吳超然 王熙 權(quán)鍵 魏鈺

摘要 ［目的］探索3種白蠟種子最佳處理方法。［方法］采用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽法及發(fā)芽率測(cè)定等方法，研究層積處理、赤霉素處理、赤霉素+層積處理對(duì)3種白蠟屬種子萌發(fā)的影響。［結(jié)果］苦櫪木、秦嶺白蠟樹(shù)、披針葉白蠟樹(shù)經(jīng)赤霉素處理后，種子幾乎不萌發(fā)。層積處理90 d，苦櫪木、秦嶺白蠟樹(shù)、披針葉白蠟樹(shù)種子的發(fā)芽率分別為19%、25%、48%。赤霉素+層積處理90 d后，種子發(fā)芽率較層積處理有很大提高。赤霉素濃度在0～300 mg/L，種子發(fā)芽率隨濃度升高而增大，當(dāng)赤霉素濃度為400 mg/L以上，種子發(fā)芽率反而降低。［結(jié)論］層積處理90 d結(jié)合赤霉素300 mg/L處理是3種白蠟屬植物種子的最優(yōu)預(yù)處理方式。

關(guān)鍵詞 野生白蠟；種子萌發(fā)；預(yù)處理；萌發(fā)特性

中圖分類(lèi)號(hào) S792.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2023）09-0087-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.021

Abstract ［Objective］To explore the best treatment methods for three kinds of Faxinus seeds. ［Method］ The effects of stratification， gibberellin treatment， and stratification+gibberellin treatment on seed germination of the 3 species Faxinus were studied using standard germination and germination rate measurement method. ［Result］ The results showed that the 3 species seeds hardly germinated when treated with a single gibberellin. After 90 days of stratification， the germination rates of the seeds of Faxinus insularis，F(xiàn)axinus paxiana，F(xiàn)axinus baroniana were 19%，25%，48% respectively. After 90 days of gibberellin treatment combined with stratification， the germination rates were improved greatly compared with the single stratified treatment. When the concentration of gibberellin was between 0 and 300 mg/L， the germination rate of seeds increased with the increase of the concentration，but decreased above 400 mg/L. ［Conclusion］Comprehensive analysis showed that 90 days of stratification combined with 300 mg/L of gibberellin was the optimal treatment method for the seeds of the three species of Faxinus.

Key words Wild Faxinus;Seed germination;Pretreatment;Germination characteristics

基金項(xiàng)目 國(guó)家植物園（北園）園管課題“植物園露地瀕危木本植物現(xiàn)狀分析研究”（BZ202102）。

作者簡(jiǎn)介 吳超然（1982—），女，北京人，高級(jí)工程師，從事瀕危木本植物引種與保育研究。

*通信作者，正高級(jí)工程師，碩士，從事植物遷地保護(hù)、球宿根花卉研究與應(yīng)用。

白蠟是木樨科白蠟屬（Faxinus）植物的統(tǒng)稱，又稱梣。全世界白蠟屬植物約有60余種，大部分分布在北半球暖溫帶和亞熱帶區(qū)域。我國(guó)產(chǎn)27種，在東北中南部、華北、黃河流域、長(zhǎng)江流域及華南、西南均有分布。多個(gè)城市把白蠟屬植物選為市樹(shù)，可見(jiàn)白蠟屬植物在園林綠化中的重要地位。在我國(guó)陜西秦嶺地區(qū)和甘肅小隴山地區(qū)是最為集中的區(qū)域，在該區(qū)域集中分布了若干個(gè)特有種類(lèi)，如秦嶺白蠟樹(shù)（F.paxiana）、披針葉白蠟樹(shù)（F.baroniana）；在東北、華北地區(qū)白蠟樹(shù)屬植物分布也較為集中，特別是小葉白蠟（F.bungeana）和水曲柳（F.mandshurica）等。近年來(lái)，我國(guó)引種的白蠟以美國(guó)花曲柳（F.americana）、洋白蠟（F.pennsylvanica）和絨毛白蠟（F.velutina）等原產(chǎn)國(guó)外的種類(lèi)居多。這些種類(lèi)受蛀干害蟲(chóng)花曲柳窄吉?。ˋgrilus planipennis）的危害較為嚴(yán)重［1-7］，促使我國(guó)原生種的引種馴化得到更多關(guān)注。

