王貴元,李 艷 (長江大學(xué)園藝園林學(xué)院,湖北 荊州 434025)
種子萌發(fā)的主要過程是胚恢復(fù)生長和形成一株獨立生活的幼苗。影響種子萌發(fā)的條件很多,主要有水分、溫度、氧和光4種[1]。此外,氯化鈉 (NaCl)脅迫對種子萌發(fā)、幼苗的形態(tài)及生理變化等都有很大影響[2]。枳殼 [Poncirus trifoliate (L.)Raf.]嫩籽播種育苗,是快速培育砧木的良好方法。用嫩籽播種培育砧木苗,比用老熟種子播種培育砧木可提早1a嫁接[3]。本研究采用比較研究的方法,通過測定不同光照、溫度和NaCl脅迫對枳殼種子萌發(fā)及幼苗生長的影響,進(jìn)而確定最佳的處理組合,為提高枳殼種子發(fā)芽率提供理論依據(jù),以縮短柑橘苗木繁育時間。
試驗枳殼采集于長江大學(xué)園藝園林學(xué)院柑橘基地。
2010年9月3日將采集的枳殼果實保存于5℃冰箱中。2010年9月5日將枳殼種子從果實中取出,挑選出粒大、飽滿、大小一致的種子,然后將種子放在清水中適當(dāng)浸泡,除去果肉和雜質(zhì),用水沖洗種子,沖去果膠質(zhì),再放在5℃冰箱中以保持濕潤狀態(tài)待播。
1.3.1 試驗處理
(1)光照處理 在溫度為常溫25℃條件下,設(shè)置全光照、光照∶黑暗=12h∶12h、全黑暗3個處理。
(2)溫度處理 在光照∶黑暗=12h∶12h條件下,設(shè)置15、25、35℃3個恒溫和25℃/15℃ (晝夜交替)1個變溫,共4個處理。
(3)NaCl脅迫處理 在光照∶黑暗=12h∶12h、溫度為常溫25℃條件下,NaCl溶液設(shè)置0.1、0.3、0.5、0.7、0.9mol/L共5個脅迫濃度,以NaCl濃度為0.0mol/L (蒸餾水)為對照 (CK),共6個處理。
1.3.2 試驗實施與觀察
以土∶草炭∶蛭石=1∶2∶1的比例配制成混合基質(zhì),裝在規(guī)格為4cm×5cm的塑料穴盤中。將上述13個處理各播種20顆,重復(fù)3次,播于基質(zhì)中,置光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。隔日澆水,保持土面為濕潤狀態(tài)。NaCl脅迫處理的則分別澆不同濃度的NaCl溶液。
以種子萌發(fā)長出幼苗作為發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn),每日觀察1次,記錄發(fā)芽的進(jìn)程 (即每天各處理有多少種子萌發(fā))、計算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。
發(fā)芽率= (發(fā)芽種子數(shù)/試驗種子數(shù))×100%
發(fā)芽勢= (種子萌發(fā)盛期萌發(fā)種子數(shù)/試驗種子數(shù))×100%
待種子萌發(fā)長成幼苗后,逐日觀察記錄其生長狀況,計算幼苗活力指數(shù)和幼苗存活率。
肉桂酸、羥基苯甲酸、香豆素和苜蓿素對苜蓿生長發(fā)育的抑制作用強(qiáng)于小麥,苜蓿發(fā)芽指數(shù)、種子萌發(fā)、幼苗生長及根系活力隨著各物質(zhì)處理濃度的增加而減少。
幼苗活力指數(shù)=發(fā)芽率×鮮重 (平均單株重)
幼苗存活率= (幼苗存活數(shù)/種子發(fā)芽數(shù))×100%
數(shù)據(jù)均用DPS 6.50軟件進(jìn)行分析,用Duncan's新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性差異比較。
2.1.1 不同光照對枳殼種子萌發(fā)的影響
從表1可以看出,在所設(shè)置的3個光照時間下,種子萌發(fā)率均保持在70%以上,且不同光照條件下,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均無顯著差異,表明光照對枳殼種子的萌發(fā)影響不大。
表1 不同光照對枳殼種子萌發(fā)的影響
2.1.2 不同溫度對枳殼種子萌發(fā)的影響
從表2可以看出,枳殼種子在25℃與25℃恒溫條件下無顯著差異,在15℃恒溫條件下不萌發(fā),與25℃和35℃恒溫條件下相比,具有極顯著差異;而且,在變溫條件下,60顆枳殼種子僅有1粒萌發(fā),與15℃恒溫條件下無顯著差異,但與25℃和35℃條件下均有極顯著差異。結(jié)果表明,溫度對枳殼種子的萌發(fā)有顯著影響,在15℃的低溫下不萌發(fā),25℃及以上萌發(fā)良好,但隨著溫度升高萌發(fā)率有下降趨勢。
表2 不同溫度對枳殼種子萌發(fā)的影響
2.1.3 不同NaCl脅迫對枳殼種子萌發(fā)的影響
從表3可以看出,枳殼種子具有一定的耐鹽能力,在NaCl濃度為0~0.5mol/L濃度下種子能萌發(fā),處理之間存在顯著或極顯著差異;NaCl濃度為0.7、0.9mol/L時種子不能萌發(fā)。結(jié)果表明,枳殼種子萌發(fā)率隨著NaCl脅迫濃度的升高而降低,當(dāng)NaCl濃度達(dá)到0.7mol/L時萌發(fā)率卻降為0。
