播种时间和处理方法对柚木种子萌发的影响

2015-09-16 02:50郝海坤黄志玲彭玉华申文辉
福建林业科技 2015年2期
关键词:柚木赤霉素发芽率

郝海坤,黄志玲,彭玉华,申文辉

(广西林业科学研究院、国家林业局中南速生材繁育实验室,广西 南宁 530002)

周新年 著

(普通高等教育“十二五”规划教材,中国林业出版社,2015年10月)

播种时间和处理方法对柚木种子萌发的影响

郝海坤,黄志玲,彭玉华,申文辉

(广西林业科学研究院、国家林业局中南速生材繁育实验室,广西 南宁 530002)

于2013年3—6月,每月分别采用石灰浆、赤霉素、清水处理柚木种子,进行播种时间和处理方法两因素交叉分组试验,结果表明,4—5月是柚木最佳播种时间;柚木种子不经过处理直接播种发芽率比较高,其他处理都不能提高发芽率;在3月播种,浸泡清水3 d后再用赤霉素50 mg·L-1浸泡20 h能显著加快种子萌发速度;3月和4月播种,采用赤霉素50~200 mg·L-1处理种子能显著促进苗高生长,当赤霉素质量浓度达到200 mg·L-1时将显著抑制叶宽生长。

柚木;播种时间;种子处理;种子萌发;幼苗生长

柚木(Tectonagrandis)为马鞭草科(Verbenaceae)柚木属(TectonaL.f.)高大乔木,天然分布在印度次大陆和缅甸、泰国、老挝及印度尼西亚等3个地理区域[1],为世界名贵用材树种,是热带地区种植面积最大的珍贵阔叶用材树种。我国的海南、云南、广西、广东和福建等省均进行较大面积的引种栽培[1-5]。

柚木种子为核果,中果皮表面密被木栓状绒毛,木栓层厚约0.2 cm,内果皮骨质极坚硬。柚木种子播种普遍存在发芽率低、发芽持续时间长等问题,Kaosa-ard A.[6]认为与播种深度有关,Dnyansagar V R.[7]研究认为是果皮不透性阻碍了种子吸水和透气,宋学之等[8]则认为主要原因是中果皮和内果皮存在巨大的机械束缚力及其在类型或个体之间的差异性。目前生产中用得最广的是石灰浆浸沤法[9-10]和交替浸晒法[11-12],破坏中果皮和内果皮,达到促进种子发芽的目的,但是这2种方法十分繁琐、耗时。赤霉素可打破种子休眠,提早种子发芽,研究表明对檀香(SantalumalbumL.)、樟子松(Pinussylvestrisvar.mongolicaLitv.)、福建含笑(MicheliafujianensisQ.F.Zheng)等树种使用外源激素赤霉素处理种子可以有效促进其萌发,提高发芽整齐性[13-19],刘文明等[20]提出在35 ℃高温条件下,赤霉素可促进柚木种子提早发芽、提高发芽率,黄桂华等[21]在进行柚木播种基质试验时先用清水浸泡种子24 h,再用赤霉素50 mg·kg-1浸泡进行催芽处理。本研究于2013年3—6月,每个月用石灰浆、清水和赤霉素处理柚木种子,并播种在露天沙床上,观察其发芽情况,以期找出柚木种子最适宜的播种时间和种子处理方法,为柚木苗木生产提供参考。

1 试验地概况

试验地设在广西林业科学研究院苗圃内,地处南宁市北郊,位于22°56′N、108°21′E,海拔80~100 m。属湿润南亚热带季风气候,年均气温20~21 ℃,极端最高温度39.4 ℃,极端最低温度-1.5 ℃,1月均温11.8 ℃以上,7月均温27.6 ℃,5—9月为雨季,月均降水量100 mm以上,10月—翌年4月为旱季,月均降水量80 mm以下。年均降水量1347 mm以上,年均相对湿度约80%。

