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濒危植物长柄扁桃种子萌发特性研究



全 文 :第 33 卷 第 5 - 6 期
2012 年 11 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of Inner Mongolia Agricultural University
Vol. 33 No. 5 - 6
Nov. 2012
濒危植物长柄扁桃种子萌发特性研究
*
纳米拉, 闫 伟* , 张文泉, 白玉娥
(内蒙古农业大学林学院,呼和浩特 010019 )
摘要: 本文研究了不同温度、光照及土壤水分对长柄扁桃种子萌发特性的影响,结果表明:25℃为长柄扁桃种子萌
发的最适培养温度条件,长柄扁桃种子在无光条件下培养的发芽率与在全光条件下培养的发芽率无显著性差异,在
土壤含水量达到 10%时,长柄扁桃种子发芽率最高,萌发时间最短。
关键词: 濒危植物; 长柄扁桃; 种子; 萌发特性
中图分类号: Q949. 751. 8;Q945. 34 文献标识码: A 文章编号:1009 - 3575(2012)05,06 - 0080 - 04
SEED GERM INATION CHARACTERISTICS OF ENDANGERED
PLANT Amygdalus. pedunculata Pall.
NA Mila, YAN Wei
(Forestry College,Inner Mongolia Agricultural University Huhhot 010019 ,China)
Abstract: This text research on the effects of different light and temperature on the seed germination of A. pedunculata Pall,the re-
sults shows that:25℃ in dark or in bright is the interior budding condition of A. pedunculata Pall. A. pedunculata Pall. seeds'germina-
tion percentage is butter in dark than in bright;and get the highest budding rate at water content of 10% .
Key words: Endangered plant; A. pedunculata pall; seed; germination characteristics
长柄扁桃(Amygdalus. pedunculata Pall.)是扁桃
属(Amygdalus)落叶灌木,又名野樱桃、柄扁桃、毛樱
桃[1],是我国特有的扁桃属野生种。在我国西北干
旱、半干旱地区山地和沙地生态系统中分布最多,在
戈壁、沙漠、盐碱地等条件极差的环境下均能生存,
常常是荒漠生态系统的建群种和优势种,有些是良
好的固沙植物。但由于沙漠淹没和人为破坏,分布
零散且日趋绝迹。在《内蒙古珍稀濒危植物图谱》[2]
及李登武等[3]《黄土高原地区种子植物区系中的珍
稀濒危植物研究》中,将长柄扁桃列为二级濒危植物
种类,本文就环境因子对长柄扁桃种子萌发的影响
作了初步的研究,以确定长柄扁桃种子萌发的最佳
条件,对长柄扁桃育苗造林提供理论依据和实践指
导。
种子萌发是植物生活史中最脆弱而又极其重要
的过程之一,它关系到幼苗的建成、个体的存活和竞
争,并且影响植被分布和生物多样性水平[4]。国内
外学者对荒漠植物的种子萌发特性已经进行了大量
的研究,主要涉及温度、水分、光照和埋深等生态因
子对荒漠植物种子萌发的影响[4 ~ 7]。结果表明种子
萌发受到很多因素的影响,但是多数荒漠植物的种
子萌发对光要求不高。有些甚至在有光的条件下会
抑制其萌发[8]。在我国西北干旱荒漠区,荒漠生态
系统是典型而脆弱的生态系统[9,10]。在荒漠植物种
群动态、植被分布及荒漠生态系统对环境变化响应
过程中,种子萌发是关键环节[11]。因此深入研究种
* 收稿日期: 2011 - 06 - 13
基金项目: 国家自然科学基金(31060111)
作者简介: 纳米拉(1987 -) ,男(蒙古族) ,硕士研究生,主要从事林木菌根生物技术方面的研究.
