全 文 :日本厚朴种子催芽试验
于光艳 周广柱 刘明国 董胜君
(沈阳农业大学林学院)
摘 要:日本厚朴种子具有休眠习性 ,常规层积方法催芽时间长且播后发芽率不整齐。 研究了昼夜变温 、阶段变
温以及不同浓度 GA处理结合低温层积的方法对日本厚朴种子催芽的效果 ,实验结果表明:GA 处理结合低温层积
的方法催芽效果最佳 ,且随 GA浓度升高 , 催芽效果稍呈上升趋势;昼夜变温处理效果次之 ,阶段变处理效果最差。
关键词:日本厚朴;种子;催芽;变温;GA
收稿日期:2006-06-26 修回日期:2006-07-05
基金项目:辽宁省科技攻关项目“国外优质观赏树木引种与开发”(编号
2004-JH3/ ZX04-01-1-0563)。
第一作者简介:于光艳(1982-),女 ,硕士生 ,研究方向园林植物与观赏
园艺。
Experiment on Germination Acceleration of Seeds of Magnolia obovata ∥YU Guang-yan , ZHOU Guang-zhu , LIU
Ming-guo , DONG Sheng-jun
Abstract:The seeds of Magnolia obovata have the habit of dormancy , the conventional stratification method needs long time and causes
uneven germination.In this experiment , the effects on seed germination of Magnolia obovata were studied through various treatments in-
cluding temperature control day and night , temperature control in a phase , and treated with GA of different concentration combining with
low temperature stratification.The results indicated that treated with GA combining with low temperature stratification was the best way
for accelerating seeds germination of Magnolia obovata , followed by the treatment of temperature control day and night.The higher of the
GA s concentration , the better the germination rate.The effect of temperature control in a phase was the worst.
Key words:Magnolia obovata;Seed;Germination accelerating;temperature control;GA
First author s address:College of Forestry Shenyang Agricultural University , 110161 , Shenyang , China
日本厚朴(Magnolia obovata)为木兰科木兰属落
叶乔木 ,高达 30m。小枝紫色 ,叶倒卵形 。花白色 ,
芳香 ,花期在 6 ~ 7月 ,果期 9 ~ 10月。原产日本北海
道 ,我国青岛 、大连 、沈阳等地有栽培。日本厚朴是优
良的用材树种 ,树皮药用 ,又称“和朴” ,能温中理气燥
湿散满 ,治腹胀等症。其干形端直 ,挺拔 。花大而美
丽 ,芳香。叶形奇特 ,叶大阴浓 。可孤植 、对植 、丛植 ,
也可列植作行道树 ,是名贵的园林绿化观赏树种 ,开
发利用前景十分广阔 。日本厚朴生长年限长 ,一般需
要15 ~ 20 a后才可采皮入药 ,剥皮后植物即死亡 ,因
此其中药资源长期处于短缺状态 。日本厚朴多采用
播种育苗再进行移栽的方式[ 1] ,其种子具有休眠习
性 ,常规层积法打破休眠需时间较长 。通常 11月份
采种后即开始层积 ,到次年春 3 ~ 4月播种 ,尤其在北
方地区 ,需经历 4 ~ 5个月的时间 ,而且播后通常不能
获得整齐一致的发芽率 ,给工厂化生产和研究带来很
大不便 。据此我们对日本厚朴种子进行了不同的催
芽处理 ,研究各处理对种子发芽出苗的影响 ,选择出
最佳方法 ,以期缩短或打破休眠的时间 ,获得整齐一
致的发芽率 ,从而能够加快其繁殖进程 ,并为日本厚
朴种子休眠研究和繁殖提供借鉴和依据 。
1 材料与方法
1.1 材料处理
2005年 11 月采收于丹东的日本厚朴种子 800
粒 。实验前对种子做以下处理:将种子浸泡于 30 ~
40℃温水中 24 h ,待外种皮由红变黑变软 ,搓去蜡质
的红色假种皮 ,去掉浮子 ,淘洗干净 ,得净种。置室内