2 试验材料与方法

2.1 试验材料

柚木种子于2012年12月采自海南省,种子千粒重439 g,赤霉素(GA3)是国药集团化学试剂有限公司生产。

2.2 试验方法

对柚木种子进行播种时间和种子处理方法2个因素交叉分组试验,播种时间分别为3月18日、4月24日、5月24日、6月24日。种子处理方法分别为处理1:石灰水浸泡5 d;处理2:清水浸泡3 d;处理3:清水浸泡3 d后,赤霉素50 mg·L-1浸泡20 h;处理4:清水浸泡3 d后,赤霉素100 mg·L-1浸泡20 h;处理5:清水浸泡3 d后,赤霉素200 mg·L-1浸泡20 h;处理6:赤霉素50 mg·L-1浸泡20 h;处理7:赤霉素100 mg·L-1浸泡20 h;处理8:赤霉素200 mg·L-1浸泡20 h;处理9:不处理,直接播种(对照)。挑选大小均匀的种子进行试验,每处理100粒,重复3次。

每个月将经过处理的柚木种子播种于播种床,将种子平压入沙中,覆盖河沙1~2 cm,3月和4月由于播后持续低温阴雨天气,所以播种后覆盖塑料薄膜至幼苗开始出土后除去薄膜。由于柚木种子发芽持续60 d以上,所以每3 d观察1次幼苗发芽(出土)情况,并记录发芽数,在种子达到发芽高峰期后把已经展开真叶的正常幼苗全部取出,置于60~70 ℃烘箱中烘至恒重,用电子天平称干重。

2.3 数据处理与分析

2.3.1 种子发芽率及活力指标计算公式[15]

2.3.2 数据处理与分析 数据分析中的汇总、两因素交叉分组方差分析和多重比较(S-N-K法)均使用SPSS 19.0统计分析软件完成。

3 结果与分析

3.1 柚木种子发芽情况

3月18日播种,处理1~处理5在播种后第15天开始出土,第30天可移植第一批幼苗,处理6~处理9则是第27~29天才出土,第60天可移植第一批幼苗,90 d后发芽基本结束。可见在气温比较低的3月播种,柚木种子经过清水浸泡3 d后再用赤霉素50~200 mg·L-1浸泡20 h,或用石灰浆溶液浸泡5 d,或用清水浸泡3 d处理,可促进种子的萌动,提早发芽15 d左右,提早幼苗移植时间30 d左右。

4月24日播种,处理5第9天开始出土,处理9第21天开始出土,其余处理均是第10~12天出土,第35天可移植第一批幼苗,70 d发芽基本结束。由于4月下旬—5月上旬温度时高时低,阴雨天气仍然比较多,柚木种子经过处理后可提早发芽10 d左右。

5月24日和6月24日播种,所有处理都是第10~12天开始出土,第30天可移植第一批幼苗,70 d发芽基本结束。这段时间气温维持在比较高的水平,日照时间长,光照强度大,播种床的温度保持在26~43 ℃,是柚木种子最佳萌发温度[8],所以不经过处理直接播种也能较快发芽。

3.2 播种时间和种子处理方法对柚木种子发芽的影响

由表1可知,播种时间对种子发芽率、发芽指数和活力指数均有显著影响。3—5月播种的种子发芽率都比较高,均显著高于6月播种的种子发芽率,以5月播种的发芽率最高,且5月发芽指数和活力指数均显著高于其它播种时间,是柚木播种的最佳时间。这是因为柚木是热带树种,种子发芽需要较高的温度,在南宁5月播种床的温度为26~43 ℃,正好是柚木种子萌发的最佳温度[8]。6月播种虽然发芽较快,幼苗生长也较快,但是发芽率却显著低于3—5月,这可能是因为种子经过室温下长时间贮藏,生活力有所下降。3月播种,由于各种子处理间开始发芽时间相隔太久,不能统一调查幼苗的生长情况,所以没有计算种子活力指数。