表3 不同NaCl脅迫對枳殼種子萌發(fā)的影響
2.2.1 不同光照對枳殼幼苗生長的影響
從表4可以看出,在所設(shè)置的3個光照時間中,全黑暗條件下幼苗活力指數(shù)和幼苗存活率相對較低,與在全光照和光照∶黑暗=12h∶12h條件下存在著顯著差異,而全光照與光照∶黑暗=12h∶12h則無顯著差異。結(jié)果表明,光照12h以上有利于枳殼幼苗生長。
表4 不同光照對枳殼幼苗生長的影響
2.2.2 不同溫度對枳殼幼苗生長的影響
從表5可以看出,25℃常溫條件下的幼苗活力指數(shù)和幼苗存活率均最高;35℃恒溫條件下幼苗活力指數(shù)雖高,但幼苗存活率低,極顯著低于25℃常溫條件,幼苗易枯黃死亡;25℃/15℃變溫條件下,幼苗活力指數(shù)很低,存在著極顯著差異,但幼苗存活率極高,1株幼苗一直存活。結(jié)果表明,25℃的幼苗活力指數(shù)和幼苗存活率最高。
表5 不同溫度對枳殼幼苗生長的影響
2.2.3 不同NaCl脅迫對枳殼幼苗生長的影響
從表6可以看出,枳殼種子具有一定的抗鹽能力,在NaCl濃度為0.1~0.5mol/L濃度下幼苗仍能存活,但生長狀況相對較差。0.1、0.3、0.5mol/L各濃度之間無顯著差異,但都與對照之間均存在著顯著差異。結(jié)果表明,NaCl脅迫對枳殼幼苗生長的影響顯著。
表6 不同NaCl脅迫對枳殼幼苗生長的影響
光不是所有種子萌發(fā)都必需的條件,但是對一些需光性種子則是必需的。對于需光性種子,光可以改變種皮的透性,提高種子中某些酶和生理活性型光敏素的含量,同時某些光化學(xué)過程可以消除短日照下形成的萌發(fā)抑制劑,以及提高生長素的含量??傊馔苿踊虼龠M(jìn)了這類種子的新陳代謝。本研究結(jié)果表明,枳殼種子萌發(fā)對光照沒有特殊要求,單調(diào)全黑暗條件下幼苗的生長狀況不佳,苗弱易黃化。
適宜的溫度能促進(jìn)種子的吸水速度,并使酶促過程和呼吸作用加強(qiáng),使貯藏的養(yǎng)分快速變成胚能利用的可溶性狀態(tài)。不同種子萌發(fā)的溫度上限不同。研究表明,溫度對火棘種子萌發(fā)影響顯著,種子萌發(fā)的最適溫度在15~25℃之間,萌發(fā)率達(dá)82.50%以上[4]。而萵苣和菠菜種子在高于28℃時便不能發(fā)芽,相反,南瓜的種子在43℃,玉米甚至在接近50℃時仍能發(fā)芽[1]。但大部分種子萌發(fā)的最適溫度為20~25℃。有研究表明變溫能促進(jìn)煙草種子萌發(fā)[5]。本研究結(jié)果表明,枳種子萌發(fā)的最適溫度為25℃左右,在此溫度條件下,出苗快且出苗齊。對于幼苗來說,25℃溫度下,幼苗活力指數(shù)與幼苗存活率均高;而35℃溫度下,幼苗活力指數(shù)雖高,苗壯,但存活率不高,幼苗生長一段時間后就逐漸枯黃死亡。這一結(jié)果與前人的研究基本一致。
隨著NaCl脅迫濃度的升高,作物的發(fā)芽時間推遲,發(fā)芽率逐漸降低[6]。番茄種子當(dāng)鹽分濃度達(dá)到60mmol/L時,發(fā)芽就明顯受阻,且當(dāng)濃度升高到120mmol/L時,就難以發(fā)芽了[7]。苦瓜不同品種的發(fā)芽率在相同NaCl濃度下雖然存在著極顯著差異,但當(dāng)濃度達(dá)到150mmol/L時,各品種均難以發(fā)芽[8]。黃瓜的耐鹽性較強(qiáng),一般濃度在30mmol/L以下的濃度范圍內(nèi),各品種均可發(fā)芽[9]。此外,在低鹽濃度下可以顯著提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢,當(dāng)超過一定濃度時,發(fā)芽率便會逐漸降低[10]。鹽脅迫對植物的傷害表現(xiàn)在滲透脅迫和離子毒害2個方面[11-12],不但使種子不能萌發(fā)或延遲發(fā)芽,幼苗生長也同樣受抑制。棉花幼苗對鹽脅迫比較敏感,無論鹽濃度的高低,都對棉苗生長產(chǎn)生不同程度的抑制作用,導(dǎo)致幼苗生長緩慢、子葉面積小、根系發(fā)育不良、幼苗干物質(zhì)積累少。這種影響隨NaCl濃度的增加而變大,且以0.5%NaCl濃度為閥值[13]。本研究結(jié)果表明,枳殼種子及幼苗均有一定的抗鹽能力,在0.1~0.3mol/L范圍內(nèi)種子和幼苗都能正常生長。
本研究在前人的研究基礎(chǔ)上研究了光照、溫度和NaCl脅迫對枳殼種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。綜合來看,3種影響因素的最佳處理組合為:光照-光照∶黑暗=12h∶12h,溫度-常溫25℃,NaCl脅迫-盡量低的濃度。
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