目前，白蠟屬的繁殖以種子繁殖為主，而白蠟屬植物種子大多具有一定的休眠特性，這大大影響了對(duì)該屬植物的引種繁殖工作。早在20世紀(jì)30年代，Steinbauer［8］對(duì)美國(guó)白蠟、洋白蠟等4個(gè)白蠟屬樹(shù)種種子的休眠與萌發(fā)進(jìn)行了研究。之后，各國(guó)學(xué)者相繼從果皮透性、胚的發(fā)育狀況、抑制物質(zhì)和生理后熟等方面，對(duì)其種子的休眠和萌發(fā)機(jī)制以及催芽技術(shù)進(jìn)行了大量研究［9］。Asakawa［10］對(duì)日本水曲柳研究發(fā)現(xiàn)，胚由于受被覆蓋物組織（果皮、種皮和胚乳）的機(jī)械阻礙而不能萌發(fā)。凌世瑜［11］研究發(fā)現(xiàn)，水曲柳種子休眠的原因主要是果皮內(nèi)含抑制物質(zhì)和阻礙氧氣投入，種胚未發(fā)育成熟和存在生理休眠。劉潤(rùn)妮等［12］研究了大葉白蠟種子休眠機(jī)理和預(yù)處理方法，發(fā)現(xiàn)果翅對(duì)種子的休眠有一定的抑制作用。劉雅琦等［13］研究了對(duì)節(jié)白蠟種子萌發(fā)特性，發(fā)現(xiàn)種皮對(duì)種子萌發(fā)有一定的機(jī)械障礙。

現(xiàn)階段針對(duì)白蠟屬種子的研究大多數(shù)集中于對(duì)其休眠機(jī)理的探索方面，然而在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用之前的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——種子預(yù)處理方面的技術(shù)方法研究還相對(duì)較少，目前僅有劉潤(rùn)妮等［12-13］針對(duì)白蠟屬部分種子的萌發(fā)特性進(jìn)行了探索。針對(duì)北方地區(qū)的代表性、系統(tǒng)性的研究尚鮮見(jiàn)報(bào)道。筆者選取與北京同緯度帶的陜西太白山、甘肅徽縣及甘肅黨川3個(gè)地區(qū)，采集3種我國(guó)原產(chǎn)的白蠟屬（Fraxinus）植物，即苦櫪木（F.insularis）、秦嶺白蠟樹(shù)（F.paxiana）、披針葉白蠟樹(shù)（F.baroniana）野生種子，在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合多年引種工作經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)層積處理、赤霉素、赤霉素+層積處理3種方法，探討了不同預(yù)處理方法對(duì)3種白蠟屬植物種子萌發(fā)的影響，旨在為北京及北方地區(qū)引種和人工開(kāi)發(fā)利用野生植物資源奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 種子來(lái)源與采集

苦櫪木、秦嶺白蠟樹(shù)種子采自陜西太白山，披針葉白蠟樹(shù)種子采自甘肅徽縣。種子具體情況見(jiàn)表1。種子千粒重測(cè)定參考吳超然等［14］對(duì)老鸛草種子的測(cè)定方法。

試驗(yàn)種子采集后在陰涼處通風(fēng)晾干，剔除雜物后放在實(shí)驗(yàn)室4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。赤霉素（分析純）為上海溶劑廠生產(chǎn)，層積基質(zhì)為潔凈的河沙。試驗(yàn)使用的人工氣候箱為哈東聯(lián)Y-300。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 赤霉素處理。

3種白蠟屬植物種子分別用200、300、400、500 mg/L赤霉素溶液浸種24 h后，撈出瀝干待用。

1.2.2 層積處理。

室溫條件下，浸種24 h后，將種子瀝干后與河沙混合，比例為1∶3，河沙和種子的濕度為手握成團(tuán)即可。將混合好的混合物裝入密封袋內(nèi)，放入冰箱進(jìn)行層積處理。每隔5 d檢查1次，保持河沙的濕度適中。當(dāng)年10月開(kāi)始層積3種白蠟屬植物種子。層積時(shí)間分別為0、30、60、90 d。

1.2.3 赤霉素+層積處理。

3種白蠟屬植物種子分別用200、300、400、500 mg/L赤霉素溶液浸種24 h后，再結(jié)合不同時(shí)間的低溫層積（0、30、60、90 d）。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

