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雷山杜鹃种子特性及萌发试验研究



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陈雪梅,欧 静,陈 训,等. 雷山杜鹃种子特性及萌发试验研究[J]. 江苏农业科学,2014,42(8):184 - 186.
雷山杜鹃种子特性及萌发试验研究
陈雪梅1,欧 静1,陈 训2,张玉武3,韦小丽1
(1.贵州大学林学院,贵州贵阳 550025;2.贵州科学院,贵州贵阳 550001;3.贵州省生物研究所,贵州贵阳 550009)
摘要:为了探明雷山杜鹃种子的萌发特性,对采自梵净山国家级自然保护区的雷山杜鹃的种子形态、千粒质量、吸
水率及种皮抑制物质进行观察与测定,统计了种子在不同贮藏时间、不同浸种方法及不同培养温度处理下的发芽率和
发芽势,并对所得数据作方差分析与 LSD检验。结果表明,雷山杜鹃种子呈长椭圆形,种皮呈红褐色,表面有细条纹,
两端有翅,长(2. 50 ± 0. 19)mm、宽(1. 02 ± 0. 08)mm、厚(0. 30 ± 0. 03)mm,千粒质量为(0. 284 ± 0. 010)g;种皮透水
性较好,刺破种皮种子浸提液对白菜种子发芽有显著的抑制作用,完整种皮种子表现不明显;在常温下,随着贮藏时间
延长,种子发芽率和发芽势逐渐下降;用 400 mg /L GA3 浸种 24 h,种子发芽率和发芽势分别提高了 19、21. 67 百分点;
在 15 ~ 25 ℃ 条件下,种子发芽势和发芽率随着培养温度的升高逐渐降低。
关键词:雷山杜鹃;种子特性;贮藏时间;浸种;温度;萌发试验
中图分类号:S685. 210. 1 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2014)08 - 0184 - 03
收稿日期:2014 - 04 - 08
基金项目:贵州省农业科技攻关项目(编号:黔科合 NY 字[2011]
3076 号);贵州省社会发展科技攻关项目(编号:黔科合 NY 字
[2013]3152 号)。
作者简介:陈雪梅(1987—),女,贵州大方人,硕士研究生,主要从事
种苗繁育新技术研究。E - mail:372395829@ qq. com。
通信作者:欧 静,博士,副教授,硕士生导师,主要从事园林植物资
源利用与种苗培育的研究。E - mail:coloroj@ 126. com。
雷山杜鹃(Rhododendron leishanicum Fang et S. S. Cheng)
是杜鹃花属常绿灌木,主要生于海拔 1 850 ~ 2 300 m 的山坡
灌木丛中或草地上,分布于贵州省的雷公山和梵净山,高
1. 5 ~ 4 m,冠形优美,花鲜红至紫红,花冠宽钟状,极具观赏
价值,非常适合应用于园林绿化造景[1]。目前有关雷山杜鹃
种子繁殖方面的报道极少,仅见刘仁阳等研究的赤霉素浸种
对雷山杜鹃种子萌发的影响,得出赤霉素浓度为 400 mg /L浸
种 36 h最适宜种子萌发[2]。本试验就梵净山国家自然保护
区采集的雷山杜鹃种子进行了研究,观察种子的形态,测定种
子的千粒质量、吸水率及种皮抑制物质,研究了不同贮藏时
间、不同浸种方法及不同培养温度对雷山杜鹃种子发芽率和
发芽势的影响,探讨雷山杜鹃种子的萌发特性,探索提高雷山
杜鹃种子发芽率的途径与方法,旨在为雷山杜鹃的驯化引种、
苗木生产等进一步研究奠定基础。
—481— 江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 8 期
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试的雷山杜鹃种子源于梵净山国家级自然保护区,于
2012 年 11 月份采自野生雷山杜鹃植株上的蒴果,先把采集
