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不同环境条件对车桑子萌发的影响



全 文 :收稿日期:2012 - 10 - 21
基金项目:国家科技支撑计划“龙门山地震带震损坡体生态修复技术研
究与示范”(编号:2011 BAK 12 B 04)。
作者简介:张琼瑛,(1987 -) ,女,河南省扶沟县人;在读硕士研究生,主
要从事植物生态和景观生态研究。
通讯作者:孙海龙,E-mail:tgl_sky@ 126. com。
不同环境条件对车桑子萌发的影响
张琼瑛1, 孙海龙2, 李绍才1,3, 胡 兴1, 庞 亮1
(1.四川大学生命科学学院, 成都 610064;
2.水力学与山区河流开发保护国家重点实验室, 四川 成都 610064;
3.四川沃尔宜环保科技有限公司, 四川 成都 610064)
摘要:以车桑子( Dodonaea viscose( L. ) Jacq) 种子为实验材料,置入光照气候箱实培养,研究不同浸种方式( 40 ℃温水、
0. 3%高锰酸钾溶液、不浸种) 、温度处理( 15、20、25、30 ℃恒温和 18 ~ 25 ℃变温) 和贮藏时间( 11、15、19 个月和 23 个月)
对车桑子种子萌发的影响,结果表明: 3 种浸种方式下的萌发率差异不显著; 在贮藏时间实验中,萌发率先升后降,在贮
藏 19 个月时达到最高,与其他 3 次实验均呈现显著性差异;温度处理中,18 ~ 25 ℃变温处理萌发率比其他 4 次实验显著
提高,20 ℃以上适合车桑子种子萌发。
关键词: 车桑子;浸种;种子贮藏;温度;萌发
中图分类号: S 722. 1 + 4 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2013)01-0012-04
Different Environmental Conditions on Germination Characteristics of
Dodonaea viscose(L.)Jacq
ZHANG Qiong-ying1,SUN Hai-long2,LI Shao-cai1,3,HU Xing1,PANG Liang1
(1. College of life science Sichuan university,Chengdu Sichuan 610064,China;
2. State Key Laboratory of Hydraulics and Mountain River Engineering,Chengdu Sichuan 610064,China,
3. Sichuan VERE Environment Co.,Ltd,Chengdu Sichuan 610064,China)
Abstract:Dodonaea viscosa(Linn.)Jacp seeds are the experimental material of this research. Culturing them
in the light the climate box and studing the influence to germination in different methods of soaking(40 ℃
warm water,0. 3% potassium permanganate solution,not soaking) ,temperature treatment (15 ℃,20 ℃,
25 ℃,30 ℃ constant temperature and variable temperature of 18 - 25 ℃)and storage time (11,15,19and 23
months). The results showed that:The difference of soaking methods was not significant;Germination rate was
ascend in first and descend at last in the storage experiment,The third test which stored 19 months had got the
highest germination rate;In the temperature treatments,18 - 25 ℃ variable temperature processing germination
rate appeared significant difference compared with other treatments. Above 20 ℃ was the suitable temperature
for Dodonaea viscosa(Linn.)Jacp germination.
Key words: Dodonaea viscosa(Linn.)Jacp;soaking of seeds;seed storage;temperature;germination
车桑子(Dodonaea viscosa(Linn.)Jacp) ,无患子科
车桑子属,为多年生常绿灌木或小乔木,适应性强、耐
旱耐贫瘠,是中国西南干热河谷地区边坡植被恢复和
保持水土的重要材料[1]。在四川、云南等地车桑子是
采用飞机播种造林的主要树种[2],种子的萌发率直接
影响后期的护坡绿化效果,因此,探寻适合车桑子种子
萌发的条件是提高种子萌发率、节约种质资源的有效
