浸種時(shí)間對(duì)濕地松種子發(fā)芽的影響

馬宏倫 傅 鋒 黃顯清 陳振生

(廣西國有博白林場(chǎng) 玉林 537600)

濕地松(Pinuselliottii)為速生常綠喬木，原產(chǎn)于北美東南沿海、古巴、中美洲等地，喜生于海拔150～500 m的潮濕土壤，濕地松既抗旱又耐澇、耐瘠，有良好的適應(yīng)性和抗逆力，因此在世界上的分布極廣，中國山東以南的地區(qū)適宜栽植，它的松脂和木材收益高。目前濕地松普遍采用種子繁殖方式培育苗木，提高種子發(fā)芽能力是培育苗木的關(guān)鍵技術(shù)之一。在苗木培育過程中，水分是限制種子萌發(fā)的主要因素，只有在足夠的水分條件下，種子才會(huì)萌發(fā)。種子萌發(fā)從吸水開始，種子吸脹過程中，處于靜止?fàn)顟B(tài)的干種子迅速吸收氧氣，進(jìn)行氧化磷酸化反應(yīng)，為種子萌發(fā)提供物質(zhì)和能量，種胚從靜止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)到生理代謝旺盛的生長發(fā)育階段(植物細(xì)胞發(fā)生分裂、伸長，幼苗結(jié)構(gòu)分化及成熟，特種特征形成和發(fā)展)[1-2]。

據(jù)前人研究結(jié)果，不同浸種時(shí)間對(duì)馬尾松(Pinusmassoniana)[3]、思茅松(P.kesiyavar.langhianensis)[4]、油松(P.tabulaefornis)[5]、山桐子(Idesiapolycarpa)[6]種子發(fā)芽影響顯著，但不同浸種時(shí)間對(duì)濕地松種子發(fā)芽影響沒見報(bào)道。本研究采取不同浸種時(shí)間度長下濕地松種子的發(fā)芽對(duì)比試驗(yàn)，研究最佳浸種時(shí)長，為深入研究濕地松種子繁殖、提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽整齊程度、苗木培育等方面提供基礎(chǔ)資料和可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用濕地松種子采自廣西玉林市博白縣，該地位于廣西東南部沿海，北回歸線以南，受海洋季風(fēng)影響，終年氣溫較高，雨量較多。種子采收時(shí)間為2016年9月，千粒重為45.454 5 g，常規(guī)風(fēng)選和篩選。

1.2 試驗(yàn)方法

浸種時(shí)間為2018年1月5～11日，每天浸種1個(gè)處理，1月12日置培養(yǎng)皿培養(yǎng)觀察，至2月10日結(jié)束，歷時(shí)30 d。用21 ℃清水浸種，浸種時(shí)間設(shè)12、24、48、72、96、120、144 h共7個(gè)處理，浸種后用0.3%高錳酸鉀消毒15 min，然后用清水清洗干凈，置于培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，每個(gè)培養(yǎng)皿放置100粒濕地松種子，每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，培養(yǎng)基質(zhì)為濾紙，培養(yǎng)溫度為22 ℃。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法[7]

以胚根突破種皮，胚芽達(dá)種長1/2作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)[8]，每隔1 d觀察記錄1次發(fā)芽粒數(shù)。參照顏啟傳、吳曉珍等[9-11]的方法，計(jì)算種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，以種子發(fā)芽數(shù)達(dá)到高峰時(shí)計(jì)算其發(fā)芽勢(shì)，計(jì)算公式：

發(fā)芽率=n/N×100%,式中:n為正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供測(cè)種子總數(shù)。

發(fā)芽指數(shù)=Σ(Gt/Dt)，式中：Gt為不同時(shí)間T的發(fā)芽粒數(shù)，Dt為發(fā)芽試驗(yàn)天數(shù)。

發(fā)芽勢(shì)=Gpt/N×100%，式中：Gpt為達(dá)到高峰日時(shí)的發(fā)芽粒總數(shù)，N為供測(cè)種子總數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用SPSS 16.0進(jìn)行方差分析和Duncan多重比較,并建設(shè)數(shù)學(xué)模型。

2 結(jié)果與分析

2.1 7個(gè)浸種時(shí)間處理差異性評(píng)價(jià)

對(duì)7個(gè)處理發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行組間和組內(nèi)的單因素方差分析，結(jié)果表明：7個(gè)處理間浸種12、24、48、72 h等4個(gè)處理發(fā)芽率較高，其中浸種48 h發(fā)芽率最高，此4個(gè)處理間發(fā)芽率差異不顯著，與120 h和144 h 兩個(gè)處理發(fā)芽率差異顯著(P<0.05)；浸種120 h和144 h等2個(gè)處理發(fā)芽率較低。 7個(gè)處理間浸種48 h和72 h兩個(gè)處理發(fā)芽勢(shì)較高，浸種48 h發(fā)芽勢(shì)最高，此2個(gè)處理間發(fā)芽勢(shì)差異不顯著，與浸種12、120、144 h等3個(gè)處理差異顯著(P<0.05)；浸種12、120、144 h等3個(gè)處理發(fā)芽勢(shì)較低。7個(gè)處理間浸種24、48、72 h和96 h等4個(gè)處理發(fā)芽指數(shù)較高，其中浸種48 h發(fā)芽指數(shù)最高，此4個(gè)處理間發(fā)芽指數(shù)差異不顯著(P<0.05)，浸種120 h和144 h等2個(gè)處理發(fā)芽指數(shù)較低，分別與除12 h的其他處理差異顯著(P<0.05)。綜合發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)3個(gè)指標(biāo)，濕地松浸種時(shí)間為48 h的發(fā)芽最好(表1)。

