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巧玲花种子萌发最佳条件研究



全 文 :收稿日期:2012 - 12 - 29
基金项目:北京农学院 2012 年度科研质量提高经费招标项目(编号:
QKM 2012006) ;北京市属高等学校人才强教计划资助项目
(编号:PXM 2012-024268-086884)。
作者简介:董开茂(1990 -) ,男,在校生。
通讯作者:郑 健(1977 -) ,男,博士,副教授,主要从事林木种质资源
与育种研究;E-mail:zhengjian@ bac. edu. cn。
巧玲花种子萌发最佳条件研究
董开茂, 孔欣然, 于雅慧, 张 蓉, 郑 健
(北京农学院园林学院, 北京 102206)
The Optimal Seed Germination Conditions of Syringa pubescens Turcz.
DONG Kai-mao,KONG Xin-ran,YU Ya-hui,ZHANG Rong,ZHENG Jian
摘要:为了探讨巧玲花种子萌发最适条件,在 GA3 浓度分别为
0、100、500、1 000 μmol /L,温度依次为 10、15、20、25、30 ℃,光照
强度为 0、24. 9、35. 5、67. 325 μmol / ( m2·s) 的条件下研究了
GA3、温度、光照等因素对巧玲花种子萌发的影响。试验结果表
明,1 000 μmol /L GA3 浓度、20 ℃温度、黑暗为巧玲花种子萌发
的最适条件,巧玲花为喜低温型种子。
关键词: 巧玲花;萌发;GA3;温度;光强
中图分类号: S 793. 9 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2013)03-0095-04
作为中国重要经济资源之一的野生花卉资源,其
本身具有极高的观赏价值、适应性强、且无病虫害、投
资少见效快等优点。由于中国北方干旱缺水和部分地
区冬季严寒的自然条件限制,中国北方的观赏植物种
类很有限,故开发利用北方野生花卉资源,补充园林花
卉植物种类和品种,是发展北方园林绿化的一条重要
途径。巧玲花(Syringa pubescens Turcz.) ,又名小叶丁
香(河南)、雀舌花、毛叶丁香,为木犀科(Oleaceae)丁
香属(Syringa Linn.)落叶灌木,其圆锥花序直立,侧
生,花冠紫色,盛开时淡紫,后渐白色,花期 4 ~ 5 月,盛
花时节,花繁色艳,芳香宜人常常吸引游人驻足,是一
种非常值得在园林中大力推广应用的植物[1]。巧玲
花分布于辽宁、河北、山西、山东西部、河南、陕西东部、
甘肃等地,生于海拔 900 ~ 2 100 m 阳坡、山谷、山坡灌
丛或沟边。喜光、喜排水良好的疏松土壤中,但也耐
寒、耐旱、耐瘠薄[2],对于北方干旱的气候有天然的
优势。
有关巧玲花的引种栽培记录最早可追至 1880 年
的欧洲,巧玲花首先引入法国巴黎植物园及英国皇家
植物园丘园栽培,1882 年,美国阿诺德树木园也引种
了此种[3]。中国于 1884 年开始有栽培记录[2],距今
已经有了 120 多年的历史,但一直并未形成规模化的
种植。伴随着园林绿化发展的需要,有关乡土植物资
源开发应用方面的研究正在逐步兴起,截止目前,有关
巧玲花的研究主要集中在地理分布、生态习性以及遗
传多样性方面[3,4]。然而在关于野生巧玲花的引种栽
培及应用方面目前还没有发现相关报道,本试验以巧
玲花种子为实验材料,探索种子萌发的最适条件,为实
现巧玲花的引种栽培及其推广应用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
试验所用种子于 2011 年 9 月采集于河北省兴隆
县雾灵山野生种群的不同植株,净种后在 5 ℃条件下
贮藏。选取健康饱满、纯净的种子作为试验材料。采
收地点东经 117°17 ~ 117°35,北纬 40°29 ~ 40°38属
