免费文献传递   相关文献

变温沙藏处理对石灰花楸种子的催芽作用



全 文 :贵 州 科 学 30(2) :67 - 71,2012
Guizhou Science
收稿日期:2012-01-09;修回日期:2012-02-04
基金项目:贵州省林业基金,贵州省农业攻关项目资助(黔科合 NY字[2008]3056 号)。
作者简介:申文惠(1986-) ,女,在读硕士研究生。研究方向:种质资源。
通讯作者:陈训,研究员,博士生导师。研究方向:资源植物学。
变温沙藏处理对石灰花楸种子的催芽作用
申文惠1 李云侠2 任晓博3 巫华美4 陈 训4
(1 贵州大学 林学院,贵阳 550025;2 贵州绿之春生态园林有限公司,贵阳 550001;3 北京林业大学,北京 100083;4 贵州
科学院,贵阳 550001)
摘 要: 为了解决石灰花楸种子的育苗技术问题,研究了低温(恒温 +变温)沙藏处理和不同赤霉素浓度(50、100、150、
200 mg /L)浸泡对石灰花楸种子发芽率的影响。结果表明:在 0 ~ 1 ℃低温区后在 5 ℃高温区下的变温沙藏(2 种温区每 30
天调整 1 次)处理的石灰花楸的发芽时间要晚于 5 ℃恒温区的发芽时间,但发芽率显著提高且持续发芽时间延长。100 mg /L
和150 mg /L2 个处理由恒温沙藏的 2 %左右分别提高到了 7. 6 %和 12. 3 %。用赤霉素溶液浸泡 12 h利于打破种子休眠,可
提高发芽率。用不同浓度赤霉素浸泡后,经过变温沙藏的种子发芽率从未经赤霉素处理的 1. 4 %提高到 15. 6 % ~ 48. 7 %,
最佳赤霉素浓度为 150 mg /L。
关键词: 石灰花楸,低温沙藏,赤霉素处理,发芽时间,发芽率
中图分类号 S 351. 5 文献标识码 A 文章编号 1003-6563(2012)02-0067-05
Effect of Low Temperature and Stratification Treatment on Seed Germination of
Sorbus folgneri
SHEN Wen-hui1 LI Yun-xia2 REN Xiao-bo3 WU Hua-mei4 CHEN Xun
(1College of Forestry,Guizhou University,Guiyang,Guizhou 550025,China;2Guizhou Green Spring Ecological Gar-
den Co Ltd,Guiyang,Guizhou 550001,China;3Beijing Forestry University;Beijing 100083;China;4Guizhou A-
cademy of Sciences,Guiyang,Guizhou 550001,China)
Abstract: This study focused on the effects of the treatments of stratification (constant temperature plus varying
temperature)and gibberellin soaking (50,100,150 and 200mg /L)on the seed germination. The results showed
that Compared with stratification under a constant temperature with 5℃,the time to start germination after the strat-
ification with a varying temperature treatment (two temperature ranges were adjusted once every 30 days)was de-
layed. However,after the varying temperature stratification the germination rate was obviously higher than those af-
ter the stratification with a constant temperature and the germination time was extend. For example,the germination
of 100mg /L and 150mg /L was increased from 2 % to 7. 6 % and 12. 3 % respectively. A treatment of a 12h soa-
king in gibberellin solution was helpful to break the seed dormancy and increase the germination rate. The germina-
tion rate after soaking in gibberellin solution concentration of 50 ~ 200 mg \L increased from 1. 4 % to 15. 6 % ~
48. 7 % . The best concentration of gibberish was 150 mg /L.