通风处晾干种子表面水分 ,用 0.2%KMnO4 溶液均匀
喷于种子上灭菌 ,以防霉变 。然后摊开晾干 1 ~ 2 d ,
使种子含水量在 14%~ 16%[ 2] 。
2005年 12月 10日开始进行此实验 。对种子进
行 5种不同催芽处理。处理 A:235粒种子先在 13℃
条件下处理 8 h ,接着在 4℃下处理 16 h ,每天进行 2
次交替处理(昼夜变温)。处理 B:235 粒种子置于
13℃的条件下 20 d 后移入 4℃条件 , 30 d 后再移入
15℃条件下处理(阶段变温)。处理 C:110粒种子用
浓度为 500mg/L 的 GA 浸泡 48 h 后 ,置于 4℃条件
下低温处理。处理D:110粒种子用浓度为 1 000 mg/L
的 GA浸泡48 h后 ,置于 4℃条件下低温处理。处理
E:110 粒种子用浓度为 1 500mg/L 的 GA 浸泡 48 h
后 ,置于4℃条件下低温处理[ 3] 。
将种子与细沙以 1∶2混合均匀 ,放置于花盆中 。
应用研究
50 林业科技开发 2006 年第 20 卷第5 期
储藏时细沙湿度以手捏成团 ,松开时能慢慢散开为
宜。实验过程中为保持种子含水量 ,每隔 3 ~ 5 d将种
子和沙取出加水重新拌匀[ 2] 。
1.2 解剖观察
实验中对种子进行解剖观察 ,在解剖镜下观察胚
的发育状况 ,了解胚的发育过程。由于种粒数量有
限 ,为不过多消耗种子 ,每次 5种处理的种子各取 3
粒 ,解剖种子 ,观察种胚变化情况 。实验开始之日 12
月10日第 1次解剖观察 ,由于种子还未进行处理 ,共
取3粒饱满种子进行观察 。12月 30 日第 2次观察 ,
由于种子已进行分组处理 ,每组处理各取3粒饱满种
子进行解剖 ,共 15粒 。1 月 20日第 3次观察 ,取 15
粒。2月 10日第 4次观察 。3 月 10 号第 5 次观察。
共进行 5次种子解剖观察 ,前 4次相隔 20 d ,第 5次
与第 4次相隔 30 d。
1.3 播种催芽
处理90 d后 ,即 2006年 3月 10日 ,将部分种子先
进行播种 ,具体数量为:处理 A和处理 B 各 100粒 ,处
理C 、处理D和处理 E各 50粒。播后根据各组种子裂
口露白情况 ,决定第2次播种时间。播种基质为草炭 、
细沙和原土 ,比例 3∶1∶1。这种基质疏松 、腐殖质含量
高 、干湿度容易掌握 ,且透气性好 ,利于出苗[ 4] 。种子
播在播种盘中 ,基质先用 0.2%的 KMnSO4 消毒 ,填入
播种盘中厚度为 3 ~ 4 cm ,播种盘内每孔放入 2粒种
子 ,表面覆土 1 ~ 1.5 cm ,最后浇透水。
由于 3月初沈阳室外温度还很低 ,不能达到日本
厚朴种子发芽温度的要求 ,故将播种盘放入 25℃的
恒温培养箱中进行催芽。
2 结果与分析
2.1 种子解剖观察结果
12月 10日实验开始 ,第 1 次对种子进行解剖。
日本厚朴种子种皮坚硬 ,内种皮极薄 ,胚乳丰富 ,富含
油脂 ,种胚位于种子尖端 ,胚很小 ,显微镜下观察其种
胚可以看到 。此时种胚已分化完全 ,具有明显的两片
子叶 、胚轴及胚根 , 种胚的形态已处于鱼雷形阶段 。
12月 30日进行第 2次种子解剖观察 ,发现种胚并未
变大 ,仍然是明显的两片子叶 、胚轴和胚根 ,没有生长
迹象 ,同上次观察情况基本一致 。1月20日第 3次种
子解剖观察的结果仍然如此 ,与前 2次观察情况无大
变化。2月 10日第4次观察 ,观察结果仍然同于前几
次观察 。3月10 日最后 1次对 5种处理的日本厚朴
种子进行的解剖观察结果显示 ,种胚形态与初始状态
无明显变化 ,胚根无明显伸长现象。
经 5次种子解剖观察可以发现 ,在这 5种处理进
行的 90 d中 ,种胚的形态始终未发生明显变化 ,其子
叶和胚根也没有明显伸长 。由此可以推断 ,日本厚朴
种子休眠的原因不是因为种胚未完全分化 ,而是生理
上未成熟。各种处理对破除休眠的作用 ,在于促使种
子内部在生理上达到成熟 。
2.2 催芽结果
在处理的 90 d内 ,5种处理的日本厚朴种子都未
出现裂口露白的情况 ,推测可能是处理温度过程中的
温度过低 ,不能达到日本厚朴种子发芽要求的缘故。
2006年3月10日第1次播种后 ,通过观察发现播种6 d
后 ,各组处理的日本厚朴种子都开始有裂口现象;播种
12 d后 ,即 3月21日对所播种子的裂口率和出芽率进
行统计 。统计方法为:将种子挖出 ,观察后重新放回。
图 1为萌发出芽的日本厚朴种子(观察结果见表 1)。
图 1 日本厚朴种子萌发出芽
表 1 第 1次播种后日本厚朴种子催芽 、出苗调查
处理方式 种子粒数/粒
3月 21日(12 d) 4月 5日(27 d) 4月 20日(42 d) 5月 10日(62d)
裂口个
数/个
裂口
率/ %
出芽
个数/个
出芽
率/ %
出苗
个数/个
出苗
率/%
出苗
个数/个
出苗
率/ %
出苗
个数/个
出苗
率/ %
处理E 50 39 78 8 16 15 30 32 64 39 78
处理 D 50 37 74 6 12 15 30 34 68 38 76
