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        不同溫度和貯藏年份對(duì)葉底珠種子發(fā)芽的影響

        2022-12-28 05:01:54徐寧偉陳強(qiáng)劉子揚(yáng)王瑋寧徐興友路丙社
        廣西農(nóng)學(xué)報(bào) 2022年4期
        關(guān)鍵詞:差異

        徐寧偉 陳強(qiáng) 劉子揚(yáng) 王瑋寧 徐興友 路丙社*

        (1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與旅游學(xué)院,河北 保定 071000;2.唐山學(xué)院,河北 唐山 063000;3.河北師范大學(xué),河北 石家莊 050024;4.河北科技師范學(xué)院,河北 秦皇島 066600)

        葉底珠[Securinega suffruticosa(Pall.) Rehd.]又名一葉萩,為大戟科一葉萩屬植物,多生山地路旁、灌叢及向陽處[1],除西北尚未發(fā)現(xiàn)外,全國各省區(qū)均有分布。葉底珠雌雄異株,其嫩枝葉及根部入藥,同時(shí)適應(yīng)能力強(qiáng)、園林綠化效果好,兼具藥用與觀賞價(jià)值。[2]播種繁殖是快速培育植物種苗的手段之一[3],課題組前期研究表明,葉底珠種子屬于雙子葉有胚乳種子,粗脂肪含量較高,同時(shí)富含Mg,Ca,Zn,Mn,F(xiàn)e,Cu等微量元素[4];葉底珠種子發(fā)芽率較高,萌發(fā)過程中,種子含水量、可溶性糖、游離氨基酸含量增加,蛋白質(zhì)含量先降低后升高,淀粉含量下降。[5]

        種子活力與萌發(fā)溫度存在一定的相關(guān)性,不同溫度下,種子的初始萌發(fā)時(shí)間和發(fā)芽率都會(huì)出現(xiàn)差異。[6]不同植物的種子對(duì)萌發(fā)溫度的要求也不盡相同,高溫或低溫都可能對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生不利的影 響。[7]截至目前,有關(guān)一葉萩屬植物種子發(fā)芽對(duì)溫度響應(yīng)特征的報(bào)道較少,葉底珠分布較為廣泛,生長(zhǎng)環(huán)境相對(duì)復(fù)雜,研究溫度對(duì)葉底珠種子發(fā)芽的影響,可為晝夜溫差大、高海拔地區(qū)和寒地城市的葉底珠引種提供借鑒。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增加,種子劣變不可避免,而園林綠化并不總是在固定的時(shí)間開展,有時(shí)為迎合特定節(jié)慶或事件,需臨時(shí)通過植物景觀營造短期效果,植物種植無法等待收獲并使用當(dāng)年的種子。本研究以不同年份采集的葉底珠種子為試驗(yàn)材料,設(shè)定4個(gè)溫度處理,研究不同溫度和貯藏年份對(duì)葉底珠種子發(fā)芽的影響,確定適宜的萌發(fā)溫度,以期為不同地區(qū)葉底珠的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培和園林苗木的選育提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        供試材料為2018年,2019年,2020年收獲的葉底珠種子,采自河北科技師范學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院試驗(yàn)站,樹齡10年的同一棵葉底珠植株,收獲果實(shí)后在通風(fēng)干燥處自然開裂,收集種子于尼龍網(wǎng)袋中,室溫室內(nèi)開放保存,無任何溫、濕度控制。

        1.2 試驗(yàn)方法

        試驗(yàn)于2021年2月5日上午10點(diǎn)進(jìn)行,選擇3個(gè)年份均勻飽滿的葉底珠種子,用1%次氯酸鈉消毒15 min,沖洗后置于培養(yǎng)皿雙層濾紙上,每皿30粒種子,加12 mL蒸餾水,3次重復(fù),分別置于15℃,20℃,25℃,30℃培養(yǎng)箱中暗培養(yǎng),根據(jù)預(yù)試驗(yàn)2020年葉底珠種子3 d發(fā)芽的經(jīng)驗(yàn),2021年2月8日開始每隔2 h觀察一次種子萌發(fā)情況,記錄各溫度下不同年份葉底珠種子發(fā)芽起始時(shí)間,然后每天定時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽個(gè)數(shù),以發(fā)芽最早的25℃培養(yǎng)溫度下2020年葉底珠種子連續(xù)3 d發(fā)芽數(shù)不變的時(shí)間節(jié)點(diǎn)為發(fā)芽截止時(shí)間,確定發(fā)芽生長(zhǎng)天數(shù)為發(fā)芽開始后的6個(gè)整天,其它所有處理皆以此標(biāo)準(zhǔn)結(jié)束試驗(yàn),將各處理3次重復(fù)的所有發(fā)芽種子挑出,用游標(biāo)卡尺測(cè)量胚根長(zhǎng),計(jì)算發(fā)芽率(GR)、平均發(fā)芽時(shí)間(MGT)、發(fā)芽指數(shù)(GI)和幼苗活力指數(shù) (SVI)。[8,9]

