武承云

(甘肅祁連山國家級自然保護區(qū)管理局華隆自然保護站,甘肅 天祝 733299)

甘肅鳶尾(IrispandurataMaxim.)是鳶尾科鳶尾屬多年生草本植物，分布于甘肅、青海，在祁連山區(qū)多分布于海拔2400-3500m山坡、草地和溝坡上，其花紅紫色，深受人們喜愛。近年來人們就地取材，將野生甘肅鳶尾移入城市花壇，起到良好的綠化效果。但在生長過程中甘肅鳶尾主要通過萌蘗繁殖，生長多年后，植株成叢狀分布，花期花朵扎堆開放，稀疏不均，使人們感到美中不足。為了使甘肅鳶尾在花壇中均勻分布，提高觀賞性和減少對野生資源的移植，采種繁殖無疑是一種較好的解決方法。甘肅鳶尾雖有完整的種子，但播種后，發(fā)芽困難，出苗率低，在實際中應用困難。

由受精卵經(jīng)過胚胎階段形成的種子離開母體后，有些種子即使處于適宜的外界條件也不萌發(fā)，在自然條件下必須經(jīng)過一定時間后才能萌發(fā)，這種現(xiàn)象稱為種子的休眠。種子只有解除休眠后才能萌發(fā)，解除種子休眠的方法主要有機械破損、層積處理、藥劑處理、溫熱處理、清水沖洗和輻照處理等方法[1]。本試驗對甘肅鳶尾種子分別采取機械破損、低溫層積、藥劑浸種和高溫浸種處理，處理后研究了不同方法對種子發(fā)芽能力、胚根生長量和種子內(nèi)含物的影響，以期為甘肅鳶尾播種繁殖和提高觀賞性提供技術參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于祁連山東段北麓甘肅省天?？h石門鎮(zhèn)大塘村河谷地帶，地理坐標東經(jīng)103°05′，北緯37°01′，屬高寒冷涼區(qū)，大陸性高原季風氣候，光照充足，海拔2452m，相對無霜期90-145d，年均日照時數(shù)2500-2700h，年降雨量400mm，年均氣溫2℃，最熱月7月份平均氣溫11.4℃，極端高溫35℃，極端低溫-16℃，土壤為沙壤土。

1.2 材料

2018年10月中旬試驗地周圍的野生甘肅鳶尾葉片枯黃后，用鐮刀割下莢果，晾干后，用橡膠棒碾壓莢果，除去雜物后風選，將純凈種子收貯在紙質(zhì)種袋內(nèi)備用。

1.3 方法

1.3.1 機械破損處理

播種前將收貯的種子與直徑0.5-1.0cm的砂礫按體積比1∶5混合后，倒入JZC250型混凝土攪拌機(鄭州市鑫宇機械制造有限公司生產(chǎn))，在轉(zhuǎn)速30r/min下旋轉(zhuǎn)4h，倒出后用孔徑0.2×0.2cm的篩子分離出種子。

1.3.2 低溫層積處理

播種前將收貯的種子用清水浸泡24h，然后和濕河沙按體積比1:5混合后，在冰柜-5℃條件下貯藏40d，取出后在室溫下解凍晾干，用孔徑0.2cm×0.2cm的篩子分離出種子。

1.3.3 藥劑浸種處理

播種前將收貯的種子用赤霉酸粉劑(美國華侖生物科學公司生產(chǎn)，赤霉酸含量20%)稀釋液250mg/L浸泡24h，然后用紗網(wǎng)濾出種子晾干。

1.3.4 高溫浸種處理

播種前將收貯的種子用初始溫度80℃熱水浸泡24h，浸泡時種子和熱水的體積比為1∶5，在浸泡初期用玻璃棒攪動種子3min后停止攪動。然后讓水溫自然下降至室溫20℃，在此過程中無需加熱保持恒定水溫，然后用紗網(wǎng)濾出種子晾干。

