,采種難度較大,且自然條件下種子自播發(fā)芽率極低,其種群大多處于衰退模式[5-6]。當前鐘花櫻桃野生資源日益減少而市場需求不斷增多,研究鐘花櫻桃的播種育苗具有重大意義。

        目前廣東地區(qū)關于鐘花櫻桃播種育苗的研究極少,而鐘花櫻桃的福建種源——福建山櫻花則有較多學者研究,如康木水[7]、葉菁[8]、湯萬輝[9]等,但兩地的氣候條件、種源均有所差別,福建山櫻花的研究成果僅具有參考價值,而不能直接指導廣東地區(qū)鐘花櫻桃的生產(chǎn)及研究。櫻屬植物種子一般認為具有深度休眠特性,種殼過硬,影響胚的正常生長,種皮的機械障礙限制種子的萌發(fā),需要通過處理才能打破休眠[10]。植物激素,如赤霉素、吲哚乙酸、萘乙酸等經(jīng)常用于打破種子的休眠,促進種子的萌發(fā)[11]。本研究通過溫水處理、不同催芽方式、植物生長激素處理及機械破除種皮等方法處理鐘花櫻桃種子,旨在掌握打破鐘花櫻桃種子休眠的最佳方法,提高種子發(fā)芽率,從而為廣東地區(qū)鐘花櫻桃播種繁育提供理論基礎,為與廣東氣候相近地區(qū)鐘花櫻桃播種繁育提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗地概況

        試驗地點位于廣東省梅州市梅江區(qū)三角鎮(zhèn)梅州市林業(yè)科學研究所中心苗圃場,115°18′E~ 116°56′E,23°23′N~24°56′N, 年 平 均 氣 溫 為20.6~21.4 ℃;年均日照時數(shù)為1 714.6~2 010.5 h,年日照百分率為41%~47%,年平均降雨日數(shù)約為150 d,年均降雨量為1 483~1 798 mm[12-13]。

        1.2 試驗材料

        供試種子于2017 年4 月采自梅州市梅江區(qū)西陽鎮(zhèn)明山嶂多年生野生鐘花櫻桃,種子采回后揉去肉質(zhì)種皮、去除雜質(zhì)癟粒并用清水漂洗干凈,放置在室內(nèi)通風陰涼處自然風干,待用。此次采種重共3.31 kg。隨機取自然陰干種子100 粒,用精度0.001 的電子天平稱重,重復3 次,計算平均百粒重,再換算為種子千粒重。最后得到種子千粒重為173.1±5.41 g。經(jīng)過實地觀察記錄得知:在自然條件下,明山嶂的野生鐘花櫻桃于2018 年2 月23 日發(fā)芽。

        1.3 試驗方法

        1.3.1 浸種溫度對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗 將同一批采集、大小較一致的鐘花櫻桃種子分別置于40、60、80 ℃溫水浸泡,冷卻后繼續(xù)浸泡24 h,連續(xù)3 d,對照為25℃(常溫)的水進行浸泡。撈出瀝干表面水分,用濕布包好,置于室溫(17~26 ℃)條件下催芽,每隔24 h 用清水漂洗一次,至有部分種子露白時播種,基質(zhì)為河沙。每處理100 粒,5 個重復,調(diào)查催芽至露白時間,并統(tǒng)計種子發(fā)芽率。發(fā)芽率=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%[14]。

        1.3.2 不同催芽方式對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗 取同一批采集鐘花櫻桃種子,采摘后放在陰涼通風處風干,再挑選大小較一致的的種子進行苗圃沙藏、室內(nèi)盆栽沙藏(盆口徑為30 cm)、冷藏(4 ℃)、水苔疊放,其中苗圃沙藏為對照處理。每個催芽方式均設7 個重復,每個重復100粒。進行種子發(fā)芽率試驗,測定其發(fā)芽率。

