不同环境条件对黑杨派杨树种子萌发及成苗率的影响

张帅，谯四红，樊孝萍，荣新军，徐永钢，刘少锋，包一鸣

（石首市杨树研究所，湖北荆州 434400）

不同环境条件对黑杨派杨树种子萌发及成苗率的影响

张帅，谯四红，樊孝萍，荣新军，徐永钢，刘少锋，包一鸣

（石首市杨树研究所，湖北荆州 434400）

本文研究了不同温度、不同基质含水量、不同光照强度对杨树种子发芽与成苗的影响。结果表明，不同温度梯度与基质含水量对杨树种子的发芽率与成苗率产生显著影响，光照强度对杨树种子的发芽与成苗影响不显著。当外界温度达到25℃时萌发率、成苗率最高，达到87.42%、63.40%，同等条件显著高于10℃、20℃、30℃、35℃时杨树种子的萌发率、成苗率；基质含水量为55%时，杨树种子的萌发率和成苗率达到最高，分别为85.78%、75.34%。相关性分析表明，萌发率与温度、基质含水量、光照强度间呈正相关关系，相关系数分别为0.936 1、0.568 9、0.143 1。成苗率与温度、基质含水量、光照强度间呈正相关关系，相关系数分别为0.801 4、0.531 6、0.873 5。

黑杨派；萌发率；成苗率

杨树是杨柳科杨属植物的统称，因其具有速生、丰产、适应性强、繁殖容易等特点，在全世界被广泛栽植[1]。黑杨派杨树是杨树五大派中最为速生的杨树树种之一，育种工作中常作为遗传改良的杂交父母本[2-5]。本文以黑杨派杨树种子为试材，研究了不同环境因子对种子萌发与成苗的影响，旨为杨树杂交育种工作提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2013年4月下旬分别从I-69杨（Populus deltoides cv.‘Lux’）4株不同母树上剪取树冠中部的自然杂交结果枝条，于温室内进行水培。至蒴果成熟开裂，除去棉毛，收集当天成熟的种子，并将不同母树的种子充分混合待用。

1.2 试验方法

（1）试验方法。根据杨树种子发芽所需条件，分别设置了环境温度、基质含水量、光照强度3个单因素试验。分别为：①不同外界温度梯度10℃、20℃、25℃、30℃、35℃，对杨树种子萌发率及成苗率的影响，此时的培养条件为基质含水量65%，光照强度3 000 lx；②基质（珍珠岩）不同含水量梯度10%、35%、55%、65%、80%，对杨树种子萌发率及成苗率的影响，此时温度设置为单因素试验①中确定的最适宜温度，光照强度3 000 lx；③不同光照强度梯度2 500 lx、3 000 lx、3 500 lx、4 000 lx、4 500 lx，对杨树种子萌发率及成苗率的影响，此时温度设置为单因素试验①中确定的最适宜温度，基质含水量设置为单因素试验②中确定的最适宜含水量。每组试验以自然条件下的杨树种子萌发率和成苗率作对照（CK），所有处理3次重复，每次重复30粒种子。

（2）数据调查。24 h内每间隔3 h观察并记录一次种子的萌发情况，并于24 h后统计萌发率。杨树种子发芽以子叶和下胚轴均伸出种皮，且芽长达到种子长度一半时记为发芽。种子发芽后培养6 d统计成苗率，以幼苗生长正常记为成苗率。其中:萌发率=24 h后的发芽种子数/供试种子数×100%；成苗率=6 d后生长正常的幼苗数/供试种子数× 100%。

（3）数据分析。运用SAS 8.0对试验结果进行分析处理。其中萌发率、成苗率等百分数先反正弦转换后进行方差分析（ANOVA），采用LSD法做多重比较，用CORR法进行相关性分析[6-7]。

2 结果与分析

2.1 不同温度对杨树种子萌发率、成苗率的影响

种子发芽的温度要求与植物生长习性以及长期所处生态环境有关。试验数据的方差分析结果表明，不同温度梯度对杨树种子萌发率、成苗率的影响均达到显著水平（ANOVA，P＜0.01，见表1）。经LSD多重比较，不同温度梯度下杨树种子的萌发率、成苗率在0.01水平和0.05水平均表现一致。环境温度25℃时，24 h后萌发率和6 d后成苗率分别达到87.42%、63.40%，均显著高于本试验中其他温度条件下杨树种子的萌发率及成苗率。不同温度梯度下杨树种子的24 h发芽动态差异较大（见表2）。环境温度10℃时，播种10 h才开始发芽，24 h后萌发率仅达到44.20%；而环境温度25℃时，杨树种子在第4 h观察到发芽且萌发率为10.65%，24 h后萌发率达89.56%。

