曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，阜新123000）

不同溫度對刺榆種子發(fā)芽特性的影響*

曹宇

（遼寧省固沙造林研究所，阜新123000）

在實驗室條件下對刺榆種子進行發(fā)芽試驗的結(jié)果表明：刺榆種子在10～35℃均能發(fā)芽，最佳發(fā)芽溫度為25℃，發(fā)芽率達90%以上，種子的發(fā)芽活力最強。不同溫度處理對刺榆種子發(fā)芽特性的影響均差異顯著，溫度的升高能明顯縮短種子的發(fā)芽時間，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)隨溫度升高而升高，達到最佳發(fā)芽溫度后，隨溫度增加而降低。不同溫度處理對種子發(fā)芽率的影響排序為25℃＞20℃與30℃＞35℃＞15℃＞10℃。10℃、15℃、20℃、30℃和35℃條件下種子的發(fā)芽活力較最佳溫度條件分別下降92%、67%、33%、34%和57%。

刺榆；種子；溫度；發(fā)芽特性

刺榆（Hemiptelea davidii）屬榆科刺榆屬落葉小喬木或呈灌木狀，樹高可達10 m，常生于海拔2 000 m以下的坡地次生林中，也常見于村落路旁、土堤、石礫河灘，萌發(fā)力強[1]。刺榆耐干旱貧瘠，各種土質(zhì)均能生長，是優(yōu)良的固沙樹種，因其樹枝有棘刺，生長迅速，牲畜難以靠近，也是營建生物圍欄的理想樹種，在維持區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)功能及生物多樣性保護方面具有積極的促進作用[2]。刺榆在我國東北、華北等省區(qū)有少量分布，天然分布區(qū)位于內(nèi)蒙古通遼市科左后旗，為我國珍稀瀕危樹種，其在科爾沁沙地內(nèi)以建群種存在，并形成群落，屬于我國新的沙地植被類型[3]。刺榆花期4～5月份，種子初成熟期在9月底至10月初，不同種源地區(qū)種子千粒質(zhì)量為2.775～4.330 g，11月中下旬為最佳采集時間，翌年春季5月上旬播種[4]。刺榆種子極易喪失發(fā)芽能力，有報道7月份進行發(fā)芽試驗，種子發(fā)芽率為0[5-6]。目前，關(guān)于刺榆種子發(fā)芽特性的研究報道較少，為了保護和開發(fā)利用好這一種質(zhì)資源，本研究在實驗室條件下對刺榆種子進行不同溫度條件下的發(fā)芽試驗，探究溫度對刺榆種子發(fā)芽特性的影響，以期為指導(dǎo)生產(chǎn)實踐提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料為2015年11月份采自遼寧省固沙造林研究所章古臺基地萬畝林實驗區(qū)15年生刺榆人工林。地處科爾沁沙地東南緣的遼寧省彰武縣北部，屬溫帶季風(fēng)性亞濕潤干旱區(qū)森林-草原氣候，年降水量450 mm，年均氣溫6.3℃，最高氣溫42℃。種子采收后陰干1～2天，除雜后收入布袋，置于通風(fēng)干燥處，于2016年4月進行種子發(fā)芽試驗。

1.2 試驗方法

試驗前對刺榆種子以1‰高錳酸鉀溶液進行浸種消毒。試驗設(shè)置10、15、20、25、30、35℃共6個不同溫度處理，每個處理設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)隨機選取100粒刺榆種子，采用濾紙法置于培養(yǎng)皿中，放入GZP-250S恒溫培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。種子發(fā)芽以胚根突破種皮≥1 mm為標準，試驗過程中每天記錄種子發(fā)芽數(shù)，并保持濾紙濕潤，直至連續(xù)2天無新種子發(fā)芽為止，視為發(fā)芽結(jié)束。統(tǒng)計種子發(fā)芽數(shù)，同時測量發(fā)芽種子芽長，計算不同溫度處理條件下的發(fā)芽率、日平均發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)[7]。