每個(gè)處理每個(gè)組合隨機(jī)選取50粒種子，4組重復(fù)。將種子至于鋪有3層濾紙、直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中，置于黑暗下20 ℃恒溫培養(yǎng)。

1.4 項(xiàng)目測(cè)定

以胚根突破種皮為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，第30天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

發(fā)芽率=正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均使用Excel 2003和SPSS 22.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 赤霉素處理對(duì)3種白蠟屬植物種子發(fā)芽率的影響

苦櫪木、秦嶺白蠟樹(shù)和披針葉白蠟樹(shù)種子用赤霉素處理后，只有披針葉白蠟樹(shù)種子在300 mg/L赤霉素處理下，有2%的發(fā)芽率。張鵬等［9］研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于毛白蠟、小葉白蠟、洋白蠟等休眠較淺的白蠟屬植物來(lái)說(shuō)，適當(dāng)濃度的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑可以促進(jìn)種子萌發(fā)，但是對(duì)于水曲柳、歐洲白蠟等種子休眠程度較深的樹(shù)種作用并不明顯，其原因尚待進(jìn)一步研究。該試驗(yàn)中，赤霉素處理對(duì)這3種白蠟屬植物種子的萌發(fā)沒(méi)有明顯的促進(jìn)作用，這可能與試驗(yàn)種子的休眠程度比較深有關(guān)。

2.2 層積處理對(duì)3種白蠟屬植物種子發(fā)芽率的影響

從圖1可見(jiàn)，3種白蠟屬種子發(fā)芽率與層積時(shí)間呈正相關(guān)關(guān)系，種子發(fā)芽率隨著層積時(shí)間的延長(zhǎng)而增大。苦櫪木未層積處理組及30 d處理組種子發(fā)芽率均為0，層積60 d種子發(fā)芽率為9%；層積90 d種子發(fā)芽率為19%。秦嶺白蠟樹(shù)未層積組和層積30 d處理組的種子發(fā)芽率均為0，層積60 d種子發(fā)芽率為11%，而層積90 d種子發(fā)芽率為25%。披針葉白蠟樹(shù)未經(jīng)層積處理種子發(fā)芽率為0，層積30 d種子發(fā)芽率為3%；層積60 d種子發(fā)芽率為25%，而層積90 d種子發(fā)芽率可達(dá)48%。

這3種白蠟屬植物種子未層積的情況下，種子發(fā)芽率均為0；層積30 d處理，苦櫪木和秦嶺白蠟樹(shù)均無(wú)種子萌發(fā)，披針葉白蠟樹(shù)種子的發(fā)芽率為3%。層積60 d處理，3種白蠟屬植物種子均有種子萌發(fā)，發(fā)芽率表現(xiàn)為披針葉白蠟樹(shù)＞秦嶺白蠟樹(shù)＞苦櫪木。在層積90 d披針葉白蠟樹(shù)種子的發(fā)芽率明顯高于其他2種白蠟種子。3種白蠟屬植物種子在層積后，種子的發(fā)芽率與未層積相比均有提高。方差分析顯示，3種白蠟屬植物種子不同層積時(shí)間處理組之間，未層積及30 d處理間無(wú)顯著差異（P>0.05），其他處理組之間均存在顯著差異性（P<0.05）。

低溫層積是生產(chǎn)上經(jīng)常使用的打破種子休眠的方法，對(duì)有生理休眠的種子效果較好。低溫層積可以軟化種皮，增加種子透水通氣性，使胚萌發(fā)所需的酶、激素、可溶性代謝物質(zhì)以及其他化合物達(dá)到足夠水平［15-16］。劉潤(rùn)妮等［12］對(duì)大葉白蠟種子休眠的研究發(fā)現(xiàn)，在層積20 d即可解除種子休眠。該試驗(yàn)中，披針葉白蠟樹(shù)種子在低溫層積30 d開(kāi)始陸續(xù)萌發(fā)，但是在層積90 d發(fā)芽率明顯高于層積30 d處理，劉雅琦等［13］對(duì)對(duì)節(jié)白蠟種子發(fā)芽特性的研究發(fā)現(xiàn)，層積后的種子在低溫條件下已經(jīng)完成了生理休眠，這與該試驗(yàn)結(jié)果一致，試驗(yàn)中3種白蠟屬植物種子在歷經(jīng)90 d的低溫處理后種子發(fā)芽率有提高。

