張浩斌，王 喆，楊秀博，劉天義，張 鵬

(東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，哈爾濱 150000)

花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)屬于木犀科白臘屬，是我國東北地區(qū)的重要硬闊葉用材樹種，具有重要的經(jīng)濟(jì)價值?；ㄇ饕糠N子繁殖，但種子直接萌發(fā)僅有部分種子發(fā)芽且發(fā)芽率較低，尤其是在較低的溫度條件下發(fā)芽困難，而經(jīng)過層積處理后種子發(fā)芽率會有很大的提高[1]。通常，GA3(赤霉素)、乙烯、6-BA(6-芐基腺嘌呤)、KT(激動素)等植物生長調(diào)節(jié)劑處理對于一些休眠種子破除休眠和萌發(fā)有促進(jìn)作用[2]。據(jù)報道，赤霉素可以提高珊瑚樸(Celtisjulianae)[3]、樟子松(Pinussylvestrisvar．mongolicaLitv．)[4]、水曲柳(FraxinusmandschuricaRupr.)[5]、燈籠樹(EnkianthuschinensisFranch.)[6]和遼東楤木(Araliaelata)[7]等種子的發(fā)芽率；細(xì)胞分裂素(6-BA、KT等)能夠促進(jìn)假龍頭(PhysostegiavirginianaL.)[8]、向日葵(HelianthusannuusL.)[9]和天人菊(GaillardiaaristataPursh.)[10]等種子的萌發(fā)；乙烯利能夠刺激棉花[11]、玉米[12]和革葉鐵欖[Sinosideroxylonwightianum(Hook. et Arn.) Aubr.][13]等種子的萌發(fā)。層積處理對萌發(fā)溫度為10℃的水曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著的影響[14]。但植物生長調(diào)節(jié)劑處理是否可以打破花曲柳種子休眠、是否可以促進(jìn)層積處理后種子的萌發(fā)尚不清楚。以花曲柳種子為材料，研究經(jīng)過層積處理和未層積種子經(jīng)不同種類、不同濃度植物生長調(diào)節(jié)劑處理后的萌發(fā)表現(xiàn)，確定植物生長調(diào)節(jié)劑浸種和層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的作用，為花曲柳種苗培育過程中打破種子休眠提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

花曲柳種子采購自品農(nóng)林木花卉草坪種子經(jīng)銷公司(采種地為吉林省)，種子于室溫(20℃～23℃)條件下貯藏備用。

層積處理：取部分種子用冷水(20℃)浸種72 h，每24 h換水一次。浸種后種子經(jīng)0.5%的KMnO4溶液消毒30 min，用清水沖洗干凈，經(jīng)清毒處理后的種子于低溫(5℃)培養(yǎng)箱內(nèi)裸(無基質(zhì))層積4周。在層積處理種子層積結(jié)束前72 h取部分未層積種子作為對照，未層積種子按相同方法浸種并消毒。

植物生長調(diào)節(jié)劑處理：將未層積和層積處理后的種子分別置于不同濃度(10-6mol/L、10-5mol/L、10-3mol/L)的GA3、6-BA、乙烯利和KT溶液中，在室溫?zé)o光條件下浸泡24 h，以蒸餾水浸泡24 h為對照。

發(fā)芽實驗：選取直徑為9 cm的塑料培養(yǎng)皿，將經(jīng)過不同激素浸種的種子置于其中，培養(yǎng)皿底部放置一層濾紙，每個處理有4次重復(fù)(4個培養(yǎng)皿)，每個培養(yǎng)皿放置25粒種子，將培養(yǎng)皿置于25℃(無光照)人工氣候箱中進(jìn)行發(fā)芽實驗。萌發(fā)試驗共持續(xù)30 d，每天觀察并記錄種子萌發(fā)情況，當(dāng)種子的胚根伸長突破種皮2 mm則記為種子萌發(fā)。試驗結(jié)束后，計算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時間。種子發(fā)芽能力指標(biāo)計算公式如下：

(1)

發(fā)芽指數(shù)(IG)=∑Gt/tg

(2)

平均發(fā)芽時間(TMG)=(∑Gt×tg)/∑Gt

(3)