式中，Gt為在t日的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；S為幼苗的生長勢（以芽長表示）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel2007軟件對數(shù)據(jù)進行處理、繪圖，用SPSS20.0軟件進行單因素方差分析及差異比較，百分率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦平方根轉(zhuǎn)換后再進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對刺榆種子發(fā)芽的影響

種子發(fā)芽率是衡量種子質(zhì)量好壞的重要指標。由圖1可以看出，刺榆種子在10～35℃條件下均能發(fā)芽，10℃時發(fā)芽率最低，不足14%；15℃時發(fā)芽率明顯提高，接近40%；20℃時發(fā)芽率接近70%；25℃時發(fā)芽率最高，可達90%以上；30℃時發(fā)芽率開始降低，為70%左右；35℃時發(fā)芽率下降到50%以下。

種子的發(fā)芽過程表現(xiàn)為20～35℃內(nèi)種子的始發(fā)芽時間均為發(fā)芽試驗開始后的第4天，第5～7天為發(fā)芽的高峰期，至第8天發(fā)芽結(jié)束，種子的發(fā)芽周期為5天，整個發(fā)芽過程持續(xù)8天，日平均發(fā)芽率分別為8.63%、11.50%、8.94%和6.01%；在15℃條件下種子的始發(fā)芽時間有所延后，為發(fā)芽試驗的第6天，第7～9天為發(fā)芽的高峰期，第11天結(jié)束發(fā)芽，發(fā)芽周期為6天，整個發(fā)芽過程持續(xù)11天，日平均發(fā)芽率為3.61%；而在10℃條件下種子萌發(fā)受溫度影響的滯后現(xiàn)象明顯，至發(fā)芽試驗的第10天才開始有種子發(fā)芽，第13天結(jié)束發(fā)芽，發(fā)芽周期最短為4天，發(fā)芽時間最長為13天，而日平均發(fā)芽率只有1.05%。種子的發(fā)芽時間隨溫度升高而縮短。

圖1 不同溫度處理刺榆種子累計發(fā)芽率和日平均發(fā)芽率

對6個溫度處理刺榆種子的發(fā)芽率進行LSD多重比較（表1），發(fā)芽率除在20℃與30℃處理間比較差異無顯著外，各處理間種子的發(fā)芽率均差異顯著（P＜0.05）。不同溫度處理對刺榆種子發(fā)芽率影響的排序為25℃＞20℃與30℃＞35℃＞15℃＞10℃。結(jié)果表明刺榆種子發(fā)芽的最適溫度為25℃，當(dāng)溫度高于或低于25℃時，發(fā)芽率隨溫度的升高或降低而逐漸降低。

表1 不同溫度處理刺榆種子發(fā)芽率多重比較

2.2 不同溫度對刺榆種子發(fā)芽活力的影響

種子質(zhì)量的好壞不能單純以發(fā)芽率來衡量，還要綜合發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等種子活力指標。從不同溫度處理對刺榆種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)影響的統(tǒng)計分析結(jié)果來看（表2）：三項指標受溫度影響均差異顯著，10℃條件時最低，隨著溫度的升高而逐漸升高，在25℃條件時達到最高，而后隨溫度的增加而出現(xiàn)降低。這也進一步說明，25℃是刺榆種子發(fā)芽的最佳溫度，在該溫度條件下，種子發(fā)芽的整齊度最高，活力也最高。其他溫度處理與25℃時的三項指標均差異顯著，低于或高于最佳溫度條件下的種子劣變規(guī)律基本一致，種子的發(fā)芽活力均會受到不同程度的抑制。綜合三項指標，在10℃、15℃、20℃、30℃和35℃條件下種子的發(fā)芽活力較最佳溫度條件分別下降92%、67%、33%、34%和57%。在10℃、15℃、35℃溫度條件下，種子的發(fā)芽活力喪失均超過50%以上，說明溫度過低或過高均不利于刺榆種子的萌發(fā)。另外，發(fā)芽勢表現(xiàn)為30℃明顯高于20℃條件，活力指數(shù)則正相反，說明在相對較高溫度的恒溫條件下，加速了種子打破休眠的過程，能更快的達到種子萌發(fā)所需的積溫要求[8]，相反也對發(fā)芽種子的生長產(chǎn)生了一定程度的抑制作用[9-10]。

