環境因子對小紫珠種子萌發特性的影響

高會榮

摘要 以小紫珠為試材，測定其種子萌發特性及其對環境因子的響應。結果表明，小紫珠種子的最適萌發溫度為25 ℃，40 ℃浸種24 h發芽率可達88.99%。在25 ℃，黑暗環境有利于種子萌發，GA3和6-BA溶液浸種對種子發芽影響較小;小紫珠種子對鹽分反應敏感，發芽率隨NaCl濃度的升高明顯下降，NaCl濃度為300 mmol/L時種子不能萌發。

關鍵詞 小紫珠;浸種;光照;溫度;激素;鹽分

中圖分類號 S-718.45? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）13-0117-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.13.028

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Effects of Environmental Factors on Germination Characteristics of Callicarpa dichotoma Seeds

GAO Hui rong

（Tangshan Institute of Landscape Architecture， Tangshan， Hebei 063000）

Abstract Taking Callicarpa dichotoma as test materials， the seed germination characteristics of Callicarpa dichotoma and its response to environmental factors were determined. The results showed that the seed germination of the most suitable temperature was 25 ℃ and the germination rate of the seeds soaked at 40 ℃ for 24 h was 88.99%. The dark environment was conducive to seed germination at 25 ℃， GA3 and 6 BA solution had little effect on seed germination. The seeds of Callicarpa dichotoma were sensitive to salinity and the germination rate decreased with the increase of NaCl concentration. The seeds could not germinate when the concentration of NaCl was 300 mmol/L.

Key words Callicarpa dichotoma;Presoaking treatmeant;Light;Temperature;Hormone;Salinity

小紫珠（Callicarpa dichotoma K.Koch）又名白堂子樹，是馬鞭草科（Verbenacea）紫珠屬（Callicarpa）落葉灌木，原產于我國華北中部至華南地區，多生長于海拔 200～600 m 低矮山區溪邊和山坡灌叢中，日本、朝鮮等地也有分布[1-2]。株高1～2 m，聚傘花序，花小，淡紫色，花期5—6月;核果球形，藍紫色，顏色鮮艷有光澤，果期9—11月。小紫珠果實色美有光澤，經冬不落，秋季紫果累累，布滿樹冠，且植株較耐干旱和寒冷，是北方地區優良美麗的觀果植物，可作為林下灌木應用，還可作為盆景觀賞，果枝也是美麗的切花花材。目前，對于小紫珠的研究較少，主要集中于耐旱性研究和扦插繁殖等方面，種子繁殖可以獲得大量生長健壯、抗逆性強的苗木，前人研究表明，自然播種條件下小紫珠種子出種率低[2]。筆者研究了不同浸種、光照、溫度、鹽分和植物激素處理對小紫珠種子萌發的影響，探討適合小紫珠種子萌發的環境條件，以期為播種育苗及大量繁殖提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試種子于2019年11月中旬采自唐山植物園，經清水搓洗、去除雜質、自然風干后，于4 ℃干燥保存。

1.2 測定項目與方法

用卡片隨機數出5組試樣，以每1 000粒種子為單位進行稱重（g），5次重復，取平均值，得到千粒重。采用烘干法，隨機抽取500粒種子進行稱量，105 ℃烘干12 h后稱重，得含水量，重復3次。隨機選取500粒種子，稱重后25 ℃恒溫水浴，前12 h每隔2 h 取出，用紗布吸干其表面水分后稱重，后每12 h稱重1次，至種子質量不再變化，計算其吸水率，重復3次。

含水量=（種子重量-烘干后種子重量）/種子重量

吸水率=（種子吸收水后重量-干種子重量）/干種子重量[3]

1.3 萌發試驗

萌發試驗于2019年12月至2020年3月在GXM-168A光照培養箱（寧波江南儀器廠生產）內進行。試驗前用水選法選取顆粒飽滿的種子，在0.5% KMnO4 中浸泡消毒30 min后，用蒸餾水清洗，晾干后備用。

研究浸種、光照、溫度、鹽分和植物激素5個環境因子對小紫珠種子萌發和幼苗生長的影響，不同處理均選取30粒飽滿、大小均勻的種子進行試驗，將種子均勻地置于培養皿中，下鋪紗布保持濕潤，重復3次。除浸種處理的種子以外，其他處理的種子均在試驗前經過8 h、40 ℃溫水浸種處理。各試驗處理設置如下：