        1.3.3 不同濃度赤霉素對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗 將鐘花櫻桃種子分別用0.5、1、2、3 g·L-14 個不同濃度赤霉素處理,對照為苗圃沙藏(不添加赤霉素處理)。赤霉素為上海伯奧生物科技有限公司生產(chǎn),先用少量酒精將所需赤霉素充分溶解后用水定容。每個處理100 粒種子。用赤霉素浸泡24 h,其間每隔3~5 h 用木棍攪拌一次,以使種子充分吸水,最后將種子撈出,濾凈水后進行沙藏,沙藏后蓋上薄膜。

        1.3.4 機械破殼處理對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響試驗 將100 粒大小較一致的鐘花櫻桃種子用小錘輕輕敲擊,使外種殼破開,然后進行沙藏,沙藏后蓋上薄膜;對照為直接進行苗圃沙藏。

        1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與處理

        數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析采用SPSS 22.0 與Microsoft Excel 2010 進行統(tǒng)計分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 溫水浸種對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

        不同溫度的水浸泡處理對鐘花櫻桃種子萌發(fā)率的影響差異極顯著(P <0.01)。隨著水溫的升高,鐘花櫻桃的發(fā)芽率呈現(xiàn)下降的趨勢。在25℃(常溫)、40、60、80 ℃溫度浸泡下鐘花櫻桃的發(fā)芽率大小為:41.2%、71.6%、33.4%和6.2%。說明水溫過高的話,可能會抑制種子萌發(fā)相關酶的生物活性,進而影響了其種子萌發(fā)。

        圖1 溫水浸種的鐘花櫻桃種子萌發(fā)Fig.1 Seed germination of C. campanulata soaked in warm water

        由表1 可知,在25 ℃處理下,種子萌發(fā)的時間要比經(jīng)過40、60、80 ℃溫度的水浸泡后種子萌發(fā)的時間遲,說明溫水浸種對種子萌發(fā)有一定的促進作用,能夠縮短種子萌發(fā)的時間。

        表1 溫水浸種的鐘花櫻桃種子萌發(fā)時間Tab.1 Germination time of C. campanulata seeds immersed in warm water

        2.2 不同催芽方式對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

        不同條件下的種子發(fā)芽結(jié)果見圖2,不同貯藏條件的發(fā)芽率大小為:苗圃沙藏(91.2%)>室內(nèi)盆栽沙藏(80.8%)>水苔疊放(34.4%)>冷藏(27.8%),且四者之間存在著顯著差異,沙藏的貯藏效果較佳,可能是濕沙起到保濕和保溫的作用,促進了鐘花櫻桃種子的萌發(fā)。

        圖2 不同催芽方式的鐘花櫻桃種子萌發(fā)Fig.2 Seed germination of C. campanulata with different ways of accelerating germination

        不同催芽方式下種子發(fā)芽的日期如表2 室內(nèi)盆栽沙藏的發(fā)芽時間比自然條件下鐘花櫻桃種子萌發(fā)時間提早最多,提早了122 天;其次是水苔疊放,水苔疊放種子萌發(fā)時間提早了116 天;然后是苗圃沙藏,其發(fā)芽時間提早了60 天;冷藏次之。

        表2 不同催芽方式的鐘花櫻桃種子萌發(fā)時間Tab.2 Germination time of C. campanulata seeds in different ways of accelerating germination

        2.3 激素處理對鐘花櫻桃種子萌發(fā)的影響

        將鐘花櫻桃種子用不同濃度赤霉素浸種24 h后再進行發(fā)芽試驗。試驗結(jié)果見圖3。由圖3 可知,不同濃度赤霉素處理對鐘花櫻桃種子發(fā)芽率的影響差異極顯著(P <0.01)。鐘花櫻桃種子發(fā)芽率隨著赤霉素濃度的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢,在0.5 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率達到峰值,發(fā)芽率為95.6%。而3 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率顯著低于其他處理。說明赤霉素濃度過高對鐘花櫻桃種子萌發(fā)有一定的抑制作用。

        圖3 不同赤霉素濃度處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)結(jié)果Fig.3 Seed germination of C. campanulata with different ways of accelerating germination