的蒴果在室温下摊开后置于通风、干燥处阴干,待蒴果裂开后
轻碾,筛选出饱满无损伤的种子,然后分装于纸袋置于室温下
保存备用。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 种子特性的测定 形态观测:随机选择饱满种子 30
粒,用 OLYMPUS CX21 显微镜观察种子形态,用游标卡尺测
量种子大小,测量 30 个,取平均值。
千粒质量测定:采用百粒法测定雷山杜鹃种子千粒质量,
即随机取净种子 100 粒,分别称质量,8 次重复,其平均质量
乘以 10 即为种子千粒质量。
种子含水量测定:采用高恒温烘箱干燥法测定雷山杜鹃
种子的含水量。随机称取 3 组约 4 g 种子,均匀地放入样品
盒内用 130 ~ 133 ℃烘箱烘干 4 h。取出后在干燥器中冷却至
室温后称质量。种子含水量的计算公式为:含水量 =(m2 -
m3)/(m2 - m1)× 100%。式中,m1 为样品盒和盒盖的质量,
m2 为样品盒和盒盖及样品的烘前质量,m3 为样品盒和盒盖
及样品的烘后质量,单位均为 g。
种子吸水率测定:取刺破种皮和完整种皮的种子各 100
粒,分别置于盛有蒸馏水的烧杯中,在 25 ℃恒温箱中使其吸
胀,每 2 h取出种子并用吸水纸吸干表面水分后称质量,直至
种子质量基本恒定。重复 3 次,画出种子吸水率曲线图。种
子吸水率 =(mt - m)/m × 100%。式中,mt 为吸水 t 时间后
的种子质量,m为吸水前的质量,单位均为 g。
种皮抑制物质的测定:参考黄耀阁等的方法[3 -4]。称取刺
破种皮的种子和完整种皮的种子各 2 g,分别放入 50 mL烧杯
中,各加入 20 mL蒸馏水置于 25 ℃恒温箱中浸提 48 h,过滤后
将两部分的提取液定容至 20 mL。取 10 mL 浸提液加入铺 2
层滤纸的培养皿中,再放入 100 粒白菜种子发芽进行抑制物
质的生物测定,以同体积的蒸馏水作对照,重复 3 次,置于
28 ℃的人工气候箱中进行萌发,24 h 后测定白菜种子发
芽率。
1. 2. 2 不同处理对种子萌发的影响 (1)播种时间对种子萌
发的影响。采用随采随播、室温贮藏 3个月和室温贮藏 6 个月
3个播种时间进行种子萌发,培养温度 25 ℃。(2)浸种对种子
萌发的影响。随机抽取雷山杜鹃干燥种子,对种子消毒后分别
进行 3个处理。处理 1 为 400 mg /L GA3 浸种 24 h;处理 2 为
25 ℃温水浸种 24 h;处理 3为对照(不浸种),培养温度 25 ℃。
(3)温度对种子萌发的影响。将消毒后的种子分别置于 15、
20、25 ℃ 3个温度的人工气候箱内进行萌发试验。
进行萌发试验时,均先用 0. 5% KMnO4 溶液浸泡消毒
5 min,再用蒸馏水冲洗数次至无色,经过以上处理后,将种子
均匀地放置于垫有双层润湿滤纸的培养皿中,置于 800 lx 光
照 12 h的人工气候箱内进行萌发。每个处理重复 3 次,每次
重复 100 粒种子。每天记录发芽数并保持滤纸湿润。
种子发芽视胚根突破种皮为准,连续 3 d 种子发芽数无
增加为发芽完全。发芽率和发芽势按以下公式计算:种子发
芽率 = n /N × 100%,其中,n 为发芽的种子数,N 为供试种子
总数。发芽势 =萌芽始 8 d 内萌发种子粒数 /供试种子总粒
数 × 100%。发芽势是指规定的时间内正常发芽的种子数占
测定样品种子总数的百分率,本试验中在萌发后 8 d 统计发
芽势。
1. 2. 3 数据分析 采用 Microsoft Excel 2007 对收集到的数
据进行统计,并计算相应指标值和标准偏差,再用 SPSS 17. 0
对整理过的数据进行方差分析与 LSD检验。
2 结果与分析
2. 1 种子特性
2. 1. 1 种子形态特征 雷山杜鹃种子呈长椭圆形,种皮颜色
