黃琴 ,田偉
(1.河北省農林科學院經(jīng)濟作物研究所,河北 石家莊 050051;2.保定市農業(yè)科學院,河北 保定 071000)
酸棗 〔Zizyphus jujuba Mill. var. Spinosus(Bunge)Hu ex H. F. Chou〕 為鼠李科 (Rhammaceae) 棗屬(Ziziphus Mill.)植物,是栽培棗的原生種,古稱棘,又叫“野棗”[1]。酸棗原產(chǎn)于我國,至今已有1 200萬~1 400 萬a 的栽培歷史,目前多為野生,主要分布于北緯23°~43°的廣大地區(qū),是我國北方極為普遍的一種野生植物資源[2]。酸棗適應性強,抗風、耐旱、耐瘠薄,根系發(fā)達,是干旱丘陵地區(qū)水土保持的先鋒灌木樹種[3]。
種子萌發(fā)是植物生活史中較脆弱而又極其重要的過程之一,關系到幼苗的建成以及個體的存活和競爭,并且影響植被分布和生物多樣性水平[4],但萌發(fā)狀況受種子自身因素和環(huán)境條件的影響[5~7]。研究顯示,采用破除種殼和赤毒素處理的方法可以打破酸棗種子休眠,促使種子發(fā)芽,進行快速育苗,但破除種殼是一項很費工的工作,并且易使種子破碎或受傷[8];赤霉素溶液處理去殼的酸棗種子可以提高發(fā)芽率,采用800 mg/L 赤霉素溶液將種子浸泡24 h,但取出后需反復沖洗種子至干凈[9];用種子繁殖的實生酸棗苗根系發(fā)達、固地性強,栽植后成活率高,植株生長勢強,結果早,產(chǎn)量高[10]。
酸棗果仁具有堅硬的外殼,直接播種育苗發(fā)芽率較低,生產(chǎn)上通過各種處理來提高發(fā)芽率,卻很少有人來研究光照與溫度互作對酸棗種子萌發(fā)的影響。基于此,立足這個點,研究了光照與溫度互作對酸棗種子萌發(fā)的影響,以期為酸棗種子育苗提供技術支撐,推動河北省酸棗種植產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
酸棗種子由河北邢州棗業(yè)有限公司提供,2019 年采集,經(jīng)河北師范大學趙建成教授鑒定為鼠李科植物酸棗 (Zizyphus jujuba Mill. var. Spinosus (Bunge)Hu ex H. F. Chou) 的干燥成熟種子。種子千粒重40.13 g,含水量6.32%。
主要試驗設備有智能人工氣候培養(yǎng)箱(ZRX-258D)、JA1003A 電子天平(精度:0.001 g)、培養(yǎng)皿、定性濾紙等。
1.2.1 試驗設計 2020 年4 月將酸棗仁置于事先放有雙層濾紙的培養(yǎng)皿內,25粒/皿,在培養(yǎng)箱中進行不同光照與溫度處理的培養(yǎng)。試驗分別在光照(光照強度5 000 lx)和黑暗(用雙層錫鉑紙將培養(yǎng)皿完全包裹)條件下進行,溫度均設5、10、15、20、25、30 和35 ℃計7 個處理,4 次重復。
1.2.2 測定項目與方法 每天記錄酸棗種子的發(fā)芽狀態(tài)。發(fā)芽標準為新鮮的胚根伸出長度超過種子長度。計算發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)[9]。
發(fā)芽率(GR)=n/N×100%(n 為最終達到的正常發(fā)芽數(shù);N 為供試種子數(shù))
發(fā)芽勢(GE)=n/N×100%(n 為6 d 內達到的種子發(fā)芽數(shù);N 為供試種子數(shù))
發(fā)芽指數(shù) (GI) =∑Gt/Dt(Gt 為處理后 t 日的發(fā)芽數(shù);Dt 為相應的發(fā)芽天數(shù))。
1.2.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析 利用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行整理,用平均數(shù)代表樣本各性狀的整體水平;利用SPSS 19.0 軟件進行各參數(shù)的差異顯著性分析。
方差分析結果(表1)顯示,光照對酸棗種子發(fā)芽率無顯著影響;溫度及其與光照互作對酸棗種子發(fā)芽率均存在極顯著影響。表明酸棗種子萌發(fā)主要受溫度及其與光照互作的影響。
表1 不同光照和溫度對酸棗種子發(fā)芽率的方差分析Table 1 Variance analysis of seed germination rate of wild jujube under different light and temperatures
溫度對酸棗種子萌發(fā)高峰的出現(xiàn)以及峰值大小均有影響;而光照對酸棗種子萌發(fā)高峰的出現(xiàn)影響不顯著,但會影響峰值的大小。