表1 不同浸種時(shí)間對(duì)濕地松種子發(fā)芽能力的影響

注：表中數(shù)據(jù)用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”的形式表示，同列標(biāo)不同小寫字母表示在α=0.05水平上差異顯著。

2.2 3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)建模分析

采用SPSS對(duì)3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型，采用二次曲線、復(fù)合曲線、生長曲線、對(duì)數(shù)曲線、三次曲線、S曲線、指數(shù)曲線、逆函數(shù)、冪函數(shù)和邏輯函數(shù)等10種曲線比較，3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均為三次曲線擬合度最高，因此，采用三次曲線建立發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)模型。

2.2.1 發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型和曲線圖

采用三次曲線建立的發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型如下：

Y1=61.049 + 0.852x- 0.0130x2+(4.172E-5)x3R2=0.775

式中，x= 浸種時(shí)間，Y1=發(fā)芽率

根據(jù)擬合的發(fā)芽率數(shù)學(xué)模型，繪制浸種時(shí)間-發(fā)芽率曲線(圖1)。

圖1 不同浸種時(shí)間下濕地松種子的發(fā)芽率

2.2.2 發(fā)芽勢(shì)數(shù)學(xué)模型和曲線圖

采用三次曲線建立的發(fā)芽勢(shì)數(shù)學(xué)模型如下：

Y2=9.825+1.611x-0.020x2+(6.571E-5)x3R2=0.644

式中，x= 浸種時(shí)間，Y2=發(fā)芽勢(shì)

根據(jù)擬合的發(fā)芽勢(shì)數(shù)學(xué)模型，繪制浸種時(shí)間-發(fā)芽勢(shì)曲線(圖2)。

圖2 不同浸種時(shí)間下濕地松種子的發(fā)芽勢(shì)

2.2.3 發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型和曲線圖

采用三次曲線建立的發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型如下：

Y3=4.072+0.148x-0.002x2+(6.659E-6)x3R2=0.735

式中，x=浸種時(shí)間，Y3=發(fā)芽指數(shù)

圖3 不同浸種時(shí)間下濕地松種子的發(fā)芽指數(shù)

根據(jù)擬合的發(fā)芽指數(shù)數(shù)學(xué)模型，繪制浸種時(shí)間-發(fā)芽指數(shù)曲線(圖3)。

3 結(jié)論與討論

(1)任雅君等人對(duì)藍(lán)花楹(Jacarandaacutifolia)在2種水溫浸種下發(fā)芽指標(biāo)影響研究，種子萌發(fā)過程中所進(jìn)行的一系列生理生化過程，均是在一系列酶的催化下完成，而酶催化反應(yīng)與溫度密切相關(guān)，不同水溫浸種對(duì)藍(lán)花楹種子的萌發(fā)有明顯影響[12]。陳國彪等人對(duì)西南樺(Betulaalnoides)在4種培育溫度下發(fā)芽指標(biāo)影響研究，培育溫度對(duì)西南樺種子的發(fā)芽率并無顯著影響，但對(duì)其發(fā)芽速度、芽苗生長速度影響顯著[13]。本試驗(yàn)是在浸種清水溫度為21 ℃、培育溫度為22 ℃下的試驗(yàn)結(jié)果，不同浸種水溫和培育溫度濕地松發(fā)芽情況可能不同。

(2)對(duì)于浸種時(shí)間對(duì)種子活力的影響觀點(diǎn)不一，一般以種子完成物理吸水過程為好。范鎮(zhèn)貞等[14]對(duì)嘉氏羊蹄甲(Bauhiniagalpinii)種子及李淑嫻等對(duì)山桐子的浸種試驗(yàn)表明，吸水不充足會(huì)降低種子發(fā)芽率，浸種時(shí)間過長會(huì)造成種子腐爛，試驗(yàn)結(jié)果與本試驗(yàn)相似。

(3)通過采用10種曲線擬合，3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均為三次曲線擬合度最高。在12～144 h 時(shí)間內(nèi)，曲線反映3個(gè)發(fā)芽指標(biāo)由低到高，再到低的過程，與試驗(yàn)結(jié)果相吻合。

(4)在7個(gè)浸種時(shí)間中，三個(gè)發(fā)芽指標(biāo)均呈現(xiàn)由低到高再到低的趨勢(shì)，在浸種水溫21℃下最佳浸種時(shí)間為48 h。目前濕地松浸種時(shí)間普遍為24 h，根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果,濕地松浸種48 h的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)分別比浸種24 h的高出1.78%、2.70%和10.62%。