为红褐色,表面有细条纹,种子两端有翅;种子细小扁平,长
(2. 50 ±0. 19)mm、宽(1. 02 ±0. 08)mm、厚(0. 30 ±0. 03)mm,
长宽比(2. 47 ± 0. 31);千粒质量为(0. 284 ± 0. 010)g。
2. 1. 2 种子吸水率 由图 1 可知,雷山杜鹃完整种子前 2 h
内急剧吸水,吸水率达到 14. 19%,在 2 ~ 10 h 内吸水量增加
较快,浸种 10 h时吸水率为 33. 91%,10 h 后吸水速度变缓,
饱和时的吸水率为 35. 26%。因此可把雷山杜鹃种子的吸水
过程大致分为 3 个阶段:浸种 0 ~ 2 h为急剧吸水期;浸种 2 ~
10 h为稳定吸水期;浸种 10 h 以后为吸水饱和期,符合种子
的吸水规律,说明雷山杜鹃种子种皮对吸水无阻碍作用,在种
子萌发的过程中,前 10 h内应保证供给种子充足的水分。与
完整种皮种子吸水率相比,刺破种皮种子在前 10 h内的吸水
率均高于完整种皮种子,10 ~ 16 h逐渐趋于相同,16 h后略低
于完整种皮种子,最终吸水率相差不大,完整种皮种子饱和吸
水率为 35. 26%,刺破种皮种子饱和吸水率为 34. 82%。由此
可见,雷山杜鹃种皮透水性较好,种皮的机械阻力并不是阻碍
种子萌发的主要因素。
2. 1. 3 种皮抑制物质 由表 1 可知,用雷山杜鹃刺破种皮种
子和完整种皮种子浸提液分别对白菜种子进行萌发试验,两
者的发芽率都低于用清水作对照试验的发芽率。方差分析结
果表明,与对照相比,刺破种皮种子的浸提液对白菜种子的萌
发具有极显著的抑制作用,而完整种皮种子的浸提液对白菜
种子萌发的抑制作用不显著。由此推测,雷山杜鹃种子种皮
中不含或仅含少量不会显著影响种子萌发的抑制物质,但胚
或胚乳中则含有抑制物质,具体有待进一步研究。
2. 2 不同处理对种子萌发的影响
2. 2. 1 不同贮藏时间对种子萌发的影响 由表 2 可知,贮藏
—581—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 8 期
表 1 种皮抑制物质测定的多重比较
处理 白菜种子发芽率(%) 差异性显著程度
对照 82. 0 aA
完整种皮 81. 0 aA
刺破种皮 73. 7 bB
注:表中所列小写字母不同表示在 0. 05 水平差异显著,大写字
母不同表示在 0. 01 水平差异显著;表中数值为 3 次重复的平均值。
下表同。
0 个月(随采随播)的种子发芽率最高,达到(66. 00 ±
1. 73)%,随着贮藏时间的延长,发芽率逐渐下降。方差分析
得出,贮藏 0、3、6 个月的种子发芽率之间存在极显著差异
(P < 0. 01)。种子贮藏 0 个月的发芽势为(47. 33 ± 0. 58)%,
低于种子贮藏 3 个月的发芽势,高于贮藏 6 个月的发芽势,与
前者差异不显著,但与后者有极显著差异(P < 0. 01)。由此
可知,雷山杜鹃宜早播不宜晚播,适当贮藏有利于出苗整齐。
表 2 贮藏不同时间对种子萌发影响的多重比较
贮藏时间
(月)
发芽势
(%)
发芽率
(%)
0 47. 33 ± 0. 58aA 66. 00 ± 1. 73aA
3 49. 67 ± 3. 21aA 54. 67 ± 3. 21bB
6 37. 00 ± 4. 36bB 43. 33 ± 4. 51cC
2. 2. 2 不同浸种处理对种子萌发的影响 由表 3 可知,雷山
杜鹃种子的自然发芽率和发芽势分别为(39. 00 ± 1. 00)%和
(31. 00 ± 1. 73)%,而采用 2 种不同的浸种方式处理 24 h后,
其发芽率和发芽势均有不同程度的提高。其中,以 400 mg /L
GA3 浸种 24 h的种子发芽率、发芽势最高,分别为(58. 00 ±
1. 73)%、(52. 67 ± 1. 53)%;25 ℃温水浸种 24 h 次之,分别