        發(fā)芽率(GR)=發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總 數(shù)×100%;

        平均發(fā)芽時(shí)間(MGT)=∑(Gt*Dt)/∑Gt

        Gt代表第t小時(shí)發(fā)芽的種子數(shù),Dt代表自播種后的第t小時(shí)。[10]

        發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)[11]

        公式中字母所代表的內(nèi)容同上。

        幼苗活力指數(shù)(SVI)=發(fā)芽率×胚根長(zhǎng)[12]。

        1.3 數(shù)據(jù)處理

        采用Excel和SPSS軟件統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)并作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 發(fā)芽進(jìn)程

        不同溫度直接影響著葉底珠種子的發(fā)芽起始與結(jié)束進(jìn)程,不同年份同一溫度及同一年份不同溫度下,葉底珠種子的發(fā)芽起始時(shí)間均有差異。不同溫度下不同年份葉底珠種子的發(fā)芽進(jìn)程如表1所示。25℃下葉底珠種子最早發(fā)芽,2020年、2019年、2018年三個(gè)年份的葉底珠種子,從皿播到發(fā)芽的發(fā)芽起始時(shí)長(zhǎng)分別是70 h,92 h,142 h,其次是30℃,2018年的葉底珠種子在20℃,15℃下不能發(fā)芽,2020年、2019年的葉底珠種子發(fā)芽的起始時(shí)長(zhǎng)依次加長(zhǎng),15℃下從皿播到發(fā)芽的發(fā)芽起始時(shí)長(zhǎng)分別達(dá)到210 h,356 h,分別比25℃的葉底珠種子延遲發(fā)芽140 h,264 h。

        表1 不同溫度下不同年份葉底珠種子的發(fā)芽進(jìn)程

        不同年份同一溫度及同一年份不同溫度下葉底珠種子的發(fā)芽率不同(圖1,圖2,圖3),除 20℃,15℃下2018年的葉底珠種子沒有發(fā)芽外,其余各年份葉底珠種子在不同溫度發(fā)芽進(jìn)程中發(fā)芽率的總體變化趨勢(shì)相似,隨著溫度的降低,葉底珠種子的發(fā)芽高峰時(shí)間推遲,發(fā)芽率平緩期則相差不大,基本從發(fā)芽第4 d或5 d開始。

        圖1 不同溫度下2020年葉底珠種子發(fā)芽率與發(fā)芽持續(xù)天數(shù)的關(guān)系

        圖2 不同溫度下2019年葉底珠種子發(fā)芽率與發(fā)芽持續(xù)天數(shù)的關(guān)系

        圖3 不同溫度下2018年葉底珠種子發(fā)芽率與發(fā)芽持續(xù)天數(shù)的關(guān)系

        比較不同溫度下不同年份葉底珠種子發(fā)芽第7 d的發(fā)芽率如表2所示??梢钥闯?,相同年份葉底珠種子在不同溫度的發(fā)芽率不同,30℃,25℃下的發(fā)芽率最高,且差異不顯著,20℃,15℃下的發(fā)芽率除2018年為0.00%外均越來越低,差異極顯著,且顯著或極顯著低于30℃和25℃的發(fā)芽率。不同年份相同溫度葉底珠種子的發(fā)芽率隨著貯藏年份的增加而降低,大小排序是2020年、2019年、2018年,且差異顯著或極顯著。

        表2 不同溫度下不同年份葉底珠種子發(fā)芽第7 d的發(fā)芽率

        2.2 活力指標(biāo)

        不同溫度下不同年份葉底珠種子的活力指標(biāo)如表3所示。不同年份葉底珠種子在30℃和25℃下的平均發(fā)芽時(shí)間差異不顯著,分別與20℃,15℃下的平均發(fā)芽時(shí)間差異極顯著,平均發(fā)芽時(shí)間隨著溫度的降低而增加,比較20℃,15℃與25℃平均發(fā)芽時(shí)間增量,2019年種子分別是67.23 h,269.94 h,2020年種子分別是51.62 h,151.48 h;同一溫度不同年份葉底珠種子的平均發(fā)芽時(shí)間隨貯藏時(shí)間的增加而增加,且差異極顯著,25℃下2019年、2018年葉底珠種子分別比2020年種子平均發(fā)芽時(shí)間增加了25.55 h,79.64 h。