暖温带湿润大陆性季风气候,年平均气温 7. 6 ℃,最冷
在 1 月,平均气温 - 15. 6 ℃,绝对最低气温 - 25 ~ 28
℃;最热在 7 月,平均气温 17. 6 ℃,绝对最高气温 36 ~
39 ℃。年均日照 2 870 h,年降水量 763 mm,局部可达
900 m,年蒸发量 1 444 mm,平均相对湿度 60%。无霜
期 120 ~ 140 d。
赤霉素(GA3)为 Sigma-Aldrich公司生产的分析纯
结晶粉,1 g /袋。
1. 2 试验设计
1. 2. 1 种子形态观察与千粒重测定
选取饱满健康试验种子在解剖镜下进行外部形态
特征的观察。随机选取 100 粒种子在 0. 001 水平的电
子天平上称重,重复 8 次,以 8 组数值的平均值为巧玲
花种子的千粒重。
1. 2. 2 赤霉素对种子萌发的影响
分别用 0、100、500、1 000 μmol /L的赤霉素溶液浸
种 24 h,每培养皿中放置 50 粒饱满的种子,在 12 h 光
照 12 h黑暗交替、25 ℃恒温培养箱中进行发芽试验,
每个处理重复 4 次。从处理的第 2 天起每天检查记录
种子萌发的数量,直至不再有种子萌发为止,从中找出
·59·
问题探讨 董开茂 等:巧玲花种子萌发最佳条件研究
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2013.03.076
种子萌发的最适赤霉素浓度。
1. 2. 3 温度对种子萌发的影响
以赤霉素浓度试验为依据,选取最适浓度进行温
度试验。巧玲花种子用最适浓度赤霉素溶液浸种
24 h,每培养皿摆放 50 粒饱满种子,进行 4 次重复,分
别置于 10、15、20、25、30 ℃恒温培养箱内保湿培养。
从处理第 2 天开始每天观察萌发种子数量至不再有种
子萌发为止,找出巧玲花种子萌发的最适温度。
1. 2. 4 光照对种子萌发的影响
以前述赤霉素浓度试验和温度试验的结果为基础
进行本轮试验。巧玲花种子用最适浓度的赤霉素溶液
浸种 24 h,每培养皿中放置 50 粒饱满种子,4 次重复,
在最适的萌发温度条件下,分别置于光强为 0、24. 9、
35. 5、67. 325 μmol /(m2·s)的培养箱中保湿培养。从
处理第 2 天开始记录种子萌发的数量至不再有种子萌
发为止,找出巧玲花种子萌发的最适光暗条件。
1. 3 测定指标的计算
发芽率(%)=发芽的种子数
供试种子数
× 100%;
发芽指数(GI)=∑
n
i = 1
当天发芽数 Gt
天数 Dt
;
n为:发芽持续时间(d)。
1. 4 数据处理
所得数据用 Excel软件、SPSS软件进行统计分析。
2 结果与分析
2. 1 种子形态与千粒重
种子木质、易折断;整体呈扁片状,表面有纵棱;椭
圆形或长椭圆形,顶端具有窄翅或无;千粒重为
6. 11 g。
2. 2 赤霉素对种子萌发的影响
由图 1、2 可知,在 0、100、500、1 000 μmol /L GA3
浸种处理下,巧玲花种子发芽率分别为 63. 57%、
64. 17%、70. 00%、78. 33%,发芽指数分别为 8. 23、
5. 41、8. 56、9. 77,方差分析表明,1 000 μmol /L GA3 处
理的发芽率显著高于对照(0 μmol /L GA3) ,与其它 2
个处理差异不显著;在发芽指数方面,1 000 μmol /L
GA3 处理显著高于 100 μmol /L GA3 处理,与其他 2 个
处理之间差异不显著。这说明巧玲花种子对 GA3 的
有一定的敏感性,GA3 对巧玲花种子的萌发具有促进
作用,且随着浓度的增加,GA3 对巧玲花种子萌发的促
进作用逐渐增强。综合考虑以上各项发芽指标,认为
最有利于巧玲花种子萌发的 GA3 浓度为 500 ~
1 000 μmol /L。
注 :数据均为 4 次重复的平均值,小写字母表示 5%显著水平。下同。
图 1 不同浓度赤霉素对巧玲花种子萌发发芽率的影响