* 通讯作者: E - mail:weiyan @ imau. edu. cn
子萌发行为及其影响因素,具有重要的理论和现实
意义。
1 材料及方法
种子采集于内蒙古锡林浩特都呼木长柄扁桃自
然保护区内,选择生长正常、树冠圆满的为采种母
树,果实采集后放室内阴干,调制好后存放于室内。
1. 1 长柄扁桃种子形态特征测定
对长柄扁桃种子形态特性进行测定及描述。对
长柄扁桃种子去壳,并计算千仁重,出仁率,空仁率,
双仁数(参照《林木种子检验规程》(GB2772 - 1999)
相关规定,每 100 粒种子为 1 组,8 次重复)
1. 2 种子萌发特性测定
试验在光照培养箱中进行。试验前种子剥壳处
理浸泡在 30℃温水中浸泡 24h,经用 0. 5%KMnO4 溶
液消毒 30min,用清水洗净。种子萌发试验以每组
50 粒,3 个重复进行,采用发芽皿纸上置床法,即在
发芽皿上铺上 2 层滤纸作为发芽床,每个发芽皿中
放入处理好的种子,发芽皿下的烧杯中加入适量蒸
馏水,记录各处理每天发芽粒数,以胚根出现作为
种子发芽标准,直至连续 3d 无发芽种子视为萌发结
束。统计萌发种子数,计算不同处理下的发芽率、发
芽指数、活力指数和发芽势。发芽率(Gr)= ∑Gt /
NT × 100%,发芽指数(Gi)=∑(Gt /Dt) ,活力指数
(Vi)= S ×∑(Gt /Dt) ,发芽势% =种子发芽达高峰
时得发芽数 /共试种子数 × 100%;其中,Gt 表示在 t
日时得发芽数,Dt 表示相应的发芽天数,NT 表示种
子总数,S表示幼苗的生长势(以芽长表示)。
1. 3 光照,温度对种子萌发的影响
全光照和无光照条件下各设置 15℃、20℃、25℃
和 30℃ 4 个温度梯度。每 24h 观察记录种子发芽
数,直到种子发芽数恒定。统计各项指标。
1. 4 土壤含水量对长柄扁桃种子萌发的影响
将沙子过筛,筛去其中杂质和其它种子,和蛭石
以 1:2 的体积进行均匀混合,放置烘箱中,105℃高
温消毒 8 小时。然后将其置于消过毒的花盆中,称
重,加入水,拌匀,配置含水量分别为 1%、2%、3%、
5%、6%、10%、15%、20%、25%、30%的土壤,分装
于培养皿内,每个花放入长柄扁桃种子 50 粒,每 1
土壤含水量设 5 个重复。放好种子的培养皿进行称
重覆膜,以减少失水量。在 25℃的条件下进行萌发,
每 24h补充 1 次水分,并且观察记录种子萌发情况,
直到种子发芽数恒定。统计各项指标。
2 结果与分析
2. 1 种子形态特征
长柄扁桃种子果核宽卵形或纺椎形,核长平均
14. 3 mm,宽 10mm -12mm,厚平均 9. 2 mm,种壳厚
平均 0. 9 mm,顶端具小尖头,基部圆形,两侧稍扁,
浅棕褐色,表面有皱纹,粗糙且质地较松软。种仁扁
宽卵形,棕黄色。种子千粒重为 474. 24g,千仁重为
125. 272g,出仁率为 26. 4%,空仁率为 9. 12%,双仁
率为 0. 95%。
2. 2 温度对种子萌发的影响
温度对长柄扁桃种子萌发有较大影响,在全光
照条件时,在 15℃、20℃、25℃、30℃ 4 个恒温条件
下,种子的最终萌发率分别为 40%、77. 5%、84. 6%、
63. 1% 25℃条件下种子发芽率最高,达到 84. 6%,
高于其他处理,种子始萌发时间为第 2d,在 15℃条
件下,种子直至 5d后才开始萌发,萌发率很低,30℃
条件下,种子萌发开始时间为 3d 但已萌发幼苗的叶
片逐渐变黄、枯萎,最后全部死亡;可能是温度过高
的原因。可见,长柄扁桃种子萌发对温度要求较为
严格,适宜萌发温度范围窄,温度过高或过低,其萌
发均受到抑制。
2. 3 光照对种子萌发的影响
对于长柄扁桃种子在同一温度下光照对其种子
萌发结果见表 1,在 5℃、20℃、25℃和 30℃ 4 个温度
下,全光条件下的平均发芽率与无光条件下的平均
发芽率无显著差异。同时对种子萌发最适宜的温度
25℃时的发芽率进行方差分析。(表 2) ,相同温度
条件下,全、无光照条件下的发芽率差异性不显著。
实验结果说明光照对长柄扁桃种子萌发没有影响,
长柄扁桃种子萌发可在无光照条件下进行。
表 1 长柄扁桃种子在不同温度全光照和无光照条件下发芽率的方差分析
Tab. 1 Variance Analysis of temperature of seed germination of A. pedunculata Pall . seed in dark or in bright
光照
15℃ 20℃ 25℃ 30℃
平均发芽率
(%)
差异显著性
(0.05)
平均发芽率
(%)
差异显著性
(0.05)
平均发芽率
(%)
差异显著性
(0.05)
平均发芽率
(%)
差异显著性
(0.05)
全光 97. 7 a 96. 0 a 98. 8 a 98. 0 a
无光 96. 7 a 97. 7 a 99. 7 a 97. 3 a
18第 5 - 6 期 纳米拉等: 濒危植物长柄扁桃种子萌发特性研究
表 2 25℃时长柄扁桃种子全、无光照下发芽率方差分析表
Tab. 2 Variance Analysis of 25℃ the germineration rate of A. pedunculata Pall . seed in dark or in bright
比较项目 差异来源 平方和(SS) 自由度(df) 均方(S2) F 概率(Sig)
发芽率 处理间 0. 001 1 0. 001 5 0. 067
处理内 0. 002 6 0
0. 003 7
2. 4 土壤含水量对种子萌发的影响
土壤含水量是影响长柄扁桃种子萌发的另一个
重要环境因子。由表 3,4 可知,相同温度,相同光照
条件下,不同的土壤含水量对种子萌发率的影响存
在显著差异,发芽指数及发芽率随土壤含水量的增
加先上升后下降,在土壤含水量达到 10%时,长柄扁
桃种子的发芽指数最大,为 2. 678;始发芽天数为
1d,发芽天数为 7d,总发芽天数最短,当土壤含水量
达到 20%时,长柄扁桃种子发芽指数最低,为1. 313,
始发芽天数为 4d,发芽天数为 9d ~ 10d。
长柄扁桃种子萌发的最佳土壤含水量为 10%,
在此条件下芽长达到最大为 3. 4140cm,根长与芽直
径分别达到最大为 4. 834cm,0. 7169cm。
表 3 土壤含水量对长柄扁桃种子萌发特性的影响
Tab. 3 Effect of soil water of seed germination characters of A. pedunculata Pall.