（1）浸種處理：于25、40 ℃浸種處理24 h，在25 ℃和12 h/d，2 000 lx光照環境下進行萌發試驗。

（2）光照：在25 ℃下設置2個處理，分別為持續黑暗和周期性光照（12 h/d光照，強度2 000 lx;12 h/d黑暗）。

（3）溫度：在25 ℃和12 h/d 2 000 lx的條件下，設置5個溫度水平處理，分別為15、20、25、30和35 ℃。

（4）鹽分：在25 ℃和12 h/d 2 000 lx的條件下，采用 NaCl溶液浸泡種子進行鹽脅迫。NaCl溶液質量濃度設置0（蒸餾水）、25、50、100、200、300、400 mmol/L處理。

（5）植物激素：在25 ℃和12 h/d 2 000 lx的條件下，設7個處理，即GA3濃度分別為100、200、500和1 000 mg/L，6-BA濃度分別為100、200和300 mg/L。小紫珠種子在GA3和6-BA水溶液中浸種48 h，以蒸餾水浸泡作為CK，沖洗后置于培養皿內進行萌發試驗。

1.4 數據統計與處理

以萌發率、萌發指數和活力指數作為觀測指標，每隔24 h記錄種子的發芽情況，種子萌發以胚根突破種皮2 mm為標準，逐日統計發芽數，計算萌發率、萌發指數和活力指數。

萌發率=萌發的種子數/供試種子數×100%

萌發指數GI=∑（Gt/Dt），式中，Gt 為第t天種子的萌發數，Dt是總發芽天數。

活力指數VI=GI×S，式中，S為萌發第15天的幼苗鮮重[4] 。

采用SPSS 20.0和Excel軟件對所測數據進行統計分析，用平均值和標準誤表示測定結果。分別對萌發率、萌發指數和活力指數在不同處理間進行單因素方差分析，用LSD法和Duncan法對數據進行多重比較和顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 種子形態特征

經稱量，種子的千粒重為（0.826 1±0.008 1） g;經測定計算，種子含水率為（4.71±0.04）%，進行25 ℃恒溫水浴吸脹試驗，3 d后測定種子的吸水率為33.18%。小紫珠種子屬于小粒種子，種皮堅硬，含水率低，該特征使得小紫珠的種子易保存，對不良環境有較強的耐受力。

2.2 浸種對種子萌發的影響

由表1可知，40 ℃浸種處理24 h種子的各項指標均明顯高于25 ℃，其中萌發率增加了13.33百分點?？梢?，40 ℃浸種有效提高了種子發芽率，因此在后續試驗中均使用40 ℃浸種24 h打破休眠再進行試驗。

2.3 光照對種子萌發的影響

由表2可知，2種不同光環境處理的萌發率相同，但是全黑暗環境條件下的萌發指數明顯高于周期性光照處理，更有利于種子的早期萌發，而活力指數周期性光照處理高于全黑暗處理，且全黑暗處理的幼苗較為細弱黃化。

2.4 溫度對種子萌發的影響

隨著溫度的升高，小紫珠種子萌發率先升高后下降。溫度低，種子的起始萌發時間長，各發芽指標均低，15 ℃時種子不能萌發;20、25、30、35 ℃時起始萌發時間均為第3天，在20和25 ℃時，起始萌發時間最短，在試驗的7 d內，萌發率均達到60%，而且25 ℃幼苗最為粗壯，更有利于幼苗的生長。當溫度高于30 ℃時，整體萌發率和活力指數低于20、25 30 ℃處理，幼苗也較為細弱，或出現幼苗根部變黑、變軟的現象，不利于其生長。因此，較低溫度和較高溫度均不利于小紫珠種子萌發和幼苗生長，最適的萌發溫度為25 ℃（表3）。

2.5 植物激素對種子萌發的影響

2.5.1 GA3對種子萌發的影響。

GA3作為一種高效的植物激素，是植物生長發育過程中的重要調節物質，能夠代替低溫層積打破種子休眠[5]。使用GA3溶液浸種能提高長果綠絨蒿種子[6]、小酸模[7] 、胭脂花[8]等植物種子的發芽率、發芽勢、發芽指數，縮短平均發芽時間，加快種子發芽速度，提高種子的發芽能力。由表4可知，經過不同濃度GA3溶液浸泡48 h的小紫珠種子的萌發率相差不大，在100～1 000 mg/L，隨著GA3溶液濃度的增高，種子的萌發率先增大后降低，其中以500 mg/L GA3處理的萌發率、萌發指數和活力指數較好，其中萌發率高達92.22%，但是各處理間差異不顯著。并且隨著GA3濃度的升高，小紫珠幼苗變得細長，說明GA3濃度過高反而不利于其生長。