由表2可知,处理方法对种子发芽率和活力指数有显著影响,处理9、处理8、处理7、处理3发芽率显著高于处理1、处理2、处理4、处理5、处理6;处理2种子活力指数显著低于其它处理;各处理间发芽指数差异不显著。可见赤霉素或石灰浆溶液浸泡种子并没有提高发芽率的作用,只是在一定程度上能促进种子提早发芽,提高种子活力。

表1 播种时间对柚木种子发芽影响的多重比较

*:同列不同字母为a=0.05水平上差异显著。下同。

表2 处理方法对柚木种子发芽影响的多重比较

3.3 不同播种时间各处理对柚木种子发芽的影响

从不同播种时间各处理种子发芽率(图1)可知,3月播种,处理9显著高于处理1、处理2、处理4、处理5、处理6;4月播种,处理9显著高于处理4;5月、6月播种,各处理间发芽率差异不显著。可见,柚木种子在3—6月不经过处理直接播种就能获得较高的发芽率,这与宋学之等[8]和刘文明等[20]的研究结果一致。在温度较低的3月播种各处理发芽率差异显著,可能是因为各处理不同程度地促进了种子的生理生化活动和营养物质的转化,提早了种子的萌动,但是由于此时温度忽高忽低,平均温度更是低于柚木种子的最适萌发温度,使得萌发时间向后延迟,提早萌动的种子因此损耗了部分养分、活性酶和激素等。

从不同播种时间各处理种子发芽指数(图2)可知,3月播种,采用经过清水浸泡3 d再用赤霉素50 mg·L-1浸泡20 h处理的种子发芽指数显著高于其它处理,即该处理能较好地促进种子提早发芽,发芽较整齐,且该处理的发芽率也比较高,是3月播种首选的处理方法;4月、5月 和6月播种,各处理间种子发芽指数差异不显著,说明在气温较高的条件下,各种处理对柚木种子均没有促进发芽的作用,这可能是因为柚木种子并不存在休眠或生理后熟现象,其主要萌发条件是要求高、变温条件和良好的通气状况[8]。

从不同播种时间各处理种子活力指数(图3)可知,4—6月播种,各处理间活力指数差异不显著,进一步说明各种处理均没有显著提高柚木种子活力的作用;但是从图中也可看出在气温较低的4月播种,柚木种子经过赤霉素50~200 mg·L-1浸泡20 h活力有较大的提高。

3.4 播种时间和处理方法对柚木幼苗生长的影响

3月播种,处理1~处理5在播种后第15天开始出土,而其它处理在第27天才开始出土,为了与其它处理统一调查时间,调查第26天以后出土的幼苗生长指标用于分析。

播种时间对幼苗地径、根长、叶长和叶宽均有显著影响,从不同播种时间柚木幼苗生长指标的多重比较(表3)可知,3月播种因为气温比较低,幼苗地上部分生长缓慢,所以苗高较小,但是根系由于生长所需的温度较低,加上幼苗留床时间比较长,根长却较大;3月播种幼苗叶长显著大于其它播种时间,叶宽显著小于6月播种,即叶片比较狭长,处理4和处理5第一批出土的幼苗叶宽只有0.8 cm左右,这可能是较低的气温与赤霉素共同作用的结果。6月播种,根长显著小于3月、4月播种,叶宽则显著大于其它播种时间,这可能是因为在高温条件下幼苗生长比较旺盛,自身的内源激素比较高,外源激素赤霉素对幼苗生长影响力降低。

图1 不同播种时间各处理种子发芽率

图2 不同播种时间各处理种子发芽指数

图3 不同播种时间各处理种子活力指数

处理方法对苗高和叶宽有显著影响,从不同处理柚木幼苗生长指标的多重比较(表4)可知,赤霉素处理柚木种子能显著抑制幼苗叶宽生长;同时促进幼苗高生长和叶长生长,但是促进作用不显著。这可能是因为赤霉素可加速细胞伸长和分裂,从而促进苗木茎和叶的伸长生长[24],这与刘小金等[13]的研究结果相同,但是与王志杰等[15]的研究结果有出入,可见不同树种对赤霉素的反应是不同的。

