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        植物生長調(diào)節(jié)劑浸種和層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

        2022-04-03 13:18:18張浩斌楊秀博劉天義
        黑龍江科學(xué) 2022年6期
        關(guān)鍵詞:層積調(diào)節(jié)劑發(fā)芽率

        張浩斌,王 喆,楊秀博,劉天義,張 鵬

        (東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,哈爾濱 150000)

        花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)屬于木犀科白臘屬,是我國東北地區(qū)的重要硬闊葉用材樹種,具有重要的經(jīng)濟價值?;ㄇ饕糠N子繁殖,但種子直接萌發(fā)僅有部分種子發(fā)芽且發(fā)芽率較低,尤其是在較低的溫度條件下發(fā)芽困難,而經(jīng)過層積處理后種子發(fā)芽率會有很大的提高[1]。通常,GA3(赤霉素)、乙烯、6-BA(6-芐基腺嘌呤)、KT(激動素)等植物生長調(diào)節(jié)劑處理對于一些休眠種子破除休眠和萌發(fā)有促進作用[2]。據(jù)報道,赤霉素可以提高珊瑚樸(Celtisjulianae)[3]、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)[4]、水曲柳(FraxinusmandschuricaRupr.)[5]、燈籠樹(EnkianthuschinensisFranch.)[6]和遼東楤木(Araliaelata)[7]等種子的發(fā)芽率;細胞分裂素(6-BA、KT等)能夠促進假龍頭(PhysostegiavirginianaL.)[8]、向日葵(HelianthusannuusL.)[9]和天人菊(GaillardiaaristataPursh.)[10]等種子的萌發(fā);乙烯利能夠刺激棉花[11]、玉米[12]和革葉鐵欖[Sinosideroxylonwightianum(Hook. et Arn.) Aubr.][13]等種子的萌發(fā)。層積處理對萌發(fā)溫度為10℃的水曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著的影響[14]。但植物生長調(diào)節(jié)劑處理是否可以打破花曲柳種子休眠、是否可以促進層積處理后種子的萌發(fā)尚不清楚。以花曲柳種子為材料,研究經(jīng)過層積處理和未層積種子經(jīng)不同種類、不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑處理后的萌發(fā)表現(xiàn),確定植物生長調(diào)節(jié)劑浸種和層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的作用,為花曲柳種苗培育過程中打破種子休眠提供技術(shù)參考。

        1 材料與方法

        花曲柳種子采購自品農(nóng)林木花卉草坪種子經(jīng)銷公司(采種地為吉林省),種子于室溫(20℃~23℃)條件下貯藏備用。

        層積處理:取部分種子用冷水(20℃)浸種72 h,每24 h換水一次。浸種后種子經(jīng)0.5%的KMnO4溶液消毒30 min,用清水沖洗干凈,經(jīng)清毒處理后的種子于低溫(5℃)培養(yǎng)箱內(nèi)裸(無基質(zhì))層積4周。在層積處理種子層積結(jié)束前72 h取部分未層積種子作為對照,未層積種子按相同方法浸種并消毒。

        植物生長調(diào)節(jié)劑處理:將未層積和層積處理后的種子分別置于不同濃度(10-6mol/L、10-5mol/L、10-3mol/L)的GA3、6-BA、乙烯利和KT溶液中,在室溫?zé)o光條件下浸泡24 h,以蒸餾水浸泡24 h為對照。

        發(fā)芽實驗:選取直徑為9 cm的塑料培養(yǎng)皿,將經(jīng)過不同激素浸種的種子置于其中,培養(yǎng)皿底部放置一層濾紙,每個處理有4次重復(fù)(4個培養(yǎng)皿),每個培養(yǎng)皿放置25粒種子,將培養(yǎng)皿置于25℃(無光照)人工氣候箱中進行發(fā)芽實驗。萌發(fā)試驗共持續(xù)30 d,每天觀察并記錄種子萌發(fā)情況,當種子的胚根伸長突破種皮2 mm則記為種子萌發(fā)。試驗結(jié)束后,計算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時間。種子發(fā)芽能力指標計算公式如下:

        (1)

        發(fā)芽指數(shù)(IG)=∑Gt/tg

        (2)

        平均發(fā)芽時間(TMG)=(∑Gt×tg)/∑Gt

        (3)

        式中:tg為發(fā)芽時間(d),Gt為與tg相對應(yīng)的每日發(fā)芽種子數(shù)。

        數(shù)據(jù)處理:使用Microsoft Excel 2016軟件進行數(shù)據(jù)整理,使用SPSS 18.0軟件對發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時間三個指標進行雙因素方差分析(發(fā)芽率為百分數(shù),將數(shù)據(jù)進行反正弦平方根轉(zhuǎn)換后再進行方差分析),方差分析結(jié)果為顯著時,則采用Duncan氏新復(fù)極差法進行多重比較。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 GA3浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 1)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率只有27.75%,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(61.5%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了1.2倍(Table 1)。

        表1 層積與GA3浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.1 Variance analysis of effect of stratification and GA3 soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),但植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理和低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率均存在顯著影響(P<0.05)(Table 1)。未經(jīng)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)為0.45,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.51)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.4倍。經(jīng)10-3mol/LGA3浸種處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高(1.42),顯著高于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑GA3處理,與對照相比提高了89.33%(Table 1)。

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),但植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理和低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間均存在極顯著影響(P<0.01)(Table 1)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為17.86 d,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(13.8 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了4 d。經(jīng)10-3mol/LGA3浸種處理的種子平均發(fā)芽時間最短(13.04 d),顯著短于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑GA3處理,與對照相比縮短了4 d(Table 1)。

        2.2 KT浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為19.50%,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(54.75%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了1.8倍。經(jīng)10-3mol/LKT浸種處理的種子發(fā)芽率最高(45%),顯著高于10-6mol/LKT浸種處理,與對照相比提高了16.88%(Table 2)。

        表2 層積與KT浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.27,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.13)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了3.2倍。經(jīng)10-3mol/LKT浸種處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高(0.85),顯著高于10-6mol/LKT浸種處理,與對照相比提高了13.33%(Table 2)。

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對種子平均發(fā)芽時間存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為20.16 d,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(15.39 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了5 d(Table 2)。

        2.3 乙烯利浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為15.25%,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(57%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.7倍(Table 3)。

        表3 層積與乙烯利浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.3 Variance analysis of effect of stratification and ethephon soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.21,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.23)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了4.9倍(Table 3)。

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為19.94 d,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(14.67 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了5 d(Table 3)。

        2.4 6-BA浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)特性的影響

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05),低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為16%,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(56.75%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.5倍(Table 4)。

        表4 層積與6-BA浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.4 Variance analysis of effect of stratification and 6-BA soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

        低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.21,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.11)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了4.3倍(Table 4)。

        低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05),低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05),但植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為17.42 d,而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(15.39 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了2 d。經(jīng)10-6mol/L6-BA浸種處理的種子平均發(fā)芽時間最短(11.16 d),顯著短于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA處理,與對照相比縮短了5 d(Table 4)。

        3 結(jié)論

        低溫層積處理(4周)對于提高花曲柳種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有明顯促進效果。不同外源激素浸種處理對于花曲柳種子發(fā)芽率的提高均無明顯促進作用,除10-3mol/LGA3浸種處理可顯著提高種子發(fā)芽指數(shù)和縮短平均發(fā)芽時間外,其他激素處理對于提高種子發(fā)芽指數(shù)和縮短平均發(fā)芽時間均無明顯效果。

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