        不同濃度赤霉素處理鐘花櫻桃種子發(fā)芽時間記錄如下表:苗圃沙藏(即不添加赤霉素處理)萌發(fā)時間要遲于添加了赤霉素的處理。說明赤霉素處理在一定程度上縮短了種子萌發(fā)的時間。

        2.4 機械破殼處理的影響

        機械破殼處理試驗結(jié)果表明:破殼可以使鐘花櫻桃種子的發(fā)芽率達到78%,且種子發(fā)芽時間較自然條件的發(fā)芽時間提早了150 d。這可能是因為機械的阻力使限制種子萌發(fā)的重要原因。破殼人為打破種胚的休眠狀態(tài),打破了種子的內(nèi)種皮、外種皮中含有萌發(fā)促進物質(zhì)和抑制物質(zhì)的相對水平,進而利于鐘花櫻桃的發(fā)芽。

        表3 不同赤霉素濃度處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)時間Tab.3 Seed germination results of C. campanulate treated with different concentrations of gibberellin

        表4 機械破殼處理鐘花櫻桃種子萌發(fā)時間Tab.4 Germination time of C. campanulata seeds in mechanical shell-breaking treatment

        3 結(jié)論與討論

        3.1 鐘花櫻桃種子自然條件下發(fā)芽率低,且當年采收的種子到翌年才萌發(fā)播種,其萌發(fā)時長需要1年左右。鐘花櫻桃種子有深度休眠的特性,需要經(jīng)過較長時間的低溫才能度過休眠期,通過溫水浸泡處理促進種子萌發(fā),發(fā)現(xiàn)40 ℃溫水浸泡鐘花櫻桃種子,其發(fā)芽率較高,達71.6%,而水溫過高會破壞種子萌芽相關的酶活性,這與葉菁[8]研究結(jié)果一致。由此可知,溫度是種子萌發(fā)的重要影響因素,種子萌發(fā)與種子內(nèi)部的酶促反應關系密切[15]。適宜的溫度浸泡具有一定的催芽作用。

        3.2 通過不同的貯藏方式促進種子萌發(fā),發(fā)現(xiàn)苗圃沙藏的效果最佳,萌芽率達91.2%,且種子的發(fā)芽時間提早了60 d;其次是室內(nèi)盆栽沙藏,發(fā)芽率達80.8%,且種子的發(fā)芽時間比自然條件下的發(fā)芽時間提早了120 d。這可能是因為沙藏使種子內(nèi)部的離層酸(abscisic acid,種子發(fā)芽抑制劑)濃度下降,且沙藏的溫度濕度適宜種子萌發(fā),進而萌芽率得到提高,發(fā)芽時間提早。因此在生產(chǎn)上,推薦苗圃沙藏的方式促進種子萌發(fā)。

        3.3 不同濃度赤霉素浸泡鐘花櫻桃種子24 h 后再進行發(fā)芽試驗。試驗結(jié)果表明:在0.5 g·L-1濃度赤霉素處理下其發(fā)芽率最高,達95.6%,且種子發(fā)芽時間比自然條件下的發(fā)芽時間提早了95 d。由于赤霉素成本低,用赤霉素浸泡種子操作方便,對鐘花櫻桃的大規(guī)模生產(chǎn)非常有利。

        3.4 長期以來就認為種子的休眠程度和種皮的機械障礙有關,種皮的障礙作用可能是種皮的物理特性引起的。雖然機械去殼能夠大大縮短種子發(fā)芽的時間,但鐘花櫻桃種殼過硬,使用機械法處理種殼,常常會人為破壞種子的胚。在實際生產(chǎn)中,由于種子處理量大,處理效率低等因素,推廣應用的難度大。所以不建議采用機械破殼處理。本研究從溫水浸種、催芽方式、激素處理和機械去殼處理4 個方面初步探討了鐘花櫻桃種子萌發(fā)效果,有關種子存在的抑制物質(zhì)成分測定、萌發(fā)過程中相關酶活性如何變化及激素水平的規(guī)律等,有待于通過高校液相色譜和質(zhì)譜等方法進一步研究,從更深層面揭示鐘花櫻桃種子休眠機理,為促進種子萌發(fā)提供理論依據(jù)。

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