表2 不同溫度對刺榆種子發(fā)芽活力的影響

3 小結(jié)

3.1 刺榆種子在10～35℃范圍內(nèi)均能發(fā)芽，種子發(fā)芽的最佳溫度為25℃，發(fā)芽率達90%以上，發(fā)芽活力最高。刺榆種子的發(fā)芽特性受溫度影響顯著，種子的發(fā)芽時間隨溫度的升高而縮短，發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)隨溫度升高而提高，達到最佳溫度后，隨溫度增加而降低。溫度過低或過高均不利于刺榆種子的萌發(fā)。

3.2 生產(chǎn)實踐中很難達到實驗室條件下種子發(fā)芽的最佳溫度。刺榆在章古臺地區(qū)的播種時間主要集中在5月上中旬，地溫變化水平通常在20～30℃，播種時間的安排可根據(jù)實際地溫情況進行確定，當(dāng)?shù)販氐陀?5℃時，可對種子進行催芽處理或推遲播種時間；地溫高于25℃時，可適當(dāng)增加下種量，以保證出苗率。

3.3 本研究并未對影響刺榆種子萌發(fā)的極限溫度，以及在變溫條件下種子的發(fā)芽特征進行探討，今后有待進一步研究。

［1］中國科學(xué)院“中國植物志”編輯委員會.《中國植物志》［M］.第二十二卷.北京：科學(xué)出版社，1998.

［2］孫海紅.沙地刺榆生物圍欄技術(shù)［J］.防護林科技，2016(6): 115-117.

［3］白云鵬，韓大勇，董艷紅，等.科爾沁沙地刺榆群落的結(jié)構(gòu)特征［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2008，19(2):257-260.

［4］曹宇，王恩利，安宇寧，等.刺榆生物圍欄營建技術(shù)［J］.防護林科技，2016(10):115-117.

［5］孫海鵬.野生刺榆種子的采集利用［J］.內(nèi)蒙古林業(yè)，1992 (8):19.

［6］包哈森高娃，姜鵬，韓扎拉干白乙拉，等.淺談刺榆育苗及造林技術(shù)［J］.防護林科技，2015(11):117-120.

［7］顧增輝，徐本美，鄭光華.測定種子活力方法之探討-發(fā)芽的生理測定法［J］.種子，1982(3):11-17.

［8］劉文，劉坤，張春輝，等.種子萌發(fā)的積溫效應(yīng)-以青藏高原東緣的12種菊科植物為例［J］.植物生態(tài)學(xué)報，2011,35 (7):751-758.

［9］宋順華，宋松泉，吳萍，等.白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系［J］.園藝學(xué)報，2014，41(6):1 115-1 124.

［10］王婷婷.不同烘干溫度對森林土壤有機硫含量測定的影響［J］.林業(yè)科技，2016，41(3)：24-26.

第1作者簡介：曹宇（1983-），男，工程師，現(xiàn)從事林木育種方面研究工作。

（責(zé)任編輯：張亞楠）

S 759.2,S 792.19

A

1001-9499（2017）01-0009-03

2016-11-20

*遼寧省科學(xué)技術(shù)計劃項目“遼西北沙地生態(tài)修復(fù)技術(shù)研究示范”（2015103024）；中央財政林業(yè)科技推廣示范資金項目“遼西北沙地刺榆生物圍欄技術(shù)推廣”（遼2016TG14）