Key words: Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd,stratification,gibberellin treatment,germination time,germination
rate
石灰花楸(Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd)是蔷
薇科花楸属落叶乔木,分布于陕西、四川、云南等
省,生于海拔 800 ~ 2000 m 的山坡杂木林中。该物
种树形优美,叶片下面常年密被白色绒毛,有“石灰
树”之称,秋季果色鲜红,且经冬不凋,是叶、花、果
均优的观赏树种(郑万均,1987)。石灰花楸种子同
花楸(S. pohuashanensis)、欧洲花(S. aucuparia)、黄
山花楸 (S. amabilis)等其他花楸属植物一样存在深
休眠特性(陈昕,2010;JensenM,2003) ,这一特性给
苗木繁殖和生产培养增加了难度。尽管人们对石灰
花楸的无性繁殖技术(如扦插、嫁接和组织培养等)
进行了尝试,并取得了一定的进展(高慧等,1997;
苏喜廷等,2005;王爱芝等,2005) ,但在生产应用中
仍存在较多问题,有待进一步完善。目前,种子繁殖
仍然是生产中繁殖花楸苗木的主要方式(杨玲等,
2008) ,有研究认为生理性休眠是导致花楸种子发
芽率低的主要原因(沈海龙等,2006)。低温沙藏是
解除休眠的最好途径(杨玲等,2008) ,种子内源激
素的水平会随沙藏条件而改变(杨玲,沈海龙等,
2008) ,但石灰花楸的最佳低温沙藏条件尚不清楚。
虽然人们已经认识到低温层积对打破花楸种子
休眠的重要性,并将低温层积催芽广泛运用于科学
研究和实际生产中,但仍存在一些问题,如种子发芽
率低,发芽不齐等,这些问题严重影响到了科研和生
产中花楸的产量和质量,其原因主要是对花楸种子
休眠机理了解得不够充分。本文探讨了不同赤霉素
浓度和不同温度条件层积后石灰花楸种子的萌发情
况,从而掌握石灰花楸种子解除休眠所需要的低温
层积时间和温度,解除休眠后种子的发芽率从而确
定适宜的播种时期,以更好的指导用于我们的生产。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
供试种子采自贵州省扎佐林校内,将果实进行
调制处理,将果肉捣碎,取出种子,用清水进行搓洗
并洗净,结合水洗将种子去杂。将纯净种子进行阴
干然后用塑料袋密封干藏于 0 ~ 5 ℃冰箱中备用。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 种子基本特征
随机选取干藏种子 100 粒,用游标卡尺测量种
子长度、厚度、宽度等物理指标,同时观察种子的
颜色、形状、光泽度等特征。
1. 2. 2 种子生活力测定
种子生活力测定参照国际种子检验协会
(ISTA1996)规定的方法,用 5 g·L -1氯化三苯基四
唑溶液(pH = 6. 8) ,于 35 ℃下染色 18 h后统计种
子的染色情况(沈海龙等,2006)。试验设 3 个重
复,每个重复 30 粒。
1. 2. 3 低温层积方法
选取纯净种子,采用四分法将种子分为 4 份,从
每份中随机提取 25 粒组成 100 粒,共取 20 个 100
粒并重复 3 次。
将种子浸入 30 ℃温水中浸泡 24 h,其间换水 1
次,搓洗掉种皮上的黏稠物,沥干后浸入 0. 5 %的
KMnO4 溶液 0. 5 h,倒掉溶液,用蒸馏水反复冲洗干
净沥干。采用不同浓度赤霉素溶液浸泡种子 12 h,
再换成清水浸泡,直至种子充分吸水膨胀,同时以清
水作为对照。然后与预先消毒的河沙按照(V沙子:
V种子 = 3∶ 1)比例混合,河沙湿度以用手捏可结团但
不流出水为宜,其相对湿度约为 65 % ~ 80 %左右,
沙藏期间及时喷水保持种沙湿度。有发霉迹象时及
时喷洒 600 倍低聚糖溶液消毒。具体设计方案如表
1 所示。
表 1 石灰花楸催芽方案设计
Tab. 1 The conceptual design of
Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd
处理
编号
