山杜英種子品質(zhì)檢驗(yàn)及催芽技術(shù)研究

容仁立，黃永芳，王 溢，張 暉，王明祖，李珊珊

(1.臺(tái)山市森林病蟲害防治站，廣東臺(tái)山 529000；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州 510642；3.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，廣東廣州 510225)

山杜英(Elaeocarpussylvestris)，是杜英科(Elaeocarpaceae) 杜英屬常綠闊葉速生樹種，俗名羊屎樹、羊仔屎。產(chǎn)于我國(guó)浙江、福建、臺(tái)灣、江西、廣東、廣西、貴州等省份。在越南、日本等國(guó)家也有分布。其具備良好的生態(tài)價(jià)值和觀賞價(jià)值，是我國(guó)南方主要用材樹種，也是景觀和生態(tài)公益林樹種[1]。山杜英對(duì)土壤要求不高，適應(yīng)性強(qiáng)，在中性、微酸性和微堿性土壤上均能生長(zhǎng)，適宜于排水良好的酸性黃壤土和紅黃壤土中生長(zhǎng)。山杜英四季蒼翠，枝葉茂密，樹冠圓整，霜后部分變紅色，紅綠相間，適作園景樹、行道樹。坡地、林緣、庭前、路口叢植，也可栽作其他花木的背景樹，或列植成綠墻起隱蔽作用。因?qū)Χ趸蚩剐詮?qiáng)，可選作工區(qū)綠化和防護(hù)林帶樹種。山杜英以播種繁殖為主，也可以扦插育苗，一般于采種后隨即播種，也可將種子用濕沙層積至翌年春播。先以層積或溫湯處理或用GA浸種，有助發(fā)芽。一般扦插多選用3年生山杜英為母樹(枝條豐富)，選取母樹上生長(zhǎng)良好、無病蟲害的粗壯冠外枝為宜[2]。

目前，對(duì)山杜英的工作主要集中在育苗、苗木栽培、移植和造林方面[3]，對(duì)其種子品質(zhì)檢驗(yàn)方面的研究較少。筆者以廣東省臺(tái)山市紅嶺種子園提供的山杜英種子作為試驗(yàn)材料，對(duì)山杜英種子進(jìn)行品質(zhì)檢驗(yàn)[4]和催芽技術(shù)研究，旨在為山杜英種子的經(jīng)營(yíng)、調(diào)運(yùn)、貯存提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料山杜英種子由廣東省臺(tái)山市紅嶺種子園提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子生活力。從純凈種子中隨機(jī)提取山杜英種子4組，每組25粒，將山杜英剪開一小口后去除種皮，取出種仁后備用。種仁先放入盛有清水或濕濾紙器皿，種子全部處理完畢后將種仁放入2，3，5-三苯基氯化四唑溶液中后置于恒溫培養(yǎng)箱，溫度設(shè)置在30～31 ℃，24 h后取出種子切開，根據(jù)染色的部位和比例逐粒判斷種子的生活力[5-6]，對(duì)種子分為有生活力(紅色)和無生活力(未染色)2類。

1.2.2種子含水量。稱2份獨(dú)立分取的重復(fù)樣品，重量為5 g。對(duì)稱切成4片后放入鋁盒進(jìn)行稱重，放入烘箱中130～131 ℃烘干，時(shí)間為4 h[6-7]。

含水量=(容器和測(cè)定樣品原重量-容器和樣品烘干后重量)/測(cè)定樣品原重量×100%

1.2.3種子優(yōu)良度。從純凈種子中隨機(jī)提取山杜英種子4組，每組25粒，觀察種子外部情況，然后逐粒剖開，觀察種子內(nèi)部情況。凡種粒飽滿，胚和胚乳發(fā)育正常，呈該樹種新鮮種子特有顏色、彈性和氣味的為優(yōu)良種子；種仁萎縮或干癟，有異味的，為劣質(zhì)種子。并對(duì)空粒、澀粒、無胚粒、腐爛粒和蟲害粒進(jìn)行記錄[8]。測(cè)定結(jié)果以優(yōu)良種子的百分率表示，分別計(jì)算各重復(fù)的百分率，各重復(fù)之間的差距在最容許差距之內(nèi)就以4組重復(fù)的算術(shù)平均值作為該批種子的優(yōu)良度[9]。