式中：tg為發(fā)芽時間(d)，Gt為與tg相對應(yīng)的每日發(fā)芽種子數(shù)。

數(shù)據(jù)處理：使用Microsoft Excel 2016軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，使用SPSS 18.0軟件對發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和平均發(fā)芽時間三個指標(biāo)進(jìn)行雙因素方差分析(發(fā)芽率為百分?jǐn)?shù)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行方差分析)，方差分析結(jié)果為顯著時，則采用Duncan氏新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 1)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率只有27.75%，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(61.5%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了1.2倍(Table 1)。

表1 層積與GA3浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.1 Variance analysis of effect of stratification and GA3 soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，但植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理和低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率均存在顯著影響(P<0.05)(Table 1)。未經(jīng)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)為0.45，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.51)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.4倍。經(jīng)10-3mol/LGA3浸種處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高(1.42)，顯著高于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑GA3處理，與對照相比提高了89.33%(Table 1)。

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理的交互作用對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，但植物生長調(diào)節(jié)劑GA3浸種處理和低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間均存在極顯著影響(P<0.01)(Table 1)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為17.86 d，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(13.8 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了4 d。經(jīng)10-3mol/LGA3浸種處理的種子平均發(fā)芽時間最短(13.04 d)，顯著短于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑GA3處理，與對照相比縮短了4 d(Table 1)。

2.2 KT浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為19.50%，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(54.75%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了1.8倍。經(jīng)10-3mol/LKT浸種處理的種子發(fā)芽率最高(45%)，顯著高于10-6mol/LKT浸種處理，與對照相比提高了16.88%(Table 2)。

表2 層積與KT浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.27，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.13)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了3.2倍。經(jīng)10-3mol/LKT浸種處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高(0.85)，顯著高于10-6mol/LKT浸種處理，與對照相比提高了13.33%(Table 2)。

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理的交互作用對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑KT浸種處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對種子平均發(fā)芽時間存在極顯著影響(P<0.01)(Table 2)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為20.16 d，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(15.39 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了5 d(Table 2)。

2.3 乙烯利浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)的影響

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為15.25%，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(57%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.7倍(Table 3)。

表3 層積與乙烯利浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.3 Variance analysis of effect of stratification and ethephon soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.21，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.23)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了4.9倍(Table 3)。

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理的交互作用對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑乙烯利浸種處理對種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，但低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間存在極顯著影響(P<0.01)(Table 3)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為19.94 d，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(14.67 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了5 d(Table 3)。

2.4 6-BA浸種與層積處理對花曲柳種子萌發(fā)特性的影響

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽率沒有顯著影響(P>0.05)，低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽率存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率為16%，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽率(56.75%)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了2.5倍(Table 4)。

表4 層積與6-BA浸種處理對花曲柳種子萌發(fā)能力影響的方差分析結(jié)果Tab.4 Variance analysis of effect of stratification and 6-BA soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)只有0.21，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的發(fā)芽指數(shù)(1.11)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子提高了4.3倍(Table 4)。

低溫(5℃)層積處理對花曲柳種子平均發(fā)芽時間沒有顯著影響(P>0.05)，低溫(5℃)層積處理和植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理的交互作用對種子發(fā)芽指數(shù)沒有顯著影響(P>0.05)，但植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA浸種處理對種子發(fā)芽指數(shù)存在極顯著影響(P<0.01)(Table 4)。未經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間為17.42 d，而經(jīng)低溫(5℃)層積處理種子的平均發(fā)芽時間(15.39 d)比未經(jīng)低溫(5℃)層積種子縮短了2 d。經(jīng)10-6mol/L6-BA浸種處理的種子平均發(fā)芽時間最短(11.16 d)，顯著短于其他濃度植物生長調(diào)節(jié)劑6-BA處理，與對照相比縮短了5 d(Table 4)。

3 結(jié)論

低溫層積處理(4周)對于提高花曲柳種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有明顯促進(jìn)效果。不同外源激素浸種處理對于花曲柳種子發(fā)芽率的提高均無明顯促進(jìn)作用，除10-3mol/LGA3浸種處理可顯著提高種子發(fā)芽指數(shù)和縮短平均發(fā)芽時間外，其他激素處理對于提高種子發(fā)芽指數(shù)和縮短平均發(fā)芽時間均無明顯效果。