P(赤霉素)
(mg / L -1)
沙藏温度(℃)
1 0 5 ℃恒温
2 50 5 ℃恒温
3 100 5 ℃恒温
4 150 5 ℃恒温
5 200 5 ℃恒温
6 0 0 ~ 1 ℃和 5 ℃变温每 30 d调整一次
7 50 0 ~ 1 ℃和 5 ℃变温每 30 d调整一次
8 100 0 ~ 1 ℃和 5 ℃变温每 30 d调整一次
9 150 0 ~ 1 ℃和 5 ℃变温每 30 d调整一次
10 200 0 ~ 1 ℃和 5 ℃变温每 30 d调整一次
1. 2. 4 观察记录
每 2 天观察记录 1 次,以露白作为种子萌发的
标志。观察开始发芽的时间和发芽持续时间以及发
芽率。种子发芽率为发芽种子数占供试种子总数的
百分比。
86 贵 州 科 学 30 卷
2 结果与分析
2. 1 花楸种子基本特征
石灰花楸种子呈褐色,质地坚硬,种子为扁卵
形,微微弯曲,背面隆起,富有光泽,腹面和种皮
皱褶,种子表面有不明显纵向条纹。种子千粒质量
为(15. 245 ± 0. 075)g,各项物理指标见表 2。
2. 2 种子生活力测定
由于花楸资源极为短缺且种子采集时间过晚以
及花楸大小年情况的影响,花楸种子生活力较低,为
60. 52 %。
2. 3 不同沙藏处理对花楸发芽起始时间和发芽率
的影响
未沙藏处理直接播种时,石灰花楸种子在播种
当年(2010 年)均未发芽,经 1 个冬天后次年春季
(2011 年 5 月初)仍未发芽。与之相比,低温沙藏
后的花楸种子 90 d左右就开始发芽,但发芽情况与
低温沙藏条件有关。
经过沙藏处理的石灰花楸种子又因沙藏条件的
不同呈现不同的发芽时间和发芽率。
表 2 石灰花楸种子物理指标
Tab. 2 The physical index of Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd
测量指标
(mm)
长度
(mm)
宽度
(mm)
厚度
(mm)
直径
(mm)
球径
(mm)
数 值 5. 08 ± 0. 36 2. 56 ± 0. 31 2. 02 ± 0. 23 2. 86 ± 0. 15 2. 80 ± 0. 32
2. 4 不同温度处理对花楸种子发芽的影响
表 3 恒温条件下沙藏处理对石灰花楸发芽的影响
Tab. 3 Effect of constant temperature and stratification
treatments on seed germination of Sorbus folgneri
处理
编号
赤霉素
浓度
(mg /L)
开始发芽
的时间
(d)
发芽持续
时间
(d)
发芽率
(%)
1 0 82 10 2. 0
2 50 70 17 7. 0
3 100 67 15 16. 3
4 150 76 18 28. 3
5 200 76 20 23. 7
从表 3 可以看出,4 号处理的发芽率为最高,高
于未经沙藏处理的 1 号处理。发芽持续时间也最
长,但发芽时间却不是最早的。相对其它处理来说,
处于中间时间。发芽率最低的为 1 号处理,开始发
芽时间也较晚,发芽持续时间最短。通过表 3 我们
可以初步推断在恒温条件下 4 号处理的发芽率远远
高于其他 4 个处理。沙藏处理对打破种子休眠起着
至关重要的作用。
从表 4 中可以看出,发芽率最高的为处理 9,其
次为处理 10,分别为 48. 7 %和 35. 76 %,高出其他
处理 3 ~ 8 个百分点。处理 10 的发芽时间也最早,
发芽持续时间最长,发芽率最低的为 6 号处理,说明
低温沙藏对打破花楸种子休眠起着关键性作用。
表 4 变温条件下沙藏处理对石灰花楸发芽的影响
Tab. 4 Effect of variable temperature sand reservoir
on burgeon of Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd
处理
编号
赤霉素浓

(mg /L)
开始发芽
的时间
(d)
发芽持
续时间
(d)
发芽率
(%)
6 0 90 13 1. 4
7 50 82 18 16. 7
8 100 80 19 30. 0
9 150 82 10 48. 7
10 200 78 20 35. 7