2.5.2 6-BA對種子萌發的影響。

6-BA細胞分裂素可以誘導休眠芽生長，促進細胞分裂，促進種子發芽[9]。由表5可知，經過不同濃度6-BA溶液浸泡48 h的小紫珠種子的萌發率變化不大，隨著6-BA溶液濃度的升高，種子的發芽率呈降低趨勢，其中以100 mg/L 6-BA處理的萌發率、萌發指數和活力指數最高，萌發率高達90.00%，但是各處理間差異不顯著，由此可見，小紫珠種子對6-BA溶液不敏感，對其萌發影響不大。

2.6 鹽分對種子萌發的影響

由表6可知，隨著NaCl濃度的升高，種子的萌發率、萌發指數和活力指數逐漸降低。當NaCl溶液濃度達到200 mmol/L時，50%以上的種子不能萌發;當NaCl濃度達到300 mmol/L時，種子不再萌發。隨著NaCl溶液濃度的升高，幼苗長勢變弱，萌發和生長緩慢，根尖變黑。由此可知，小紫珠的種子對鹽分反應敏感，鹽分過高的環境不利于其幼苗生長。

3 討論

種子萌發需要適宜的水、氧氣、溫度或光照等環境因子，不同種子萌發所需環境條件不同。小紫珠的種子是小粒種子，種皮堅硬，內貯藏物質含量很少，種苗細弱，對環境因子的反應較為敏感。該研究對影響小紫珠種子萌發的環境因素進行單因素分析，結果表明，熱水浸種處理是提高小紫珠種子萌發率的有效方法，可以提高萌發率13.33百分點。熱水浸種能夠有效地打破某些種子機械休眠，提高種子的發芽率，也是操作簡單、經濟環保、效果顯著的催芽方法，在大量育種中有顯著優勢[10]，目前已在金合歡、銀合歡、臺灣相思、任豆等植物中的發芽試驗中得到證實[11]。溫度是影響小紫珠種子萌發的重要因素，在15～35 ℃，隨著溫度的升高發芽率先升高后降低，這與蒙古蕕[12]、沙芥[13] 等植物的發芽規律相同，當溫度為25 ℃時，種子發芽率最高，種苗也較為健壯。當溫度為15 ℃時，種子不再萌發，高于30 ℃時，萌發率下降，且種苗生長緩慢。光照是影響小紫珠種子萌發的另一重要因素，黑暗環境對小紫珠種子萌發率的影響小，但可以縮短種子完全萌發的時間，有利于種子早期的萌發，考慮到小紫珠的種子細小，在播種生產時可以適當覆蓋細砂，以提高萌發率和萌發的整齊性。

GA3和6-BA作為一種高效的植物激素，能夠打破種子休眠，提高種子的發芽率，不同植物對GA3和6-BA的反應不同，GA3對藍花棘豆[14] 、巨傘鐘報春[15] 、蒼術[16] 的種子的影響均表現出苗率隨著GA3濃度的增高呈先上升后下降的趨勢;6-BA能夠促進馬藺[9]種子的萌發，對綠絨蒿[17]種子的萌發卻有抑制作用。該研究中，小紫珠對于植物生長激素GA3和6-BA的反應不敏感，不同濃度浸泡48 h后對種子的萌發率影響不大，其中200 mg/L GA3和100 mg/L 6-BA浸泡可以提高種子的萌發率，但是影響不明顯。小紫珠對于鹽分反應敏感，隨著鹽分濃度的增大，種子的萌發率、萌發指數和活力指數快速降低，種子出苗時間延長，這與關于花花柴[18]、高粱[19]和蕓豆[20]的研究報道一致。當NaCl溶液的濃度達到300 mmol/L時，種子不再萌發。當小紫珠在鹽堿地播種時，應重視土壤中鹽分對其影響或者播種時期加強灌溉，降低土壤鹽度，從而促進種子發芽。

該研究探索了小紫珠種子的萌發特性，對種子萌發條件進行了研究，有關于熱水浴的時間和溫度、植物激素、水分等因素對小紫珠種子萌發特征的影響還需進行進一步研究，這對小紫珠植株的生產和應用推廣有著重要意義。

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