处理C 50 33 66 5 10 13 26 30 60 35 70
处理 A 100 54 54 11 11 18 18 41 41 56 56
处理 B 100 43 43 3 3 16 16 39 39 45 45
从表 1可以清楚看到 ,第 1次播种 12 d后 ,裂口
率最低的阶段变温处理也达到 43% ,超过所播种子
总数的 1/3。因此在第 1次播种 15 d后将剩余种子
全部播下 ,播种方法同第 1次播种 。播后同样放入
应用研究
林业科技开发 2006年第 20 卷第 5 期 51
25℃的恒温培养箱中 ,密切观察种子发芽情况。
2006年4月 5日 ,将恒温培养箱中的种子移至沈
阳农业大学植物园温室内 ,室内白天温度 20 ~ 25℃,
夜间 15 ~ 18℃,夜间温度稍低 。移植后 ,定期对出苗
个数进行统计。对 2次不同时间播种的种子均在各
自播后的 12 d 统计了种子裂口个数和出芽个数;
27 d 、42 d 、62 d统计了其出苗数(结果见表 1 、2)。
表 2 第 2次播种后日本厚朴种子催芽 、出苗调查
处理方式 种子粒数/粒
4月 2日(12d) 4月 16日(27d) 5月 1日(42 d) 5月 21日(62d)
裂口个
数/个
裂口
率/ %
出芽
个数/个
出芽
率/ %
出苗
个数/个
出苗
率/%
出苗
个数/个
出苗
率/ %
出苗
个数/个
出苗
率/ %
处理E 50 41 82 12 24 19 38 38 76 42 84
处理 D 50 38 76 12 24 18 36 34 68 40 80
处理C 50 35 70 10 20 20 40 37 74 40 80
处理 A 100 53 53 12 12 21 21 49 49 59 59
处理 B 100 48 48 8 8 17 17 42 42 50 50
从表 1可以看到第 1次播种的 5种不同处理方
式种子的催芽效果 ,播后 12 d ,部分种子裂口并有少
数出芽 ,其中处理 E的种子裂口率最高 ,达 78%,出
芽率为16%;其次为处理 D和处理 C;处理 B效果最
差 ,裂口率为 43%,出芽率只有 3%。播后的 27 d 、
42 d和 62 d , 出苗率基本保持这个趋势。播种 62 d
后 ,种子的出苗期基本结束 。最后一次统计可以看
到 ,处理 E的出苗率仍最高 ,还可以发现处理 E与处
理D和处理 C 的种子出苗率差距有减小的趋势;处
理 B的效果仍是最差 ,最终出苗率只有 45%。表 2
是第 2次播种后 12 、27 、42 和 62 d 的裂口和出苗记
录。基本趋势与第 1次播种一致 ,仍是处理 E的裂口
率和出苗率最高 ,其最终出苗率高达84%,而处理 E 、
处理 D 、处理 C的最终出苗率更加接近 ,处理 D和处
理C相同。这说明 3个浓度的 GA处理的种子催芽
效果相差无几。从表 1和表 2的对比来看 ,第 2次播
种的种子裂口率和出苗率均比第 1次高 ,最终出苗率
比第 1次高 3%~ 10%。这可能是由于第 1次播种的
种子比第 2次播种的种子低温处理时间多 15 d ,说明
增加种子的低温处理时间能提高发芽率 。
从表 1 、表 2可以分析出 ,不论种子裂口或出苗
的各个时期 ,处理 E的效果最好 ,最终平均出苗率达
81%,处理 D和处理 C紧随其后 。三者相差不多 ,最
高和最低相差 6%;处理 B 最差 , 最终出苗率还未
过半 。
3 结 语
(1)种子解剖观察结果表明 ,日本厚朴休眠的原
因并不是因为种胚未完全分化 ,而是生理上未成熟 ,
各种处理对于解除其休眠的作用 ,在于促使种子内部
在生理上达到成熟的过程 。
(2)实验结果说明 ,GA处理结合低温层积是打破
日本厚种子休眠的理想方法 ,优于单纯采用变温处理
的效果 ,只需3个月左右的时间就可打破日本厚朴种
子的休眠 ,出苗率达 80%以上。虽然实验结果表明
在一定范围内随着GA浓度的升高 ,打破休眠的效果
会稍好些 ,但3种浓度的催芽效果相差无几 。在规模
化和工厂化生产中 ,可使用低浓度 GA 处理即可 ,即
500mg/L处理 48 h后在4℃下处理的方法 ,这样既缩
短催芽时间 ,提高发芽的整齐度 ,同时又降低了生产
成本。
(3)GA浸泡后结合 4℃低温层积是打破日本厚
朴种子休眠的最佳途径 ,但昼夜变温处理的效果也可
以 。若将这两种方法结合起来 ,即 GA处理后再进行
昼夜变温处理 ,从实验结果推测 ,打破日本厚朴种子
休眠的效果也许会更好 ,但还需实验进一步验证。
(4)实验中第 2 次播种的种子 ,即 4℃低温处理
105d的种子播种后比处理 90 d 的种子出苗率高 ,这
说明低温处理时间越长 ,打破休眠效果越好。生产中
若增加低温处理时间 ,会达到更加理想的效果 。
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(通讯地址:110161 , 沈阳市东陵路 120 号)
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