種子處理完成后，2019年3月下旬在試驗地選擇地勢平坦地塊為苗圃，每處理隨機抽取種子3000粒均勻播種于苗床。隨機區(qū)組，1000粒為1小區(qū)(4m2)，重復3次。種子破土視為發(fā)芽，種子萌發(fā)第10d統(tǒng)計發(fā)芽勢，發(fā)芽勢(%)=(10d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)÷供試種子數(shù))×100。第20d統(tǒng)計發(fā)芽率，發(fā)芽率(%)=(20d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)÷供試種子數(shù))×100。第30d用直尺測定胚根長度，用電子天平稱取胚根鮮重，計算發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽指數(shù)=∑(當日發(fā)芽種子數(shù)÷發(fā)芽天數(shù))，并測定種子可溶性糖含量[2]和可溶性蛋白質(zhì)含量[3]。不同數(shù)據(jù)求平均值，利用Excel2007、DPS6.01軟件對試驗數(shù)據(jù)進行新復極差Duncan多重比較顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對甘肅鳶尾種子萌發(fā)能力的影響

由表1所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)差異較大，不同處理間發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)差異均達到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高，分別為83.26%、46.41%和17.33，較最低值低溫層積處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)分別提高了80.69%、123.99%和89.19%。不同處理的甘肅鳶尾種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)由高到低的排序均為高溫浸種>機械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表1 不同處理的種子發(fā)芽能力

2.2 不同處理對甘肅鳶尾種子胚根長和鮮重的影響

由表2所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子胚根長和胚根鮮重差異較大，不同處理間種子胚根長和胚根鮮重差異均達到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子胚根長和胚根鮮重均最高，分別為8.62cm和23.92mg/株，較最低值低溫層積處理的種子胚根長和胚根鮮重分別提高了70.02%和90.90%。不同處理的甘肅鳶尾種子胚根長和胚根鮮重由高到低的排序均為高溫浸種>機械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表2 不同處理的種子胚根長和鮮重

2.3 不同處理對甘肅鳶尾種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

由表3所示，不同方法處理甘肅鳶尾種子后，種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量差異較大，不同處理間種子可溶性蛋白質(zhì)含量差異均達到極顯著水平(P<0.01)。其中高溫浸種處理的種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，分別為4.22mg/g和81.64mg/g，較最低值低溫層積處理的種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量分別提高了201.43%和143.19%。不同方法處理的甘肅鳶尾種子可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量由高到低的排序均為高溫浸種>機械破損>藥劑浸種>低溫層積。

表3 不同處理的種子可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量

3 結(jié)論與討論

本試驗結(jié)果表明，高溫浸種處理甘肅鳶尾種子后，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、胚根長、胚根鮮重、可溶性糖含量和可溶性蛋白質(zhì)含量均最高，機械破損處理的種子次之，兩者的種子發(fā)芽率分別達83.26%和76.47%，在播種繁殖中具有一定的應用前景。生產(chǎn)中許多林木、藥用和果樹種子都有休眠期，這給人工繁育和栽培帶來一定困難[4]。種子休眠的主要原因是種皮障礙、后熟作用和抑制物質(zhì)[5]。在生產(chǎn)實踐中破除種子休眠常用的方法有機械破損、層積處理、藥劑處理和溫熱處理。溫熱處理可軟化種皮和提高種子內(nèi)酶活性，促進有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化[6]。宋慧等[7]研究表明溫湯浸種處理瓠瓜種子后，發(fā)芽率高，發(fā)芽整齊。機械破損處理可增加部分種子的透水性和透氣性。季志平等[8]研究表明機械破損可解除葛根種子休眠，種皮破損是打破葛根種子休眠的關鍵所在。王彥波等[9-10]研究認為GA3可以部分或完全代替低溫解除種子休眠。低溫層積處理可促進種子后熟，但郭晶山等[11]研究表明祁連圓柏低溫層積處理需要一個變溫過程才能解除休眠。

甘肅鳶尾種子堅硬致密，本試驗中高溫浸種和機械破損處理可能增加了種皮的透水性和透氣性，水分和氧氣的進入開啟和促進了有機物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)等有機物質(zhì)含量提高，為胚體生長提供更多建構(gòu)物質(zhì)和生長能量，從而提高了胚根生長量。赤霉酸處理和低溫層積處理沒有明顯提高甘肅鳶尾種子發(fā)芽能力，這可能是種子內(nèi)源激素GA3不是影響休眠的主導因素。對甘肅鳶尾種子低溫層積處理時，溫度恒定，沒有高低溫交替，這樣可能達不到解除休眠的目的。本試驗僅開展了不同處理方法的單因素試驗，也許不同處理方法交互應用還能進一步提高甘肅鳶尾種子的發(fā)芽能力，這還有待進一步開展相關試驗。