表1 不同温度梯度杨树种子萌发率、成苗率方差分析及LSD检验

表2 不同温度杨树种子24 h发芽动态

2.2 不同基质含水量对杨树种子萌发率、成苗率的影响

种子发芽需水量与其化学成分有密切关系，淀粉类种子和油质类种子萌发的需水量较少，高蛋白类的种子萌发需水量较高，杨树种子属于淀粉类种子。试验结果的方差分析表明，基质不同含水量杨树种子的萌发率、成苗率的差异均达到极显著水平（ANOVA，P＜0.01，见表3）。经LSD多重比较，基质不同含水量梯度下，杨树种子的萌发率、成苗率0.01水平和0.05水平均表现一致。基质含水量达到55%时，杨树种子24 h萌发率（见表4）和6 d后成苗率达到最高，分别为85.78%、75.34%。基质不同含水量时，种子24 h发芽动态差异性较大。在基质含水量低于10%或者高于80%时，24 h种子萌发率分别仅为17.80%、35.27%。基质含水量55%条件下，杨树种子在第4 h已经观察到发芽，且7 h后萌发率达到12.69%，24 h后萌发率达85.39%。

表3 不同含水量树种子萌发率、成苗率方差分析及LSD检验

表4 基质不同含水量杨树种子24 h发芽动态

2.3 不同光照强度对杨树种子萌发率、成苗率的影响

根据对光照的需求性不同，种子可分为喜光种子和忌光种子。杨树种子对于光照强度并不敏感，经LSD多重比较（见表5），不同光照强度下杨树种子萌发率、成苗率在0.01水平和0.05水平表现一致，差异性均不显著。光照强度在3 000 lx，杨树种子24 h萌发率达到最高为55.97%；光照强度在3 500 lx，6 d后成苗率达到最高为45.86%；光照强度超过4 000 lx后，杨树种子萌发率、成苗率分别为48.31%、40.72%。结果表明，杨树种子萌发及后期生长发育对于光照强度不敏感，实际育苗中，播种后可以少量覆土，对种子萌发率及成苗率无显著影响。

表5 不同光照强度树种子萌发率、成苗率方差分析及LSD检验

2.4 不同环境因子与杨树种子萌发率、成苗率间的相关性

环境因子对植物种子萌发的影响是多因子综合作用的结果。不同外部因子与杨树种子萌发率、成苗率的相关性分析表明见（表6），杨树种子萌发率与温度、光照强度、基质含水量的相关系数排序依次为温度（0.936 1）＞基质含水量（0.568 9）＞光照强度（0.143 1），说明温度和基质含水量是影响杨树种子萌发的重要外部因子，光照强度与种子萌发率的相关系数并不大。基质含水量和温度高低间接影响种子内部蛋白质、糖类、核醛含量，生物膜透性以及酶活性，从而影响种子萌发率[8]。杨树成苗率与温度、基质含水量、光照强度同样呈现正相关关系，其相关系数排序依次为光照强度（0.873 5）＞温度（0.801 4）＞基质含水量（0.531 6），说明外部光照强度和温度是影响杨树成苗率的重要因子。同时可以得出，幼苗成苗率与种子萌发率之间的呈正相关关系，但相关性并不大，相关系数仅为0.116 2。

表6 不同因子与杨树种子萌发率、成苗率间的相关性

3 结论与讨论

（1）本研究中黑杨派杨树种子在环境温度25℃，播种24 h后萌发率达89.56%。24 h发芽动态表明，在外界温度高于35℃或低于10℃时其萌发迟缓，萌发率、成苗率均显著降低。自然状态下杨树种子5月左右成熟，适宜杨树种子的立即萌发。种子萌发时内部进行的物质和能量转化均为复杂的生化过程，需多种生化酶参与催化[9-10]，而酶的活性又与种子外部及内部温度相关，因此适宜的外部温度便成了决定种子萌发率高低的关键因素之一。