1.2.4赤霉素(GA)催芽處理。參考文獻(xiàn)資料[9]采用3種濃度的GA對(duì)種子進(jìn)行催芽，濃度分別為200、400、600 mg/L，浸種時(shí)間為24 h，每重復(fù)100粒。同時(shí)以常溫水浸種處理作為對(duì)照(CK)。將用沙布包好的種子放入高錳酸鉀溶液中消毒30 min，然后用蒸餾水對(duì)種子進(jìn)行沖洗，直至洗去高錳酸鉀溶液的顏色后進(jìn)行沙床培養(yǎng)。層積種子時(shí)使用河沙基質(zhì)作為發(fā)芽床，播種后置于室外，發(fā)芽床保持一定含水量，每天記錄發(fā)芽數(shù)[10]。

1.3 發(fā)芽率的統(tǒng)計(jì)

種子發(fā)芽能力指標(biāo)：

發(fā)芽率=(n/N)×100%

式中，n為正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供試種子數(shù)。發(fā)芽勢(shì)為種子發(fā)芽達(dá)到高峰時(shí)正常發(fā)芽種子數(shù)與供試種子數(shù)的百分比。

1.4 數(shù)據(jù)處理采用Office Excel 2010進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理，利用SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和顯著性檢驗(yàn)。所有分析顯著性水平均設(shè)定為α=0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子生活力由表1可知，4個(gè)重復(fù)山杜英種子的平均生活力為80%，無生活力的種子占比為15%，占比較大，生理成熟后的種子在貯藏過程中質(zhì)量會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地逐漸下降，這種變化稱為老化或劣變[10]。種子因老化活力會(huì)降低，在儲(chǔ)存環(huán)境較差的條件下，種子內(nèi)部會(huì)發(fā)生一系列有害變化，最終導(dǎo)致種子活力喪失。受生長(zhǎng)環(huán)境影響，成熟度不同，種子休眠情況可能會(huì)有差別。此外，未染色的種粒主要為腐爛粒。

表1 種子生活力測(cè)定結(jié)果

2.2 種子含水量各重復(fù)山杜英種子含水量間的差距為0.11%，在容許差距0.80%內(nèi)，因此直接取2次測(cè)定的平均值為該種子的含水量，含水量平均值為23.46%，說明該批種子的含水量較高，種子飽滿[11]。

2.3 種子優(yōu)良度種子優(yōu)良度即種子的良種率是研究種子材料中優(yōu)良種子數(shù)量與供檢種子總數(shù)的百分比，是反映種子良種情況的重要指標(biāo)[12]。由表2可知，各組種子優(yōu)良度在84%～96%，①、④組的種子優(yōu)良度最小，為84%；③、②組的種子優(yōu)良度分別為88%、96%。該試驗(yàn)測(cè)得的山杜英種子優(yōu)良度平均為88%。由此可知，山杜英種子的優(yōu)良度較高，劣質(zhì)種子較少，劣質(zhì)種子以腐爛粒為主。

表2 種子優(yōu)良度測(cè)定結(jié)果

2.4 GA對(duì)種子發(fā)芽的影響從圖1、2可見，與CK相比，3個(gè)GA濃度處理的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均有所提高，600 mg/L GA處理山杜英種子發(fā)芽率與CK差異顯著，說明一定濃度GA對(duì)山杜英種子發(fā)芽有促進(jìn)作用[12]。用常溫水浸種24 h(CK)，種子發(fā)芽率為29.75%，發(fā)芽勢(shì)為17.75%，經(jīng)GA溶液處理的山杜英種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均得到提高，以600 mg/L GA處理的種子發(fā)芽率最高，為48.50%，較CK提高了18.75百分點(diǎn)，與400 mg/L GA處理的種子發(fā)芽率僅相差4.50百分點(diǎn)，與200 mg/L GA處理相差12.50百分點(diǎn)，說明高濃度(400、600 mg/L)GA對(duì)山杜英種子的促進(jìn)作用較為明顯。但各GA濃度處理間的發(fā)芽率無顯著差異。發(fā)芽勢(shì)相對(duì)于發(fā)芽率的提高幅度小，以600 mg/L GA處理的種子發(fā)芽勢(shì)最高，為28.50%，較CK提高了10.75百分點(diǎn)，較400 mg/L GA處理的種子發(fā)芽勢(shì)提高了2.50百分點(diǎn)，較200 mg/L GA處理的種子提高4.00百分點(diǎn)，各濃度處理間的發(fā)芽勢(shì)無顯著差異。由此可見，GA能打破山杜英種子休眠，從而提高發(fā)芽率，且隨著濃度的升高，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均呈遞增趨勢(shì)。

