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离子注入对伞树种子发芽的影响



全 文 :Vol. 32 No.2
Jun. 2014
第 32卷 第 2期
2014年 6月
经 济 林 研 究
Nonwood Forest Research
收稿日期:2013-10-08
基金项目:湖南省教育厅基金项目(06A082)。
作者简介:龚洪恩(1981—),男,河南夏邑人。硕士,工程师,主要从事经济林育种与栽培方面的研究。
E-mail:gonghongen1981@163.com。
通讯作者:吕芳德(1953—),男,湖南永州人。教授,主要从事经济林栽培育种方面的教学和科研工作。
伞树 Acacia saligna (Labill.) H. L. Wendl.为含
羞草科Mimosaceae金合欢属 Acacia常绿乔木或灌
木,英文名“Umbrella throne”。其树形优美,形
状似伞;茎干挺拔,枝桠开张;小叶翠绿,为二
回羽状复叶;花球形,红色。可广泛用作庭院和
行道绿化树种,对肥力要求不高,颇耐干热 [1]。
金合欢属植物种类丰富,全世界有 1 200多种 [2],
广泛分布于热带和亚热带地区 [3],金合欢植物在
我国主要分布于西南及华南热带、亚热带地区 [4]。
伞树具有良好的生态特性,适应性强,容易种植
和栽培 [5-6],应用和开发前景较好 [7]。
本试验主要研究目的是,通过 N和 Ti 2种离
子注入的不同处理,测定其发芽率的变化,从而
探索离子注入与伞树种子发芽率之间的关系,为
离子注入对伞树种子发芽的影响
龚洪恩 1,吕芳德 2,司芳芳 1,和红晓 3
(1. 中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心,江西 分宜 336600;2.中南林业科技大学,a.经济林培育与保
护省部共建教育部重点实验室;b.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室;c.经济林培育与利用湖南省 2011
协同创新中心,湖南 长沙 410004;3.湘西自治州林业科学研究所,湖南 吉首 416000)
摘 要:为给今后的研究和生产提供参考,利用 LZD-1000型离子注入机对伞树种子进行处理,测定其发芽势和
发芽率。结果表明:经 N 和 Ti离子处理后,伞树种子的发芽势和发芽率均降低,其变化呈“降—升—降”的“马
鞍型”曲线,且这 2个指标与离子注入剂量之间均呈现极显著相关,200×1014 ion/cm2的低剂量离子注入对种子
发芽较有利,N离子源效果更好。
关键词:伞树;离子注入;发芽率;相关性
中图分类号:S687 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2014)02—0156—03
Effects of ion implantation on seed germination in Acacia saligna
GONG Hong-en1, LYU Fang-de2, SI Fang-fang1, HE Hong-xiao3
(1.The Experimental Centre of Subtropical Forestry, CAF, Fenyi 336600, Jiangxi, China; 2.a. Key Laboratory of Cultivation
and Protection for Non-Wood Forest Trees, Ministry of Education; b. Key Lab of Non-Wood Forest Products of State
Forestry Administration; c. 2011 Cooperative Innovation Center of Cultivation and Utilization for Non-Wood Forest Trees
of Hunan Province, Central South University of Forestry & Technology, Changsha 410004, Hunan, China;
3. Forestry Institute of Xiangxi Municipality, Jishou 416000, Hunan, China)
Abstract: In order to provide reference for research and production in future, some seeds in Acacia saligna were treated
by using LZD-1000 type ion implanter, and germination force and germination percentage of seeds were determined.
The results indicated that both germination force and germination percentage are decreased after treated by N and Ti
ion injections, their changes present the saddle type curves of down-up-down, and the two indexes have very signifi cant
relationship with ion implantation dose. The low dose of ion injection (200×1014 ion/cm2) is favorable for seed
germination, and N ion injection has better effect than Ti ion injection.