为(43. 00 ± 1. 73)%、(36. 33 ± 2. 52)%。通过 LSD 检验,雷
山杜鹃种子 3 种处理间的发芽率、发芽势均呈极显著差异
(P < 0. 01)。由此可见,3 种处理方法中以 400 mg /L GA3 浸
种对促进雷山杜鹃种子萌发效果最好,高于 25 ℃温水处理和
对照的结果,发芽率分别提高了 15、19 百分点,发芽势分别提
高 16. 34、21. 67 百分点。
表 3 不同浸种对种子萌发情况影响的多重比较
浸种方式
发芽势
(%)
发芽率
(%)
GA3 52. 67 ± 1. 53Aa 58. 00 ± 1. 73aA
温水 36. 33 ± 2. 52Bb 43. 00 ± 1. 73bB
不浸种(对照) 31. 00 ± 1. 73Cc 39. 00 ± 1. 00cC
2. 2. 3 不同培养温度对种子萌发的影响 由表 4 可知,不同
培养温度(15、20、25 ℃)条件下,15 ℃条件下种子开始发芽
天数最长,需 16 d,明显长于 20 ℃和 25 ℃条件下的 10. 67 d
(P < 0. 01)和 10 d(P < 0. 01);15 ℃时的发芽势和发芽率最
高,分别为(49. 00 ± 1. 00)%和(54. 33 ± 1. 53)%,较 25 ℃时
分别提高 50%和 42%,差异均达到极显著水平(P < 0. 01)。
由此可得出,在 15 ~ 25 ℃条件下,雷山杜鹃种子随着培养温
度升高,开始发芽天数逐渐缩短,发芽势和发芽率逐渐降低。
3 讨论
雷山杜鹃种子千粒质量在张长芹测定的41种杜鹃花种
表 4 不同培养温度下种子萌发情况影响的多重比较
温度
(℃)
开始发芽时间
(d)
发芽势
(%)
发芽率
(%)
15 16. 00 ± 0. 00aA 49. 00 ± 1. 00aA 54. 33 ± 1. 53aA
20 10. 67 ± 0. 58bB 38. 00 ± 1. 73bB 41. 33 ± 1. 15bB
25 10. 00 ± 0. 00bB 32. 67 ± 0. 58cC 38. 33 ± 0. 58cC
子千粒质量变化范围内(0. 05 ~ 1. 4 g)[5],在杜鹃花种子中属
于较小者,生长过程中可以利用的自身贮藏的营养物质很少,
种子萌发后,应该适时施肥料或营养物质以满足幼苗的生长
需求。雷山杜鹃种子吸水过程与种子的吸水规律相符合,且
在前 10 h内就能达到饱和,种皮透水性较好,说明种皮的机
械阻力并不是阻碍种子萌发的主要因素,生产实践中,种子萌
发前期应保证供给种子充足的水分。植物种子内存在抑制物
质是种子休眠的重要因素之一,抑制物质是指可以推迟或抑
制同种或异种植物种子发芽的物质[6]。雷山杜鹃种子刺破
种皮浸提液含有显著影响白菜种子萌发的抑制物质,该抑制
物质对雷山杜鹃种子本身萌发是否有抑制作用有待更深一步
研究。
常温下雷山杜鹃种子随着贮藏时间的延长,发芽率逐渐
下降,这与张乐华等研究发现的杜鹃种子不耐贮藏现象[7]相
符。但在低温下贮藏是否有影响,则需进一步研究。浸种是
加速种子吸水、促进种子萌发的重要措施之一[8]。GA3 和温
水浸种对雷山杜鹃种子萌发都有促进作用,其中以 400 mg /L
GA3 浸种 24 h的种子发芽率和发芽势较不浸种分别提高了
19、21. 67 百分点,因此在田间播种时,使用 GA3 浸种处理不
仅可以促进雷山杜鹃种子的发芽,还可以使出苗更整齐。温
度是影响种子发芽的重要因子,适宜温度能提高种子的发芽
率,温度过高或过低对种子的发芽均有不同程度的影响[9]。
在培养温度 15 ~ 25 ℃条件下,雷山杜鹃种子发芽势和发芽率
随着培养温度的升高逐渐降低,15 ℃时的发芽率较 25 ℃时
提高 42%,这与杜鹃属植物喜冷凉忌高温的习性相符合。
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