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

注：不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論與討論

種子優(yōu)良度是評(píng)價(jià)種子品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。該試驗(yàn)主要分為2個(gè)部分，即山杜英種子品質(zhì)檢驗(yàn)和種子催芽。從試驗(yàn)過程和結(jié)果來看，得出的結(jié)果比較可信，這也為種子的經(jīng)營(yíng)、調(diào)運(yùn)、貯存提供理論依據(jù)，為合理利用山杜英種子資源打下基礎(chǔ)。從檢驗(yàn)的結(jié)果來看，山杜英種子除生活力比較低外，種子品質(zhì)優(yōu)良，含水量較高。該試驗(yàn)中山杜英種子無生活力表現(xiàn)可能與種子的休眠有關(guān)。種子休眠是生物界普遍存在的現(xiàn)象，休眠時(shí)間長(zhǎng)短與其生長(zhǎng)習(xí)性、所處氣候條件有關(guān)[13]。從催芽試驗(yàn)結(jié)果可知，GA能打破山杜英種子休眠，從而提高發(fā)芽率。大量研究表明，適量的GA濃度浸種后可以提高種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)，而過低或過高的GA濃度浸種對(duì)促進(jìn)種子萌發(fā)效果不明顯或抑制種子萌發(fā)[12-19]。該試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著GA濃度的增加，山杜英種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)均呈逐漸增加的趨勢(shì)，GA 600 mg/L濃度與CK差異顯著。黃寧等[20]研究結(jié)果表明，楓香在GA濃度為100 mg/L 時(shí)，種子萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)和萌發(fā)指數(shù)逐漸上升，達(dá)到高峰后下降。這說明低濃度(50、100 mg/L)GA對(duì)楓香種子發(fā)芽有促進(jìn)作用，而高濃度(200、300 mg/L)GA具備不同的抑制作用。色木槭種子使用200 mg/L GA浸種后，萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均顯著提高，但是隨著GA濃度的升高，色木槭種子萌發(fā)率顯著下降。因此，GA對(duì)種子萌發(fā)的影響因樹種不同而異，同時(shí)也會(huì)受到其他環(huán)境因素的影響。

該試驗(yàn)共嘗試了200、400、600 mg/L 3種濃度的GA溶液處理山杜英種子，結(jié)果表明，促進(jìn)了山杜英種子的發(fā)芽，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均有較大程度的提高。隨著GA濃度的增大，發(fā)芽率越高，600 mg/L GA處理的種子發(fā)芽率提高18.75百分點(diǎn)。發(fā)芽勢(shì)的上升趨勢(shì)雖不明顯，但總體來說也提高了4.00～10.75百分點(diǎn)。同時(shí)，GA是種子萌發(fā)所必須有的物質(zhì)，外加適量GA能促進(jìn)多數(shù)種子萌發(fā)，具備增強(qiáng)發(fā)芽能力的作用，但是其作用機(jī)制至今尚無統(tǒng)一的說法。各種種子適用GA的劑量都不同，一般有效作用幅度較廣，只要浸種方法、激素濃度適當(dāng)，掌握好用藥時(shí)機(jī)，一般可取得良好的效果。山杜英種子的最佳GA催芽濃度仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

種子是大多數(shù)植物重要的遺傳和繁衍載體，種子萌發(fā)對(duì)林木自然更新起著至關(guān)重要的作用[21]。目前，尚未建立山杜英的采種基地，生產(chǎn)上的種子主要來源于廣東、廣西等地，不同種源和批次的種子品質(zhì)差別較大。因此，今后可對(duì)不同種源的山杜英進(jìn)行種子品質(zhì)檢驗(yàn)，以了解不同山杜英種源的種子質(zhì)量，為生產(chǎn)提供更多參考依據(jù)。