全 文 :农 业 研 究 与 应 用
温度是影响种子萌发和出苗的关键因子,在合
适的温度范围内,种子萌发进程随着温度的升高而
加快,温度过低或过高都会抑制酶的活性或导致酶
变性而影响种子的萌发。因此,进行温度对种子萌
发特性的影响的研究具有重要意义。
糖胶树 (Alstonia scholaris(L.) R.Br.)又名盆架
子、灯台树、鸭脚树,夹竹桃科常绿乔木,具白色
乳汁,原产于亚洲热带地区和澳大利亚,我国主要
分布于广西南部和西部以及云南南部。树干通直,
树冠可形成明显的层次性、造型优美,是我国南方
园林绿化的优良树种 [1]。糖胶树树皮或叶入药,有
清热解毒,化痰止咳,止痛,止血等功效,我国云
南一些制药厂利用糖胶树的叶、树皮和枝条等作原
料生产糖胶树系列药物 [2]。目前印度、巴基斯坦、
泰国、菲律宾、马来西亚以及印度尼西亚等国家开
展了对糖胶树吲哚类生物碱的研究 [3]。在土壤撒播
条件下,周劲松[4]研究发现云南糖胶树新鲜种子的
发芽率高,低温贮存的种子次之,干种子的发芽率
较低。杨德伟[5]、黄文达[6]通过线性回归探讨了温度
对不同种子萌发率的影响和积温效应。刘文[7]通过
对青藏高原东缘的 12种菊科植物非线性回归发现:
种子萌发的最低温度与积温之间存在着显著的负相
关关系,种子大小与积温之间存在着显著的正相关
关系。黑银秀[8]指出利用模型方法定量分析西兰花
种子萌发对温度的需求是可行的。随着糖胶树应用
的越来越多,其树种资源多为野生,已不能满足当
前生产的需要。所以开展温度对糖胶树种子萌发特
性的影响,利用线性模型方法确定糖胶树种子萌发
的最适温度,最低温度和有效积温,为糖胶树播种
育苗,确定合理播种温度和时间,为田间大量快速、
整齐育苗和规模化种植提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
种子于 2014 年 4 月在海南采购,经自然风干
后 4℃储藏,待用。
1.2 试验方法
试验于 2014 年 9 月中旬开始,共设置 20 ℃、
25℃、30℃、35℃和 40℃5个不同温度,光照 12
h,在人工气候光照培养箱中进行。每个处理设 3个
温度对糖胶树种子萌发特性的影响
李兵阳 颜晶晶 韦志坤 黄彦敏 杨 宇 叶晓语
(广西大学林学院,南宁 530004)
摘 要:以海南糖胶树种子为材料,研究温度对糖胶树种子萌发特性的影响。试验设置 20 ℃、
25℃、30℃、35℃、40℃ 5个温度,测定发芽率、发芽势、发芽指数等指标,结合有效积温模型,
通过线性回归方法估算糖胶树种子萌发的最适温度、最低温度、有效积温。结果表明:20~40℃范
围内,种子发芽率随温度的升高呈先增后减趋势,低温和高温明显抑制发芽。糖胶树种子发芽的最适
温度为 35℃,最低温度为 8.58℃,有效积温为 213.97℃·d,发芽历期预测式 N=213.97/(T-8.58)。
关键词:糖胶树 种子萌发 最适温度 最低温度 有效积温
项目基金:广西自然科学基金项目(2013GXNSFBA019111);广西大学“大学生创新创业训练计划”资助项目(2015-156)。
作者简介:李兵阳,女,河南周口人,在读硕士,主要研究方向为植物生理。
收稿日期:2016-07-05
农 业 研 究 与 应 用
AGRICULTURAL RESEARCH AND APPLICATION
2016年第 5期(总第 166期)
(General Serial No.166)No.5 Sept.20168
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重复,每个重复随机选取成熟饱满、未受病虫害的
种子 100 粒,将种子在 0.5 %的高锰酸钾溶液浸泡
消毒 10 min,无菌水多遍清洗干净后,均匀置于已
灭菌放有 2层湿润滤纸的透明塑料培养皿内,定时
加水保持滤纸湿润。种子发芽按胚根长出种子长度
及其以上 5 mm为准,并将已萌发的种子移出,待
发芽数目连续 3 d不再变化为止。
1.3 发芽指标计算
发芽率 =(正常发芽种子粒数 /供试种子数) ×
100 %。
发芽势 =(达到高峰期时正常发芽种子粒数 /供
试种子数) ×100 %。
发芽指数 =∑Gt / Dt。
种子萌发有效积温 K = N ( T - Tb)。
式中 Dt为发芽日数,Gt为与 Dt相对应的每天
发芽种子数,K为种子发芽的有效积温,N为种子
发芽历期,T为种子发芽的平均温度,Tb为发芽最
低温度。
1.4 数据统计分析