经变温沙藏处理的种子发芽时间较早,发芽率
也高于恒温沙藏,但发芽持续时间却短于恒温沙藏。
在表 4 的变温处理中,经过低温区跟高温区每
30 d1 次的调整翻动,直接效果就是高低温差刺激
种子萌发,从而间接的提高发芽率促进提早发芽,这
可能是变温区处理发芽率较高的原因。
2. 5 不同赤霉素浓度对花楸种子发芽的影响
在变温沙藏条件下,未经过赤霉素处理的花楸
种子发芽率仅为 1. 4 %,而经浓度为 150 mg /L 的
GA3 处理后发芽率高达 48. 7 %。然而随着 GA3 浓
度的增大,发芽率却骤然降低,这说明低浓度的
GA3 更能打破花楸种子的休眠提高其发芽率,但当
浓度高达 200 mg /L的时候,发芽率却低于 50 mg /L
的赤霉素.由此可以初步判断最适宜石灰花楸发芽
的 GA3 浓度为 150 mg /L(图 1)。
962 期 申文惠,等:变温沙藏处理对石灰花楸种子的催芽作用
与恒温沙藏一样的结果,变温处理的时候,花楸
种子发芽率与 GA3 浓度的相关性也是由低到高再
呈降低或者平稳的趋势。
图 1 不同赤霉素浓度浸泡后变温
沙藏对石灰花楸种子发芽率的影响
Fig. 1 Effect of different concentrations of gibberellins
under variable temperature sand reservoir on
germination rate of Sorbus folgneri(Schneid.)Rehd
2. 6 不同层积时间对花楸种子发芽的影响
在恒温条件下,最早开始发芽时间为 80 d,但发
芽率较低,仅为 2. 3 %,其次发芽的为 81 d 发芽率
也最低,只为 0. 4 %。发芽率最晚的为第 89 d,发芽
率为 0. 2 %。6 号处理虽然发芽时间较最早发芽时
间晚了近一周,但发芽率最高,我们可以初步判断,
在不同的层积时间下,最有利于种子发芽的时间为
90 d。
3 结果与讨论
本实验结果表明,先在 0 ~ 1 ℃低温区后在 5 ℃
高温区下的变温沙藏(两种温区每 30 d 调整 1 次)
处理的石灰花楸的发芽率要明显高于 5 ℃恒温区的
发芽率,超过 5 ℃的沙藏处理一般来说不利于得到
较高的种子发芽率。另外在变温沙藏的过程中由于
温度的冷暖交替对促进打破种子休眠最终提高种子
的发芽率起着重要的作用,有利于提高种子发芽率,
提早发芽时间并延长发芽持续时间。在沙藏前将种
子在不同浓度 GA3 溶液中进行浸泡处理均能提高
种子发芽率,以 150 mg / L为最佳浓度。
在本研究中,变温处理与恒温处理石灰花楸种
子都对其发芽率产生影响,但是由于在试验中有多
种因素的交叉影响,如:消毒的作用、温度的刺激、浓
度的影响,每个作用占多大比重,哪个是最主要的影
响因子,目前还很难说清楚,
李淑芹通过试验采用低温(1 ℃ ~ 5 ℃)、中温
(5 ℃ ~ 15 ℃)、低温(1 ℃ ~ 5 ℃)的变温处理百花
花楸种子,催芽时间缩短至 60 ~ 65 d ,发芽率提高
到 82 % ~84 %(李淑芹,2008)。相比之下,此次试
验的石灰花楸的发芽率要明显偏低,其原因可能与
树种、种源、种子质量以及采集时间和催芽技术等有
关。对于石灰花楸,采取几段变温沙藏催芽最好,
各时段的最佳温度和延续时间是多少,我们都还需
进一步试验。
滕范例等对花楸种子采用 50 mg /L赤霉素药剂
处理,其发芽率最高,可达 50. 8 % (滕范例等,
2006)。在本研究中 GA3 处理的的最佳浓度为
150 mg / L,且不同赤霉素浓度的发芽率所差无几,
造成这种差异的主要原因可能是由于滕范例的试验
中先将种子用 5 %小苏打处理,由于小苏打是弱碱
性药剂,能有效破坏种子表面的蜡质层清除黏液,为
种子吸水创造了条件,后用赤霉素浸泡 6 ~ 8 h 进行
催芽从而能更好地打破休眠。由此可见,对于石灰
花楸而言,150 mg /L是否为赤霉素最佳浸泡浓度、12
h是否为最佳浸泡时间、赤霉素浸泡处理与其他催
芽条件(如沙藏过程中的消毒处理,变温温区的界
定等)如何配合才能得到最佳的催芽效果等都还需
进一步试验。
综合本试验的研究结果和查阅相关文献,可初
步提出如下石灰花楸变温沙藏催芽育苗技术:
1)浸泡预处理 可先用 5 %小苏打处理,清除
粘液跟蜡质,为种子吸水创造条件;
2)种子消毒 待种子充分吸水后放入 0. 5 %
高锰酸钾溶液中浸泡消毒 0. 5 ~ 1 h;
3)混入湿沙 将种子与预先消毒(消毒方法与
种子一致)的湿河沙(河沙湿度以用手捏可结团但
不流出水为宜)按 V沙子 ∶ V种子 = 3 ∶ 1比例混合后装入
容器;
4)赤霉素处理用浓度为 100 ~ 150 mg /L,浸泡
时间 12 h(有待于进一步优化) ;
5)变温沙藏 先在 0 ℃ ~ 1 ℃低温区后在 5 ℃
高温区下(两种温区每 30 d 调整 1 次)进行沙藏处
理(最佳沙藏温度跟时间还有待于进一步研究) ,沙
藏过程中及时喷水保持沙子湿润,使其湿度保持在
65 ~ 80 %。国内外对花楸沙藏处理的研究不在少
数,但仍很难看出沙藏温度异同和分段温度处理的
变化规律,说明很多因素都在影响花楸的种子发
芽率,问题非常复杂,仍然需要进一步的深入研究
探索。
07 贵 州 科 学 30 卷
[REFERENCES]
Chen X,Cao SS,Zhang HX,2010,Influencing factors on seed
dormancy of Sorbus amabilis[J]. Journal of Northeast Forest-
ry University,38(7) :5-7(in Chinese).
Gao H ,Liu PY,1997. propagation of Sorbus pojiashanensis by
cuttings[J]. Jilin Forestry Science and Technology,
(3) :29-30(in Chinese).
Li SQ,2008. Study on the hastening sprout on resting phase of
the seeds Mountain Ash by changing cemperature[J]. Hei-
longjiang Agricultural Sciences,(4) :70-71(in Chinese).
Su XT,Wang GY,Zhang XH,2005. Cutting effect of green wood
of main broad-leaved tree species in heilongjiang province
[J]. ournal of Northeast Forestry University. 33(5) :13-18
(in Chinese)
Shen HL,Yang L,Zhang JY,2006. Influencing factors to seed
dormancy and germination characteristics of Sorbus pohuas-
hanensis[J]. Scientia Silvae Sinicae,42(10) :133-139(in
Chinese).
Teng FL ,Zhao H,2006. The comparison of the different pro-
cessing methods on seed rates of Mountain Ash [J]Forest
By-product and Speciality in China. 4(83) :31(in Chinese).
Wang AZ,Shen HL,Huang J,2005. Callus induction from ten-
der leaf and stem segment explants of Sorbus pohuashanensis
[J]. Journal of Northeast Forestry University,33(2) :12-14
(in Chinese).
Yang L,Liu CP,2008. Effect of cold stratification durations and
germination temperatures on seed Germination of sorbus po-
huashanensis[J]. Seed. 10(27) :20-22(in Chinese).