图 2 不同浓度赤霉素对巧玲花种子发芽指数的影响
2. 3 温度对种子萌发的影响
用 1 000 μmol /L 的 GA3 处理种子,不同温度下的
萌发结果见图 3、4。
图 3 不同温度对巧玲花种子发芽率的影响
图 4 不同温度对巧玲花种子发芽指数的影响
·69·
第 32 卷 第 3 期 2013 年 3 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 3 Mar. 2013 年
在 10、15、20、25、30 ℃条件下,巧玲花种子的发芽
率分别为 0、53. 80%、72. 94%、57%、7%(图 3) ;发芽
指数分别为:0、1. 68、3. 73、2. 36、0. 19(图 4)。方差分
析表明,在 20 ℃条件下,巧玲花种子的发芽率、发芽指
数均显著高于其它温度处理,说明 20 ℃是巧玲花种子
的最适宜萌发温度。10 ℃时和30 ℃时差异不明显,其
他各组之间的数据指标均具有极显著的差异。当温度
为 20 ℃时,发芽率、发芽指数也均达到最大值。说明
巧玲花种子萌发的最适温度为 20 ℃。10 ℃以下 30 ℃
以上的温度基本会完全抑制巧玲花种子的萌发,这表
明在自然条件下,巧玲花种子育苗时的耕层土壤温度
应该稳定在 15 ~ 30 ℃,才有可能萌发。30 ℃是多数
植物呼吸的最适温,在此温度下种子萌发速度快,但是
巧玲花种子的萌发率仅为 7%,这说明巧玲花种子萌
发对温度的要求较高,萌发温度差较小。
2. 4 光照对种子萌发的影响
用 1 000 μmol /L的 GA3 处理种子,在 20 ℃条件下
不同光照处理巧玲花种子的萌发结果见图 5、6。
图 5 不同光照强度对巧玲花种子发芽率的影响
图 6 不同光照强度对巧玲花种子发芽指数的影响
由图 5、6 可知,在 0、24. 9、35. 5、67. 325 μmol /
(m2·s)的光照条件下发芽率分别为:78. 89%、
77. 27%、76. 67%、76. 49%,发芽指数分别为 5. 06、
3. 91、3. 66、3. 42。随着光照强度的增加巧玲花种子的
发芽率有下降趋势,但没有达到显著差异;而发芽指数
随着光照增强明显下降,光照强度为 67. 325 μmol /
(m2·s)时比黑暗条件下下降 1. 64,降幅为 32%,经
方差分析,黑暗条件下发芽指数与其它处理差异极显
著。这说明光照可以降低巧玲花种子的种子活力,田
间播种时在能够满足水分要求的前提下,以适当深种
(覆土厚度 1. 0 ~ 2. 0 cm)为宜,以满足其萌发所需要
的黑暗条件。
3 讨 论
赤霉素能够促进种子萌发,在种子萌发方面应用
十分广泛[5 ~ 7]。本实验用不同浓度赤霉素对巧玲花种
子进行预处理,结果表明,在 1 000 μmol /L时发芽率达
到最大(78. 33%) ,且显著高于对照(63. 57%) ,在发
芽指数方面,1 000 μmol /L GA3 处理与对照差异不显
著。这些结果表明,赤霉素对巧玲花种子萌发具有一
定促进作用,随赤霉素浓度增加巧玲花种子的发芽率
逐渐增强。根据本实验结果,认为最有利于巧玲花种
子萌发的 GA3 浓度是在 500 ~ 1 000 μmol /L之间。
温度是种子萌发必要的外部条件之一,这是因为
种子萌发中的新陈代谢十分活跃,而所有的代谢都是
酶促反应过程。在适宜温度范围内,随温度升高,生物
体内各项生理活性指标都将会得到提高,而超过此范
围将会随温度增加而逐步下降[8]。适宜的温度能够
促进种子的吸水速度,并使酶促过程和呼吸作用加强,
使贮藏的养分很快变成胚能利用的可溶性状态;适宜
温度同时可使种皮软化利于种子萌发。而过高或过低
的温度均不利于种子萌发甚至使种子丧失发芽能力。
关于巧玲花种子最适萌发温度的探讨尚未见报道,本
实验结果表明,20 ℃条件下,巧玲花种子的发芽率和
发芽指数均达到最大值,因此 20 ℃是巧玲花种子萌发
的最适温度。根据种子最适萌发温度的判断标
准[8,9],进一步证明巧玲花为喜低温型种子,其抗寒力