数据整理、线性拟合采用 Excel 2007,显著性方
差分析采用 SPSS17.0。
2 结果与分析
2.1 不同温度处理下糖胶树种子发芽动态
从图 1和表 1可以看出,糖胶树种子在 20 ~40
℃范围内均可发芽,但种子的发芽动态在不同温度
条件下差异明显。在 20℃时,种子萌发所需时间最
长,12.33 d 后才开始萌发,而且发芽持续时间最
长,需要 18.67 d;随着温度升高,种子萌发所需时
间逐渐缩短;在温度 35℃时开始萌发时间缩短为 3
d,发芽持续时间为 8.33 d。但温度在 40℃以上时,
种子萌发受到抑制,种子开始萌发时间延长到 5 d,
发芽持续时间也仅为 7 d,且发芽数量较低。说明在
25~35℃范围内,糖胶树种子萌发的进程随着温度
的升高而加快,而 40℃以上的高温对糖胶树种子发
芽不利。
图 1 不同温度处理下糖胶树种子发芽数量随时间变化过程
经 Duncan 新复极差检验表明,糖胶树种子开
始发芽时间在温度高于 20 ℃时显著缩短,其中 35
℃时的开始发芽时间最短,显著低于其他处理。
表 1 不同温度处理条件下发芽时间
处理温度(℃) 开始发芽时间(d) 发芽历期(d)
20 12.33±0.33 a 18.67±0.33 a
25 4.33±0.33 b 12.67±0.33 b
30 4.67±0.33 b 10.00±0.56 c
35 3.00±0.00 c 8.33±0.33 d
40 5.00±0.00 b 7.00±0.00 e
注:表中数据为平均值±标准误,同列不同字母代表处理间差异显著(P<0.05)
时间(d)
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2.2 不同温度对糖胶树种子发芽率、发芽势、发芽
指数的影响
种子发芽过程是一个复杂的过程,除了受外界
条件温度、水分、氧气等影响外,还受到自身生长
条件、当地气候条件等因素的影响。各种因素可以
通过影响种子内酶活性来影响种子发芽。发芽势、
发芽率和发芽指数是评价种子发芽常用指标,反映
了种子发芽速度、发芽整齐度和幼苗健壮的潜在能
力。
由表 2可以看出温度对糖胶树种子发芽率、发
芽势和发芽指数有显著影响。温度在 20℃和 40℃
时种子发芽率较低,仅有 7.3 %和 6.0 %;在 35℃时
发芽率最大,为 88.6 %;20 ℃和 40 ℃、25 ℃和
30 ℃发芽率差异不显著,35 ℃种子发芽率与其他
温度差异均显著。
种子发芽势高,则表示种子活力强,发芽整齐,
出苗一致。在 40℃条件下糖胶树种子发芽势最低,
仅有 3.6%;在 35℃时种子发芽势最大,达到 73.0 %。
35℃温度条件下种子发芽势最高,表明在此温度条
件下种子发芽的活力最强,是糖胶树种子发芽的最
佳温度。
在很多情况下,种子在适宜条件下的发芽率并
不能代表种子在田间的出苗率。在种子发芽过程中,
高活力的种子发芽迅速而且整齐,低活力的种子则
相反。在发芽率没有差别的情况下,用发芽指数来
测定种子活力的差异。发芽指数高则种子活力高。
在 20℃和 40℃时糖胶树种子发芽指数显著低于其
他温度处理,仅分别为 0.49 和 1.11;而在 35 ℃时
种子发芽指数显著高于其他温度处理,为 17.41。
表明 35℃温度条件下糖胶树种子发芽的活力最强。
表 2 不同温度对糖胶树种子萌发的影响
处理温度(℃) 发芽率(%) 发芽势(%) 发芽指数
20 7.3±0.33 Cc 5.3±0.33 Cd 0.49±0.02 Cd
25 64.0±2.39 Bb 41.0±3.51 Bc 9.27±0.17 Bb
30 68.0±1.53 Bb 33.3±1.76 Bb 10.43±0.51 Bc
35 88.6±1.33 Aa 73.0±2.08 Aa 17.41±0.29 Aa
40 6.0±0.58 Cc 3.6±0.33 Cd 1.11±0.10 Cd
注:表中数据为平均值±标准误,同列不同小写字母代表差异显著(P<0.05);不同大写字母代表极显著(P<0.01)。
2.3 糖胶树种子发芽最低温度和有效积温
实际生产中,利用积温模型可以预测得到种子
萌发时间,因此种子萌发最低温度和积温的计算具
有重要意义。在未达到适宜的温度时,萌发速率
(最终萌发率的 50 %所需要的时间的倒数) 通常与
温度呈线性关系 [9]。根据试验结果进行线性拟合,
由图 2可知糖胶树种子萌发最低温度为 8.58℃,有
效 积 温 为 213.97 ℃·d。 发 芽 历 期 预 测 式 为