途径。目前,国内外对车桑子的研究主要集中在抗逆
生理特性、质量分级、叶片解剖学特征和生物活性方
面[3 ~ 7],还没有对车桑子萌发做专门研究的报导,本实
验通过研究不同浸种方式、贮藏时间和温度处理,找出
适合车桑子萌发的条件,增强护坡绿化效果。
影响种子萌发的因素有很多,在边坡绿化工程中,
种子贮藏时间、播种时间和播种前是否浸种是影响萌
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第 32 卷 第 11 期 2013 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 1 Jan. 2013
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2013.01.075
发率的主要因素。许多种子由于硬实种皮的影响,播
种前需要用温水或者其他软化种皮的溶液浸种,否则
发芽率极低或发芽时间延长[8,9];在工程应用中,由于
施工时间、种子产量等因素的影响不能保证所用种子
新鲜或发芽率在最高峰,贮藏过的种子生理活性会发
生变化,发芽率也随之改变;不同的播种时间影响种子
萌发的环境温度,继而影响发芽率,是播种时需要考虑
的重要因素。
1 材料和方法
1. 1 种子特性
车桑子种子购买于云南今业生态建设集团有限公
司,该种子 2010 年 1 月份采收于云南省元谋县,购买
时种子已贮存 11 个月。此时种子含水量为 9. 79%,
净度为 97. 48%,千粒重为 11. 21 g。购买后置于通风、
干燥、阴凉的种子库中,贮藏温度为 0 ~ 15 ℃,空气相
对湿度控制在 30% ~50%。
1. 2 种子萌发率实验方案设计
1. 2. 1 实验器具和材料
实验器具:人工气候箱、恒温干燥箱、紫外照射灯
管、塑料发芽盒。
实验材料:定性滤纸、浓度 0. 3%高锰酸钾溶液、
40 ℃温水、蒸馏水。
发芽基质:草炭、蛭石、河沙、保水剂。
1. 2. 2 不同浸种方式
设 40 ℃水温、浓度 0. 3%高锰酸钾溶液 2 种浸种
方式各处理 30 min,与不浸种为对照。每种方式 3 个
重复,每盒 100 粒,18 ~ 25 ℃变温,浇水时间和量一
致,每天记录发芽种子数(胚根伸出种孔长达 2 mm,下
同)[10],为期 25 d。
1. 2. 3 不同贮藏时间
种子购买时离采收时间已有 11 个月,1 次实验为
2010 年 12 月,此后每 4 个月测 1 次发芽率,分别测种
子贮藏 11(2010 年 12 月)、15(2011 年 4 月)、19(2011
年 8 月)个月和 23(2011 年 12 月)个月时的萌发率。
每次实验都采用 0. 3%高锰酸钾溶液中处理过的种
子,每次 3 个重复,每盒 100 粒,浇水时间和量一致,每
天记录发芽种子数,为期 25 d。
1. 2. 4 不同温度设置
在做第 3 次贮藏时间研究的同时检验温度对萌发
率的影响。分别将气候箱设置为 15、20、25、30 ℃和
18 ~ 25 ℃变温 5 种温度处理,其中变温处理的低温 16
h、高温 8 h,采用 0. 3%高锰酸钾溶液中处理过的种
子,每个温度处理 3 个重复,每盒 100 粒,浇水时间和
量一致,每天记录发芽种子数,为期 25 d。
1. 3 数据统计分析方法
收集数据和指标采用 Excel 2007 和 SPSS(18. 0 for
windows)软件,采用 ANOVA进行显著性分析。
发芽率(%)= n /N × 100%;
发芽势(%)=种子发芽达到最高峰时种子发芽
粒数 /N × 100%[11]
式中:n:正常发芽数量;N:供试种子数量。
2 结果与分析
2. 1 浸种方式对车桑子种子萌发的影响
表 1 显示,2 种浸种方式和不浸种的车桑子种子
相比,发芽率和发芽势互相有差异,但并不显著(p >
0. 05) ,日均最高发芽数也接近,但是经过 0. 3%高锰
酸钾溶液浸泡过的种子在实验结束时变异(发霉、虫
蛀等导致无法发芽)数要明显少于其余 2 种处理方
式,且呈现显著性差异(p < 0. 05)。因此,车桑子种子
不经过溶液或温水处理直接播种,对发芽率并没有显
著影响,如果用 0. 3%高锰酸钾溶液浸种,可起到消毒
作用,减少种子发霉变异。
表 1 不同浸种方式下车桑子种子的发芽特性
浸种方式
发芽率
(%)
发芽势
(%)
日均最高
发芽数
(粒)
变异种子数
(粒)
40 ℃温水 20 a 12 a 5 a 12 a
0. 3%高锰酸钾
溶液
19 a 12 a 4. 3 a 6 b
不浸种 18. 3 a 11 a 5 a 13 a
注: 表中同列数据标注相同字母者表示差异不显著,字母不同者表示
差异显著( p < 0. 05) 。
2. 2 贮藏时间对车桑子种子萌发的影响
图 1 为 4 次气候箱实验的整体发芽趋势和萌发
率。可以看出,4 次实验的萌发率依次为 19%、
30. 7%、52. 3%和 28%,总体呈现出先升后降的趋势,
其中 2011 年 8 月最高,2011 年 4 月和 12 月的发芽率
接近,2010 年 12 月的最低。4 次实验均从第 5 天开始
萌发,第 1、2、4 次实验在 15 d 左右萌发速率达到高
峰,此后萌发速率开始下降,趋于平稳;第 3 次实验在
20 d后萌发速率才逐渐下降,萌发持续时间长。与第
1 次实验相比,其余 3 次实验的差异性均显著(p <
0. 05) ,第 3 次实验与其余 3 次实验差异性极为显著