土壤含水量(%) 1 3 5 7 10 15 20
发芽指数(Gi) 1. 961 2. 255 2. 548 2. 562 2. 678 1. 784 1. 313
始发芽天数 /d 3 3 2 2 1 4 4
发芽天数 /d 9 9 8 8 7 9 10
表 4 土壤含水量对长柄扁桃种子萌发影响方差分析
Tab. 4 Variance Analysis of soil water of seed germination of A. pedunculata Pall.
比较项目 差异来源 平方和(SS) 自由度(df) 均方(S2) F 概率(Sig)
发芽率 处理间 0. 325 6 0. 054 2. 99 0. 0430
处理内 0. 254 14 0. 018
0. 579 20
3 讨论
在本实验中,光照对长柄扁桃种子的萌发没有
显著的影响。相同温度条件下长柄扁桃种子在全光
照和无光照环境中发芽率无显著差异。只是在苗子
的颜色上稍有不同,在全光照条件下的苗子颜色较
深,无光条件下的颜色浅。说明长柄扁桃种子对光
照不敏感,可能与其生长环境有关。长柄扁桃分布
区纬度较高,全年光照时数较少,光在其生长过程中
不是决定性限制因子。
本实验得出 25℃长柄扁桃种子最适宜的萌发温
度。温度不仅会影响种子萌发过程中各种酶的活
性,从而影响种子的萌发率,还会影响种子的最大吸
水量及吸水速率,(一般环境温度每升高 10℃,水分
吸收速率增加 50% ~ 80%[12 ~ 14]) ,进而影响种子的
萌发速率。从实验中观察发现 15℃条件下的种子从
第 3d 开始萌发,并且萌发状况远不如其他 3 组温
度,这说明温度过低,种子萌发推迟[15,16]。
土壤含水量在一定范围内种子可正常萌发,土
壤含水量过高或过低,都会抑制种子的萌发。土壤
湿度过低会造成植物干旱胁迫,但水分过多则会限
制土壤温度上升,引起土壤中氧气含量减少,从而降
低种子发芽率。有研究表明,花棒、柠条等的种子累
积吸水率随干旱胁迫的加剧呈显著降低趋势,其发
芽率随水分渗透势的降低而降低[17,18]。根据实验结
果可以看出:长柄扁桃种子在土壤含水量为 15%时,
种子的萌发率就显著下降了,而土壤含水量为 1%、
3%时,种子的萌发率为 80%左右,高于土壤含水量
为 15%,当土壤含水量上升为 20%时,种子的萌发
率就只有 57. 8%,当土壤含水量下降为 1%时,种子
的萌发率仍有 77. 9%,与同是生长在沙土上的白沙
蒿(50%)[18]等相比要高得多,这说明长柄扁桃具有
较强的抗旱性,这可能与长柄扁桃长期适应其生长
环境有关。长柄扁桃分布的地区多是干旱的草原地
带的固定或半固定沙地,石砾质阳坡及山麓。其抗
旱性特别强。
28 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2012 年
长柄扁桃的种壳质密壳厚,是束缚种子萌发的
屏障,打破这个屏障是促进种子萌发的方法之一。
故萌发时必须去除种壳,但由于种壳硬脆,完整去壳
困难,需寻求简单易行的方法打破这道屏障,能否用
浓硫酸等处理[19]还有待进一步的探索。
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