表3 不同播种时间柚木幼苗生长指标的多重比较

表4 不同处理柚木幼苗生长指标的多重比较

3.5 不同播种时间各处理对柚木幼苗生长的影响

从不同播种时间各处理柚木幼苗生长指标的多重比较(表5)可知,3月、4月播种,采用赤霉素处理种子能显著促进苗高生长,当赤霉素质量浓度达到200 mg·L-1时能显著抑制叶宽生长。采用清水处理柚木种子,在4月、5月和6月播种,幼苗叶长显著小于用赤霉素处理的种子。

4 结论与讨论

5月、6月播种柚木种子发芽较快,也比较整齐,但是6月播种发芽率明显降低,且苗木生长时间较短,将会影响次年造林;3月、4月播种效果次之,但是能够较早地进行幼苗移植,延长苗木生长时间,有利于次年的造林,所以在南宁市柚木最佳播种时间是4月、5月。

柚木种子不经过处理直接播种发芽率比较高,各种处理都没有提高柚木种子发芽率的作用。在3月播种,清水浸泡3 d后再用赤霉素50 mg·L-1浸泡20 h能显著提高发芽指数。3月、4月播种,采用赤霉素处理种子能显著促进苗高生长,当赤霉素质量浓度达到200 mg·L-1时将显著抑制叶宽生长。

本试验使用的是产自海南省柚木种子,我国还有广西凭祥的大青山、云南的景洪和孟腊有柚木种子生产,这些地方的种子在南宁市的发芽情况如何,还有待进一步试验研究。

表5 不同播种时间各处理柚木幼苗生长指标的多重比较

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新书快讯:

《山地森林生态采运理论与实践》

周新年 著

(普通高等教育“十二五”规划教材,中国林业出版社,2015年10月)

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本书适用于林业工程、林学、生态学、风景园林学、生物学、地理学、农林经济管理、机械工程、交通运输工程、土木工程、环境科学与工程等学科的高等院校本科生与硕(博)士研究生在相关课程使用,也可供相关学科的科研、工程设计和管理人员参考。

Effects of Timing and Processing on Seed Germination ofTectonagrandis

HAO Hai-kun,HUANG Zhi-ling,PENG Yu-hua,SHEN Wen-hui

(Centralsouthfast-growingwoodbreedinglaboratoryofstateforestryadministration,GuangxiForestryResearchInstitute,Nanning530002,Guangxi,China)

From March to June,Tectonagrandisseed germination were carried out by two factor cross grouping design,processing with lime slurry,gibberellin,and water as the control.The result showed that April and May were the optimal sowing time,and unprocessed seed had higher germinating rate,while all the other treatments could not improve germination rate.Sowing in March,water soaking 3 days then gibberellin(50 mg·L-1)treatment could significantly speed up seed germination.Sowing in March and April,and treating with gibberellin 50~200 mg·L-1could facilitate height growth,but leaf width growth might be restricted when gibberellin was up to 200 mg·L-1.

Tectonagrandis;sowing time;seed processing;seed germination;seedling growth

2014-06-26;

2014-08-12

“十二五”广西林业科技项目(桂西南石漠化治理树种选择及复合栽培研究,桂林科字[2012]第3号);2013年中央财政林业科技推广示范基金项目(广西岩溶地区优良树种及其高效栽培模式推广示范,[2013]和TG10号);广西林业科技项目(广西石漠化植被演替机理及优化恢复模式研究与示范,桂林科字[2014]02号);广西林业科技项目(主要珍贵树种种质资源收集库建立及其利用技术研究,桂林科字[2013]第2号)

郝海坤(1975—),女,广西来宾人,广西林业科学研究院高级工程师,从事造林树种苗木培育研究。E-mail:hhk_081008@126.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.025

S723.1+31.1

A

1002-7351(2015)02-0112-06

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