强,在播种育苗时,可适时早播,外界环境温度在 15 ℃
以上时既可播种。
光虽然不是所有植物种子萌发都必需的条件,但
它是大多数需光性种子萌发的必需条件。而光对于需
光性种子的作用,有人认为:光可以改变这些种子种皮
的透性,能够提高种子中某些酶和生理活性型的光敏
素的含量,总的说来是促进或推动了这类种子的新陈
代谢[10]。本试验中巧玲花种子在黑暗条件下发芽率、
发芽指数最高,随着光照强度的增加,其种子的发芽率
呈微弱的下降趋势,但差异不显著,因此可证明巧玲花
种子属于兼光型种子,在有无光时均可萌发,且光照的
有无以及强度对其种子萌发并无太明显影响。
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问题探讨 董开茂 等:巧玲花种子萌发最佳条件研究
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(上接第 97 页)
通过以上的分析讨论,巧玲花种子萌发的最适条
件为 500 ~ 1 000 μmol /L 赤霉素浓度预处理、20 ℃萌
发温度、黑暗或弱光。鉴于此,关于巧玲花播种育苗提
出以下 2 点建议:
(1)建议将种子用 500 ~ 1 000 μmol /L 浓度赤霉
素浸种 24 h,在黑暗条件、20 ℃的恒温培养箱中催芽,
待种子胚根突破种皮后播到在营养钵中,待发育成幼
苗时再到田间栽种。
(2)在田间育苗时,一定要深翻并耙平耙碎土壤,
使土块的直径小于 1 cm,保证土壤的疏松性,覆土要
选用直径 2 mm的过筛土,厚度在 1. 0 ~ 2. 0 cm,以满
足巧玲花种子萌发时所需要的光照条件。播种前,亦
进行催芽处理,方法同(1)。
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试验在南京农业大学大豆研究所、安徽省铜陵市
农科所、浙江省东阳市种子公司、福建省厦门市同安良
种场、江西省农科院作物所等全国 5 个试验点 5 个点
全部增产,南昌点面积未达方案要求,东阳点前茬不一
致,该 2 点生试产量结果未纳入汇总,按 3 个点计,分
别占 1、2、3 位次,平均为 2 位次。
2. 3 国家区域试验结论
该品种已完成区域试验程序,在试验中表现产量
高、稳产性好,口感品质较好,经专家鉴定其口感及商
品外观品质为 A 级。抗病、抗逆性强,符合国家大豆
品种审定申报条件。建议 2011 年推荐申报国家农作
物品种审定委员会审定。
适宜地区:适合于在中国沈阳辽宁、北京、江苏南
京,安徽合肥、铜陵,浙江杭州、东阳,四川成都、上海、
广西南宁、云南昆明、福建厦门、贵州贵阳、海南等地区
推广种植。
3 制种技术
3. 1 合理种植时间和密度。在黑龙江安达 5 月 10 日
前播种,种植行距为 65 cm × 6 cm,保苗 1. 7 万 /667
m2,需种子 5. 5 kg /667 m2 以上,需要坐水种植。
3. 2 施肥和管理。植株较耐肥,施腐熟有机肥
8 000 ~ 1 000 kg /667 m2并施氮磷钾三元复合肥 25 ~
40 kg /667 m2 或磷酸二胺 8 ~ 10 kg /667 m2 作基肥;开
花期追施叶面肥 1 ~ 2 次。在播种前 2 d 施除草剂氟
乐灵,用量 250 g,加水 60 kg喷雾。
3. 3 防止炸荚。收获期注意观察发现有炸荚落粒时
及时收割,特别是气候炎热干燥地区更要及时收获以
免炸荚落粒造成损失。
3. 4 防治病虫害。蚜虫应及早检查,在发生初期马上
喷施乐果或菊氏杀虫剂。化学防治大豆食心虫 在大
豆食心虫成虫发生期 8 月 15 ~ 25 日。施用药剂敌敌
畏薰蒸、3%混灭威粉剂喷粉、1%多来宝悬浮喷雾剂。
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第 32 卷 第 3 期 2013 年 3 月 种 子 (Seed) Vol. 32 No. 3 Mar. 2013 年