Key words: Acacia saligna; ion implantation; germination percentage; correlation
DOI:10.14067/j.cnki.1003-8981.2014.02.023
157第 32卷 经 济 林 研 究
栽培实践提供参考。
1 材料与方法
1.1 材 料
伞树种子(采自埃塞俄比亚)、细河沙、珍珠岩、
红土。
1.2 仪 器
LZD-1000型离子注入机(成都同创材料表面
新技术工程中心)、恒温培养箱、培养皿等。
1.3 方 法
1.3.1 离子注入
离子注入试验在中南林业科技大学离子注入
实验室进行。选取大小一致、颗粒饱满的伞树种子,
用 LZD-1000型离子注入机进行处理。注入能量均
为 30 keV[8],束流均为 10 mA[9],离子源选用 N和
Ti 2种离子,每 21 s注入 1次,每次注入 3 s,注
入剂量分别为 200×1014、400×1014、600×1014、
800×1014、1 000×1014、1 200×1014 ion/cm2[10],
处理均在 10- 3 Pa真空度下进行,以不做任何处
理的种子为对照,共 7个试验处理。
1.3.2 发芽试验
分别取 7个处理的种子各 100粒,置于恒温
水浴中进行催芽处理,水温为 80 ℃ [11],当多数种
子外层蜡层破裂后,将种子取出,置于放有少量
蒸馏水的培养皿中,于 25 ℃恒温培养箱内进行发
芽试验,每天换清水 [12]。3次重复。第 3天开始
统计发芽种子数,第 7天统计发芽势,第 15天统
计发芽率 [13]。
发芽势= (前 7 d内供试种子的发芽数 /供试
种子数 )×100%;
发芽率= (前 15 d内供试种子的发芽数 /供试
种子数 )×100%。
2 结果与分析
2.1 离子注入对种子发芽的影响
发芽势和发芽率均是反映种子质量优劣的主
要指标,但发芽率不等于发芽势,发芽率是指种
子在发芽试验初期规定的天数内(初次计数时),
正常发芽种子数占供试种子数的百分比,它是鉴
别种子发芽整齐度的主要指标。在发芽率相同时,
发芽势高的种子,生命力强,在场地的播种发芽
率较高,播种后幼苗出土正常。
经催芽处理后,未处理种子第 3天开始发芽,
出芽时间比较统一,经离子注入处理的种子发芽
均有所延迟。处理 7 d后统计发芽势,结果如图 1
所示,在离子注入剂量不断增加的条件下,伞树
种子发芽势呈“降—升—降”的“马鞍型”曲线
[14],发芽势波峰值出现的剂量分别为 800×1014
ion/cm2(N)和 1 000×1014 ion/cm2(Ti)。
图 1 离子注入对伞树种子发芽势的影响
Fig. 1 Effect of ion implantation on seed germination force
in A. saligna
处理 15 d后统计发芽率,结果如图 2所示,
发芽率与发芽势呈现相同的变化趋势,随着离子
注入剂量不断增加,伞树种子发芽率均降低,表
明离子注入对伞树种子的发芽率具有一定的抑制
作用,种子发芽率均呈“降—升—降”的“马鞍
型”曲线,波峰值出现的剂量分别为 800×1014
ion/cm2(N)和 1 000×1014 ion/cm2(Ti),当 N
离子剂量超过 800×1014 ion/cm2或 Ti离子剂量超
过 1000×1014 ion/cm2时,发芽率下降,但降低的
速度不同,N离子注入后,发芽率降低较慢,而
Ti离子注入后,发芽率降低较快。由此可以看出,
离子的种类和能量均对发芽率有所影响。
图 2 离子注入对伞树种子发芽率的影响
Fig. 2 Effect of ion implantation on germination
percentage in A. saligna
158 第 2期龚洪恩,等:离子注入对伞树种子发芽的影响
2.2 离子注入与种子发芽的相关性
对离子注入剂量和种子发芽表现进行相关分
析,结果如表 1所示。从表 1可以看出,经 N离
子注入处理后,伞树种子发芽势、发芽率与注
入剂量之间相关性极其显著,相关系数分别为
0.989、0.901和 0.883;经 Ti离子注入处理后,伞
树种子发芽势、发芽率与注入剂量之间相关性极
其显著,相关系数分别为 0.995、0.899和 0.905。
表 1 离子注入与种子发芽的相关性†
Table 1 Correlation analysis of ion implantation and seed germination
指标
Index
N离子注入 N ion implantation Ti离子注入 Ti ion implantation
发芽势
Germination force
发芽率
Germination percentage
发芽势
Germination force
发芽率
Germination percentage
发芽率
Germination percentage
皮尔逊相关系数 0.989** 1 0.995** 1
显著性 0.000 0.000
注入剂量
Implantation dose
皮尔逊相关系数 - 0.901** - 0.883** - 0.899** - 0.905**
显著性 0.004 0.005 0.003 0.002
† “**”表示在 P≤ 0.01 水平极显著相关;“*”表示在 P≤ 0.05水平显著相关。
“**” indicates a very signifi cant correlation at P≤ 0.01 level; “*” indicates a signifi cant correlation at P≤ 0.05.
3 结 论
本试验中结果表明,在所试验的离子注入剂
量范围内,经 N和 Ti 2种离子注入处理后,伞树
种子发芽时间均比对照延迟;伞树种子发芽势、
发芽率均比对照降低,均呈“马鞍型”存活曲线,
N离子注入峰值出现在 800×1014 ion/cm2,Ti离子
注入峰值出现在 1 000×1014 ion/cm2;伞树种子发
芽势、发芽率与注入剂量之间相关性极显著;N、
Ti离子 200×1014 ion/cm2剂量均有利于种子发芽;
N离子注入处理效果较 Ti离子更好。
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[本文编校:闻 丽 ]