（2）相关性分析结果表明，外界温度与杨树萌发率、成苗率呈显著正相关关系，相关系数达到0.936 1、0.801 4。适度的光照强度可促进大部分植物种子的萌发，但会抑制少部分植物种子萌发[11]。本研究发现，杨树种子萌发对光照条件没有特别的需求，在光照强度2 500～4 500 lx之间，各处理间萌发率差异不显著，其平均萌发率为49.70%，而相关性分析结果表明光照强度与杨树种子萌发率相关系数仅为0.116 2。但是种子萌发后的成苗率与光照强度呈显著正相关关系，相关系数达到0.873 5。

（3）基质不同含水量对杨树种子萌发的影响也不同[12]，差异性均达到显著水平。在基质含水量达到55%时杨树种子萌发率、成苗率分别达到85.78%、75.34%，显著高于基质含水量在10%、65%、80%条件下杨树种子的萌发率及成苗率。相关性分析结果表明，基质含水量与杨树种子萌发率和后期成苗率呈正相关关系，相关系数分别为0.568 9、0.531 6。因此，实际杂交育苗过程中，保证适宜的基质含水量与培养温度有利于提高杨树种子萌发率及后期成苗。

[1]苏晓华，丁昌俊，马常耕.我国杨树育种的研究进展及对策[J].林业科学研究，2010，23（1）:3-37

[2]苏晓华，马常耕，丁昌俊.建立健全我国杨树育种科学发展体系[J].防护林科技，2011（1）:11-14

[3]杜克兵，许林，沈宝仙等.黑杨派杨树杂交子代的遗传分析及苗期选择[J].华中农业大学学报，2009，28（5）:624-630

[4]Valbuena L，VeraM L.The effects of thermal scarification and seed storage on germination of four heathland species[J].Plant ecology，2002，161（1）:137-144.

[5]EllisRH，HongTD.Survivalofdry and ultradry seeds

ofcarrot，groundnut，lettuce，oil seed vape and onion during five years hermetic storage at two temperatures[J].Seed Sc.iTechno，l 1996，24:347-358.

[6]余家林，肖枝洪.多元统计及SAS应用[M].武汉：武汉大学出版社，2008.

[7]续九如，黄智慧.林业试验设计[M].北京：高等教育出版社，1995.

[8]段加玉，勾天兵，谢朋等.温度对紫椴种子萌发及萌发过程中物质转化的影响[J].中国农学通报，2013，29（19）: 31-34.

[9]杜克兵，许林，沈宝仙等.贮藏温度、含水量及干燥方法对黑杨派杨树种子耐贮性的影响[J].种子，2009，28（4）:1-7.

[10]孙海群，田新靓.不同处理方法对2种白刺种子萌发的影响[J].种子，2013，32（9）:75-77.

[11]王家源，郭杰，喻方圆等.不同种源苦楝种子生物学特性差异[J].南京林业大学学报（自然科学版），2013，37（1）: 49-54.

[12]张进虎，王翔宇等.天然沙冬青土壤种子库特征研究[J].中国农学通报，2013，29（22）:78-82.

（责任编辑：杨婷婷）

Effects of Different Environment Conditions on Germination and Seedling Rates of Populus aigeiros

ZHANG Shuai，QIAO Sihong，FAN Xiaoping，RONG Xinjun，XU Yonggang，LIU Shaofeng，BAO Yiming
（Poplar Research Institute of Shishou City，Jingzhou 434400，Hubei，China）

In this paper effects of different temperature gradient，substrate water content gradient and light intensity gradient on germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds were studied.The results showed that different temperature gradient and substrate water content gradient had significant effects on germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds，while different light intensity gradient showed little influence on them.When the temperature reached 25℃，the germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds reached the peaks of 87.42%and 63.40%respectively，significantly higher than those at 10℃，20℃，30℃and 35℃on the same conditions.When the substrate water content was 55%，the germination and seedling rates reached the peaks of 85.78%and 75.34%respectively.Correlation analysis showed that the germination rate was positively correlated with the temperature，substrate water content and light intensity with the correlation coefficients of 0.9361*，0.5689 and 0.1431 respectively.The seedling rate was positively correlated with the temperature，substrate water content and light intensity with the correlation coefficients of 0.801 4，0.531 6 and0.873 5.

Populus aigeiross；Germination rate；Seedling rate

S792.11

A

2095-0152（2014）03-0015-03

2014-05-05

2014-05-13

张帅（1985-），男，工程师，主要从事林木育种工作。E-mail:wxwsyty@163.com