Shen HL Liang LD et al.,2008. Changes in endogenous hor-
mone content in seeds of Sorbus pohuashanensis(Hance)
Hedl. during artificial drying and cold stratification[J].
Plant Physiology Communications,44(4) :682-688(in Chi-
nese).
Zheng WJ,1987. Flora of China[M]. Beijing:China forestry
press. Vol. 2(in Chinese).
Basharudd. 1993. Afterripening requirement,dormancyand ger-
mination in row an(Sorbus aucupariaL.) [C]. Dormancy
and barriers to germination proceedings of an international
symposium of IUFRO Project Group,1-6.
Jensen M. 2003,Effects of seed maturity and pretreatment on
dormancyand germination of Sorbus mougeotii seeds[J].
Scand Inavian Journa l of Forest Research,18(6) :479-
486.
Schmidt G,et al.,1995. Effect of age of microp ropagated and
cutting ropagated stockp lants on the rooting of Sorbus brids
[J]. Horticultural Sci. 27(1 /2) :76-79.
[附中文参考文献]
陈昕,曹珊珊,张红星,2010. 黄山花楸种子休眠影响因素
[J].东北林业大学学报,38(7) :5-7.
高慧,刘培义,1997.花楸的扦插繁殖试验初报[J].吉林林业
科技,(3) :29-30.
李淑芹,2008.花楸种子变温催芽处理的研究[J].黑龙江农
业科学,(4) :70 ~ 71.
苏喜廷,王国义,张淑华,2005. 黑龙江省主要阔叶树种绿枝
扦插的效果[J].东北林业大学学报,33(5) :13-18.
沈海龙,杨玲,张建瑛,2006. 花楸树种子休眠影响因素与萌
发特性研究[J].林业科学,42(10) :133-139.
滕范例,赵辉,2006. 花楸种子不同处理方法发芽率的比较
[J].中国林副特产,4(83) :31.
王爱芝,沈海龙,黄剑,2005. 花楸嫩叶和茎段的愈伤组织诱
导[J].东北林业大学学报,33 (2) :12-14.
杨玲,刘春萍,2008.低温层积时间和发芽温度对花楸种子萌
发的影响[J].种子,10(27) :20-22.
杨玲,沈海龙,梁立东,刘春苹,2008.人工干燥和冷层积过程
中的花楸树种子中内源激素含量变化[J].植物生理学
通讯,44(4) :682-688.
郑万钧主编,1987.中国树木志(第二卷) [M].北京:中国林
业出版社,
檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶檶
1-13.
(上接第 66 页)
[附中文参考文献]
程文杰,2010. 珠茶加工技术[J]. 农村新技术:加工版,
(10) :66-68.
丁勇,周坚,2009.名优绿茶机械化加工技术集成与应用[J].
中国农学通报,25(3) :128-131.
牟春林,潘科.张海伟,郑文佳,2010.两种揉捻转速在“绿宝
石”茶加工中的对比试验[J]. 山地农业生物学报,
29(3) :269-271.
潘科,牟小秋.崔鑫霞,何萍,郑文佳,2011. 投叶量对贵州珠
形茶品质的影响[J].贵州科学,29(6) :59-64.
潘科,莫从信,郑文佳,胡华健,何萍,2011. 复揉技术对都匀
毛尖茶品质的影响[J]. 贵州农业科学,39(10) :
169-171.
申东,何萍,莫从信,沈强,潘科,郑文佳,2011.都匀毛尖清洁
化生产线加工技术[J]. 贵州农业科学,39(10) :
166-168.
袁芳亭,陈玉琼,张玉涛,2001. 做形温度和投叶量对机制条
形名茶品质的影响[J]. 华中农业大学学报,20(2) :
185-187.
姚宏,诸葛华,雷鸣春,雷国兴,2010.利用食凉叶制作珠茶的
加工方法[J].蚕桑茶叶通讯,(5) :31-31:33.
172 期 申文惠,等:变温沙藏处理对石灰花楸种子的催芽作用