2.3 赤霉素+層積處理對(duì)3種白蠟屬植物種子發(fā)芽率的影響

由表2可知，苦櫪木種子在未經(jīng)層積處理的情況下，單一的赤霉素處理發(fā)芽率為0；在層積30 d種子開(kāi)始萌發(fā)。發(fā)芽率最高的組合是赤霉素300 mg/L+90 d層積處理。秦嶺白蠟樹(shù)種子在未經(jīng)層積處理的情況下，赤霉素處理不能有效打破種子休眠，發(fā)芽率均為0；在層積90 d種子發(fā)芽率大幅提高，赤霉素300 mg/L處理發(fā)芽率為70.0%，赤霉素200 mg/L處理發(fā)芽率為65.0%。披針葉白蠟樹(shù)種子在未經(jīng)層積處理的情況下，300 mg/L處理的發(fā)芽率為2.0%，其他組合發(fā)芽率均為0。發(fā)芽率最高的組合是層積赤霉素300 mg/L+ 90 d處理組，種子發(fā)芽率達(dá)65.0%。

3種白蠟種子在未層積的條件下，單一使用赤霉素基本不能打破種子休眠。這與3種植物的地理分布可能有一定關(guān)系，分布在溫帶的木本植物種子大部分存在休眠現(xiàn)象。根據(jù)方差分析結(jié)果可知，赤霉素與層積處理間協(xié)同作用顯著，層積處理起主導(dǎo)作用。赤霉素濃度在0～300 mg/L，隨著赤霉素濃度的增大種子發(fā)芽率會(huì)逐步提高；而當(dāng)赤霉素濃度超過(guò)300 mg/L時(shí)，種子的發(fā)芽率反而明顯下降，說(shuō)明赤霉素濃度過(guò)高會(huì)抑制種子的萌發(fā)。由圖2可知，苦櫪木種子在層積90 d，赤霉素300 mg/L處理比單一層積處理種子發(fā)芽率高出41百分點(diǎn)；秦嶺白蠟樹(shù)種子在層積90 d赤霉素300 mg/L處理組比單一層積處理種子發(fā)芽率高出45百分點(diǎn)；披針葉白蠟樹(shù)種子在層積90 d，赤霉素300 mg/L處理比單一層積處理種子發(fā)芽率高出17百分點(diǎn)?？鄼滥竞颓貛X白蠟樹(shù)種子發(fā)芽率在結(jié)合赤霉素處理后均可提高40百分點(diǎn)以上。證明適宜的赤霉素能夠有效促進(jìn)白蠟屬種子萌發(fā)。曹興等［15］研究發(fā)現(xiàn)，絨毛白蠟種子在層積后，經(jīng)適宜濃度的赤霉素浸泡后，平均發(fā)芽率達(dá)93%，與對(duì)照相比，效果極顯著。該試驗(yàn)結(jié)果與前人研究基本一致。秦嶺白蠟樹(shù)在層積90 d 200、300 mg/L赤霉素處理間發(fā)芽率相差不大，而苦櫪木和披針葉白蠟樹(shù)這2組處理的發(fā)芽率差距較大。

3 結(jié)論與討論

該研究結(jié)果表明，低溫層積處理能夠有效打破3種白蠟屬種子休眠。這與葉景豐［16］對(duì)美國(guó)白蠟樹(shù)種子萌發(fā)特性的研究結(jié)果一致。隨著層積時(shí)間的遞增，3種白蠟屬植物種子發(fā)芽率均呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。苦櫪木、秦嶺白蠟樹(shù)、披針葉白蠟樹(shù)3種種子在低溫層積60 d，種子的發(fā)芽率分別為9%、11%、25%；低溫層積90 d，種子發(fā)芽率分別為19%、25%、48%。