N=213.97/(T-8.58)。
图 2 糖胶树种子萌发速率与温度变化关系
萌发速率
温
度
(
℃)
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3 结论与讨论
温度对糖胶树种子发芽影响显著,20~40 ℃范
围内,种子发芽率随温度的上升呈先增后减趋势,
其中 35℃时种子发芽率、发芽势、发芽指数均达到
最大值,分别为 88.6 %,73.0 %,17.41,而且该温
度下种子开始发芽时间最短,发芽速度最快,整体
发芽效果最好,试验中糖胶树种子发芽的最适温度,
经线性回归,糖胶树种子发芽的最低温度平均值是
8.58℃,有效积温平均值是 213.97℃·d。
根据南宁市的气象资料 (年平均气温 21.6 ℃)
可知:夏季育苗时尽量避开 35℃以上高温天气,春
育苗时可通过保温措施保持最低温度在 9 ℃以上,
加快糖胶树种子出苗和提高整齐度。
由于研究的结论是在实验室模拟环境下得到的,
具有一定的局限性,在实际种植时,应适当结合当
地的气候条件,采取一定的技术措施:种子冷热预
处理或合理时间浸种等,为种子发芽提供适宜的环
境,保证种子较高的发芽率和出苗率。
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Effect of Temperature on Seed Germination Characteristics of
Alstonia scholaris
Li Bing-yang,Yan Jing-jing,Wei Zhi-kun,Huang Yan-min,Yang Yu ,Ye Xiao-yu
(College of Forestry,Guangxi University, Nanning 530004, China)
Abstract:Taking the seeds of Hainan Alstonia scholaris as material,this paper studies the
effect of temperature on the seed germination characteristics. In this experiment,we determined
the germination rate, germination potential and germination indexes at the temperature of
20℃,25℃,30℃,35℃,40℃ respectively, and estimated the optimal temperature, mini-
mum temperature and effective accumulated temperature of seed germination by linear regres-
sion method according to the effective accumulated temperature model. The result indicated that
at the temperature of 20 ~ 40℃ the seed germination rate increased first and then decreased with
the rise of temperature, so low temperature and high temperature significantly inhibited the
germination. The optimal temperature of seed germination is 35℃,the minimum temperature is
8.58℃,the effective accumulated temperature is 213.97℃/d,the predictive formula in the ger-
mination period is N = 213.97/ (T-8.58).
Key words:Alstonia scholaris;seed germination; optimum temperature;minimum tem-
perature;effective accumulated temperature
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