        表3 不同溫度下不同年份葉底珠種子的活力指標(biāo)

        不同溫度下葉底珠種子的發(fā)芽指數(shù)總體隨溫度的降低而降低,15℃與25℃相比,2020年、2019年葉底珠種子的發(fā)芽指數(shù)分別降低了0.79,0.63,2020年葉底珠種子在各溫度下的發(fā)芽指數(shù)差異顯著或極顯著,2019年、2018年的葉底珠種子在各自30℃和25℃下的發(fā)芽指數(shù)差異不顯著,2019年葉底珠種子在30 ℃和25℃下的發(fā)芽指數(shù)分別與20℃,15℃下的發(fā)芽指數(shù)差異極顯著;同一溫度不同年份葉底珠種子的發(fā)芽指數(shù)隨貯藏時(shí)間的增加而降低,差異顯著或極顯著。

        幼苗活力指數(shù)總體隨溫度的降低而降低,15℃與25℃相比,2020年、2019年葉底珠種子的幼苗活力指數(shù)分別降低了101.80,71.75,2020年葉底珠種子在30℃,25℃,20℃下的幼苗活力指數(shù)無顯著差異,分別與15℃差異極顯著,2019年、2018年葉底珠種子在30℃和25℃下的幼苗活力指數(shù)差異不顯著,2019年種子在30℃和25℃下的幼苗活力指數(shù)與20℃,15℃相比差異顯著或極顯著;同一溫度不同年份葉底珠種子的幼苗活力指數(shù)隨貯藏時(shí)間的增加而降低,差異顯著或極顯著。

        3 結(jié)論與討論

        本次研究探討了不同溫度(15℃,20℃,25℃,30℃)處理對(duì)不同貯藏年份(2020年、2019年、2018年)葉底珠種子發(fā)芽的影響。結(jié)果表明:不同溫度下葉底珠種子的發(fā)芽時(shí)間先后順序?yàn)?5℃,30℃,20℃,15℃,發(fā)芽高峰時(shí)間隨溫度的降低而推遲;隨著溫度的降低與貯藏時(shí)間的增加,葉底珠種子的平均發(fā)芽時(shí)間總體增加,發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、幼苗活力指數(shù)總體降低,不同溫度下葉底珠種子活力由大到小排序?yàn)?020年、2019年、2018年。不同貯藏年份葉底珠種子發(fā)芽的最適溫度范圍在25~30℃。

        溫度對(duì)于植物種子的萌發(fā)至關(guān)重要[13],適宜的溫度有利于軟化種皮、促進(jìn)氣體交換與水分吸 收[14],每種植物的種子都能在特征性的限定溫度內(nèi)萌發(fā)[15],溫度的改變可能會(huì)影響調(diào)控種子內(nèi)部生理活動(dòng)的相關(guān)酶活性,從而抑制、干擾種子萌發(fā)。[16-18]植物種子的萌發(fā)都具有最適溫度[19],可能是一個(gè)定值[20,21],或者固定的范圍[22,23]。本次研究結(jié)果顯示,不同年份葉底珠種子在25~30℃下的發(fā)芽率、平均發(fā)芽時(shí)間、發(fā)芽指數(shù)、幼苗活力指數(shù)等總體差異不顯著,且數(shù)據(jù)互有高低,隨著溫度降低,葉底珠種子發(fā)芽的各項(xiàng)指標(biāo)變化顯著,說明溫度過低不利于葉底珠種子的萌發(fā)。綜合以上結(jié)果,可初步判斷不同貯藏年份葉底珠種子發(fā)芽的最適溫度范圍在25~30 ℃。

        貯藏時(shí)間的增加會(huì)大大加速種子的劣變老化進(jìn)程,降低種子的發(fā)芽率、生活力等。[24]本研究中的葉底珠種子是在室內(nèi)無任何特定溫、濕度控制下自然保存的,2020年和2019年種子的發(fā)芽率都很高,在25℃溫度下分別為92.22%和83.33%,而2018年種子的發(fā)芽率僅為27.78%。種子活力與遺傳因素、貯藏環(huán)境等多方面因素有關(guān),種子成熟后將進(jìn)入衰老階段,其活力下降直至喪失[25],因此,種子老化劣變是正常的、不可避免的。關(guān)于通過改變?nèi)~底珠種子的貯藏條件,提高種子活力和貯藏壽命的研究還有待開展。

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