(p = 0. 00) ,而第 2 次和第 4 次实验发芽率和发芽势
接近,没有呈现出差异性(p > 0. 05)。
不同贮存时间下种子的发芽势变化规律与发芽率
相似,依次为 11. 0%、17. 0%、36. 7%和 15. 7%;每次
·31·
研究报告 张琼瑛 等:不同环境条件对车桑子萌发的影响
表 2 不同贮藏时间下车桑子发芽特性的 ANOVA分析
实验时间
(年 /月)
发芽势 日均最高发芽数
标准偏差 标准误差 平均值(%) 标准偏差 标准误差 平均值(粒)
变异种子数
(粒)
2010 /12 3. 00 1. 73 12. 0 aA 2. 31 1. 33 4. 3 aA 8 a
2011 /04 2. 00 1. 15 20. 7 aAB 3. 06 1. 76 6 aAB 10 a
2011 /08 3. 06 1. 76 41 bB 3. 51 2. 28 12. 3 bB 12 a
2011 /12 1. 52 0. 88 18. 3 aAB 3 1. 73 5a AB 10 a
注: 表中同列小写字母不同表示 0. 05 水平差异显著性,大写字母不同表示 0. 01 水平差异显著性。下同。
实验的日均最高发芽数依次为 4. 3、6、12. 3 粒和 5 粒。
总体来看,第 3 次实验与其他 3 次实验相比,发芽势和
日均最高发芽数的差异达到显著水平(p < 0. 05) ,而
其他 3 次实验之间的差异性均不显著,第 3 次实验与
第 1 次相比呈现出极显著水平(表 2)。4 次实验结束
时,变异种子的数量接近,没有明显差异性,因此,在适
宜的条件下贮藏,对车桑子种子质量影响不大。
图 1 不同贮藏时间下车桑子种子的萌发率
2. 3 温度对车桑子种子萌发的影响
设置不同的气候箱温度,结果显示:15 ℃恒温处
理时,车桑子发芽率最低,为 20%;20、25 ℃和 30 ℃ 3
个温度处理的萌发率接近,其中 25 ℃ 时最高,为
42%,30 ℃时最低,为 34. 3%,但三者的差异不显著
(p > 0. 05) ;变温处理的萌发率最高,与几个恒温处理
的萌发率都呈现显著差异(p < 0. 05) ,与 15 ℃的处理
的差异呈现极显著水平(p < 0. 01)。发芽势和日均最
高发芽数的变化规律与发芽率相同,变异种子数接近,
与温度处理关系不大。
表 3 不同温度设置下车桑子种子的发芽特性
温度
(℃)
发芽率
(%)
发芽势
(%)
日均最高
发芽数(粒)
变异种子数
(粒)
15 20 aA 12 aA 4 aA 9 a
20 39 bA 25. 3 bA 8. 7 bA 8 a
25 42 bA 28 bA 10 bA 10 a
30 34. 3 bA 21. 7 bA 7 bA 9 a
18 ~ 25 52. 3 cB 41 cB 12. 3 cB 12 a
3 讨 论
车桑子种子为蒴果,扁圆形,种皮膜质或纸质,黑
色[1]。从形态上来讲,车桑子种子没有厚实的种皮,
膜质或纸质种皮透水性较好,播种后不会影响种子对
水分的吸收和膨胀,通过实验证明,用温水浸种和高锰
酸钾浸种对种子的萌发影响并不显著,对野外飞播而
言,在一定程度上可以降低硬实种皮对发芽率带来的
风险,减少种子播种前的处理。播种后由于野外温度、
湿度和其他生物的影响,会造成部分种子发生霉变或
虫蛀,在播种前对种子进行筛选和消毒,去除霉变、虫
蛀和畸形种子,减少病虫害在种子之间的传播,或做降
低种子含水量的干燥处理,防止湿度过大使种子生理
活性发生变化,提高种子发芽的可能。
种子成熟包括形态上和生理上的成熟,种子形态
成熟后被收获,但有可能并未达到生理上的成熟,与母
株脱离后种子内部的生理生化活动仍在延续,进行后
熟作用,后熟完成前,种子的发芽率和活力较低,出苗
不整齐,影响成苗率[2]。一些具有后熟作用或休眠性
的种子经过一段时间的贮藏发芽率会逐渐升高。1978
年张声燕等对车桑子种子贮藏做过简单的研究,认为
车桑子种子不耐久藏,不具休眠性[1],本研究所用的
车桑子种子在贮藏的 11 ~ 23 个月内,萌发率出现先升
高后降低的现象,应该与种子内部生理活性的变化有
关。所用种子贮藏的温度范围为 0 ~ 15 ℃,跟外界环
境的温度变化有相关性,种子萌发率最高的第 3 次实
验是在夏季进行,此时种子内部具有较强的活性,发芽
率升高;最低则是冬季 12 月份,对照温度处理实验,车
桑子种子适合萌发的温度在 20 ℃以上,冬季贮藏环境
中的温度偏低有可能在一定程度上降低了种子活性,
发芽率也较低。
车桑子作为干热河谷地区的边坡绿化材料,温度
梯度实验表明种子具有一定的耐热性,温度偏低则不
适合萌发,20 ℃以上能够保证正常萌发。因此,根据
西南地区的平均温度,5 月份左右适合车桑子的播种。
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·41·
第 32 卷 第 11 期 2013 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 1 Jan. 2013
4. 2 采用本试验方法鉴定出的 5 种牧草饲料作物种
子萌发期的抗旱性强弱顺序为:高丹草 >鲁梅克斯 >
紫花苜蓿 >草木樨 >菊苣。
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(上接第 14 页)
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研究报告 刘贵河 等:PEG胁迫下 5 种牧草饲料作物种子萌发期的抗旱性研究