無論是在光照條件下還是在黑暗條件下,溫度<20 ℃時,酸棗種子均不能萌發(fā);溫度達到20 ℃時,種子才開始萌發(fā)(表2)。在20~35 ℃范圍內,隨著溫度的升高,酸棗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均呈先升高后降低的變化,其中,在光照條件下,30 ℃培養(yǎng)的指標值均最高,其中發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)與其他溫度處理差異均達到了顯著水平,發(fā)芽率與20 和25 ℃處理差異不顯著,溫度升至35 ℃時酸棗種子不能萌發(fā);在黑暗條件下,25 ℃培養(yǎng)的指標值均最高,且與其他溫度處理差異均達到了顯著水平??梢钥闯觯诠庹諚l件下,酸棗種子的萌發(fā)溫度為20~30 ℃,最適萌發(fā)溫度為30 ℃;在黑暗條件下,酸棗種子的萌發(fā)溫度為20~35 ℃,最適萌發(fā)溫度為25 ℃。
表2 不同光照和溫度對酸棗種子萌發(fā)的影響Table 2 Effects of different light and temperatures on seed germination of wild jujube
不同的光照與溫度組合處理中,黑暗條件下25℃培養(yǎng),酸棗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高,指標值分別達到了62%、38%和2.80;其次是光照條件下30 ℃培養(yǎng),酸棗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)為56%、43%和3.35。
溫度是決定種子萌發(fā)的主要條件之一[11],對種子的發(fā)芽率、萌發(fā)速度和萌發(fā)進程均有重要影響,適宜溫度可以促進種子萌發(fā)和幼苗生長[6]。張惠琴等[12]研究顯示,酸棗種子用濃硫酸進行不同時間的腐蝕后,萌發(fā)溫度25 ℃與30 ℃處理的種子發(fā)芽率差異不顯著;但不同溫水處理后,30 ℃下萌發(fā)的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均高于25 ℃。李秀珍等[13]研究結果也表明,培養(yǎng)溫度對酸棗種子發(fā)芽有明顯影響,30 ℃下萌發(fā)的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均明顯高于25 ℃,并且出苗速度快、時間短且集中。在30 ℃發(fā)芽條件下,貯藏多年的酸棗種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢均高于當年的酸棗種子。本試驗結果表明,酸棗種子在光照條件下30 ℃培養(yǎng),發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高,指標值分別為56%、43%和3.35,除發(fā)芽率與20 和25 ℃處理差異不顯著差異外,其他指標與其他溫度處理差異均達到了顯著水平;在黑暗條件下25 ℃培養(yǎng),發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高,指標值分別為62%、38%和2.80,且與其他溫度處理差異均達到了顯著水平。光照條件下35 ℃培養(yǎng),酸棗種子不萌發(fā);黑暗條件下35 ℃培養(yǎng),酸棗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均較30℃培養(yǎng)極顯著降低。趙冰等[14]研究表明,溫度對發(fā)芽率影響較大,溫度過高會導致酸棗種子的呼吸作用增強,種子中儲藏的營養(yǎng)物質被大量消耗,造成發(fā)芽率下降。故選擇適宜溫度也是促進酸棗種子萌發(fā)的關鍵。
光照是影響種子萌發(fā)的諸多環(huán)境因素之一,光照誘導種子萌發(fā)的作用是作為指示萌發(fā)適宜環(huán)境的信號來終止種子休眠[15,16]。溫子帥等[17]研究表明,酸棗種子在赤霉素濃度480 mg/L、溫度30 ℃、光照時間24 h的環(huán)境下發(fā)芽率最高。張健夫等[18]研究表明,種子萌發(fā)與光照條件相關不顯著。光對種子萌發(fā)的調控機理還存在很多黑箱,小粒種子具有萌發(fā)迅速、試驗周期短等優(yōu)勢,能極大地削弱種子休眠帶來的干擾[16]。這可能是黑暗條件下25 ℃時發(fā)芽率較高的原因。
綜上分析可以看出,在黑暗條件下25 ℃、光照條件下30 ℃培養(yǎng),酸棗種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均最高。研究結果可為酸棗種子萌發(fā)適宜條件選擇提供理論依據(jù)。