單一的赤霉素處理不能打破3種白蠟屬植物種子的休眠。試驗(yàn)結(jié)果表明，赤霉素處理后只有披針葉白蠟樹(shù)種子在赤霉素濃度為300 mg/L浸種后有2.0%的發(fā)芽率，其他種子的發(fā)芽率均為0。這可能與這3種白蠟屬植物種子休眠程度較深有關(guān)。層積90 d赤霉素300 mg/L處理3種種子的發(fā)芽率分別為苦櫪木60.0%、秦嶺白蠟屬70.0%、披針葉白蠟65.0%，與同時(shí)間單一層積處理相比種子的發(fā)芽率分別提高了41%、45%、17%。在赤霉素濃度超過(guò)300 mg/L后，白蠟種子的發(fā)芽率隨著濃度的增加而降低，證明適宜濃度的赤霉素處理能夠有效促進(jìn)3種白蠟屬植物種子萌發(fā)。

研究結(jié)果表明，3種白蠟屬植物種子均存在休眠現(xiàn)象。種子層積90 d，白蠟屬種子的發(fā)芽率均高于其他時(shí)間處理組。200～300 mg/L赤霉素是3種白蠟屬植物種子適宜濃度區(qū)間。低溫層積結(jié)合赤霉素處理是3種白蠟屬植物種子的最優(yōu)預(yù)處理方法。在今后的試驗(yàn)中，可以適當(dāng)延長(zhǎng)種子層積時(shí)間及尋找更適合白蠟屬植物種子萌發(fā)的赤霉素濃度。

參考文獻(xiàn)

［1］ 魏霞，DICK REARDON，吳云，等.白蠟窄吉丁蟲(chóng)在中國(guó)的研究現(xiàn)狀與分布調(diào)查［J］.昆蟲(chóng)學(xué)報(bào)，2004，47（5）：679-685.

［2］ 張喆.國(guó)外花曲柳窄吉丁危害與防治現(xiàn)狀簡(jiǎn)介［J］.天津農(nóng)林科技，2004（2）：27-28.

［3］ 苓建強(qiáng).白蠟屬不同樹(shù)種對(duì)花曲柳窄吉丁的抗性機(jī)制［D］.北京：北京林業(yè)大學(xué)，2011.

［4］ 王磊.云南臨滄中新世單翅類(lèi)翅果化石研究：以梣屬為例［D］.蘭州：蘭州大學(xué)，2011.

［5］ 鄔家林.四川梣屬（Fraxinus）植物資源［J］.中國(guó)中藥雜志，1989，14（8）：3-4，61.

［6］ 中國(guó)科學(xué)院中國(guó)植物志編輯委員會(huì).中國(guó)植物志：第61卷［M］.北京：科學(xué)出版社，1992.

［7］ 權(quán)健，王婷，白芳芳，等.部分白蠟屬植物收集及其在天津和寶雞兩地的引種栽培［C］//2014年中國(guó)植物園學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.［出版地不詳］：［出版者不詳］，2014：67-71.

［8］ STEINBAUER G P.Dormancy and germination of fraxinus seeds［J］.Plant physiology，1937，12（3）：813-824.

［9］ 張鵬，孫紅陽(yáng)，沈海龍.溫度對(duì)經(jīng)層積處理解除休眠的水曲柳種子萌發(fā)的影響［J］.植物生理學(xué)通訊，2007，43（1）：21-24.

［10］ ASAKAWA S.Thermoperiodic control of germination of Fraxinus mandshurica var.japonica seeds［J］.Journal of the Japanese forestry society，1956，38（7）：269-272.

［11］ 凌世瑜.赤霉素對(duì)水曲柳種子解除休眠的作用［J］.林業(yè)科學(xué)，1986，22（1）：78-85.

［12］ 劉潤(rùn)妮，周珊，劉長(zhǎng)命.大葉白蠟種子休眠機(jī)理及預(yù)處理方法的研究［J］.陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，58（2）：106-110.

［13］ 劉雅琦，張建，李剛，等.對(duì)節(jié)白蠟種子發(fā)芽特性的研究［J］.種子，2016，35（10）：27-31.

［14］ 吳超然，王雪芹，劉恒星，等.兩種老鸛草屬種子萌發(fā)特性研究［J］.北方園藝，2017（14）：65-69.

［15］ 曹興，張秀省.赤霉素對(duì)三種白蠟種子發(fā)芽率的影響［J］.河北林果研究，2008，23（1）：12-15.

［16］ 葉景豐.美國(guó)白蠟種子的休眠處理及其育苗技術(shù)研究［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（3）：61-63.