李 娟谭文婧刘艺玮陈 林林建勇梁瑞龙
(1.广西壮族自治区林业科学研究院,广西 南宁530002;2.广西壮族自治区融水县国营贝江河林场,广西 柳州 545300;3.广西壮族自治区国有大桂山林场,广西 贺州 542899)
不同药剂预处理对闽楠种子萌发的影响*
李 娟1谭文婧2刘艺玮3陈 林3林建勇1梁瑞龙1
(1.广西壮族自治区林业科学研究院,广西 南宁530002;2.广西壮族自治区融水县国营贝江河林场,广西 柳州 545300;3.广西壮族自治区国有大桂山林场,广西 贺州 542899)
通过4种药剂浸种对闽楠(Phoebe bournei)种子进行发芽对比试验,结果表明:4种药剂浸种可以促使闽楠种子提前萌发,提高种子发芽势和发芽率;其中,萘乙酸(NAA)浸处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数均高于其它处理,分别为93.33%、31.67%、2.59,其次为KH2PO4(83.33%、30.00%、2.39);萘乙酸和KH2PO4处理的胚根(均为4.3 cm)和胚芽(均为1.5 cm)长度最长,显著高于对照(胚根3.3 cm,胚芽1.1 cm)(P<0.05)。研究表明萘乙酸和KH2PO4不仅能促进闽楠种子萌发,对闽楠芽苗的生长也有显著促进作用。
闽楠;萘乙酸;K2SO4;KH2PO4;活力素;种子萌发;幼苗生长
闽楠(Phoebe bournei),为樟科(Lauraceae)常绿大乔木,是我国特有的珍贵用材树种和优良观赏树种[1-2]。其分布范围广,对立地要求不严,但由于长期的过度采伐以及生境破坏等,闽楠的天然资源己近枯竭。1999年国务院公布的《国家重点保护野生植物名录(第一批)》中,闽楠被列为国家II级珍稀濒危植物,2006年被列入国家林业局提出的我国主要栽培珍贵树种参考名录[3-4]。
闽楠结实有明显的大小年现象,种子不耐储藏且具有休眠特性。尽管部分学者对闽楠的休眠、萌发机理进行了初步研究,并提出了通过常温层积来解除休眠,促进种子萌发[5-7],但是这一方法耗时较长(需90天),种子萌发时间长,发芽率约为80%。植物生长调节剂可以打破种子休眠,提高种子发芽率;磷肥、钾肥浸种也可促进种子萌发[8-10]。目前,有关植物生长调节剂和种肥浸种对闽楠种子萌发和幼苗生长影响的研究较少,因此,文章采用不同药剂对闽楠种子进行浸种,探索不同药剂对闽楠种子萌发和幼苗生长的影响,旨在找到合适的提高其发芽率和缩短其发芽时间的方法,为闽楠的人工繁育提供参考。
1.1 供试材料
供试闽楠种子于2015年11月20日采自贵州省从江县,种子千粒重为242.3 g。种子洗净阴干后放入4 ℃的冰箱冷藏。
供试药剂有萘乙酸(NAA)(北京索莱宝科技有限公司)、K2SO4(天津市北方试剂厂)、KH2PO4(天津市北方试剂厂),均为分析纯,杨馥成牌活力素(以下简称活力素,主要成分为钙、镁、硼、铜等中、微量元素)。
1.2 试验方法
试验于2016年1月进行。挑选大小一致、颗粒饱满结构完整且健康的种子,在25 ℃条件下,分别用清水(为对照)、2 g/L杨馥成牌活力素溶液、3 mg/L萘乙酸溶液、1 000 mg /L K2SO4溶液、1 000 mg/L KH2PO4溶液浸种24 h,每个处理设3次重复,每个重复20粒种子。处理后的种子用蒸馏水冲洗3遍后,用0.5%的高锰酸钾溶液消毒20 s,再用蒸馏水冲洗3遍。
在直径9 cm的培养皿铺入2张滤纸,用蒸馏水将滤纸浸湿,然后在上面均匀平铺经过处理的供试种子, 加盖后将培养皿置于25 ℃、10 h光照(1 000 lux)和14 h黑暗交替条件下的恒温培养箱中进行培养。在发芽期间,视情况加蒸馏水,每3 d更换一次滤纸。注意每天记录发芽粒数,从有种子萌发开始至连续3 d没有新的种子萌发时结束。试验结束时测定发芽种子胚根和胚芽的长度。
1.3 统计方法
当种子胚根长3 mm时,计为发芽;发芽期统计相关发芽指标[11-12],其中发芽势以发芽过程中3个或以上处理的日发芽种子数达到最高峰时的发芽种子数计算,计算公式如下:
式(2)中,Gt为时间t 日内的发芽数,Dt为相应的发芽天数。
1.4 数据处理
采用Microsoft excel 2007 和SPSS19.0进行制图和方差分析,用LSD法进行多重比较分析。
2.1 不同药剂处理对闽楠种子发芽时间和发芽率的影响
表1显示,不同药剂浸种的种子起始发芽时间均比对照提前了2 d,说明药剂浸种对闽楠种子起始发芽时间有一定的促进作用,但是不同药剂处理之间的起始发芽时间没有显著差异。
表1 不同药剂处理对闽楠种子萌发的影响
图1表明,种子开始萌发的前10 d,即播种后第15~24天,闽楠种子的发芽率增长较快,到第25天时,发芽率增长减缓,第36天后种子发芽率基本不变。种子开始萌发的前10 d,经过萘乙酸浸种处理的发芽率增长最快,KH2PO4处理次之,K2SO4和活力素的发芽率增长率较为接近,而对照处理的发芽率增长相对平缓。
与对照相比,活力素、萘乙酸、K2SO4、KH-2PO4能够显著提高闽楠种子的发芽率(P<0.05)。其中经过萘乙酸浸种的发芽率最高(93.33%),KH2PO4次之(83.33%),分别比对照提高了40和30个百分点(表1)。4种药剂处理间的发芽率差异不显著。
2.2 不同药剂处理对闽楠种子发芽势和发芽指数的影响
从图2可看出,不同药剂浸种对闽楠种子发芽势的影响存在差异。与对照相比,用活力素、萘乙酸、K2SO4、KH2PO4浸种能够明显提高闽楠种子的发芽势。其中萘乙酸浸种对闽楠种子萌发的促进作用最大(为31.67%),高于其它处理,较对照(18.33%)高13.34个百分点;KH2PO4次之(30.00%)。不同药剂浸种处理可以提高闽楠种子的发芽指数,其中萘乙酸浸种的发芽指数最高(2.59),为对照(1.44)的1.8倍;KH2PO4次之(2.39)。说明这4种药剂浸种都能促使闽楠种子快速萌发。
2.3 不同药剂处理对闽楠芽苗生长的影响
不同处理对闽楠胚根和胚芽长度的影响如表2所示,K2SO4、活力素处理的胚根和胚芽长度与对照之间差异不显著,但是活力素与萘乙酸和KH2PO4处理间差异显著(P<0.05);萘乙酸和KH2PO4处理的胚根和胚芽长度最长,显著大于对照(P<0.05)。这表明萘乙酸和KH2PO4不仅能促进闽楠种子萌发,对芽苗的生长也有显著的促进作用。
图1 不同药剂浸种处理对闽楠种子发芽率的影响
图2 不同药剂浸种处理对闽楠种子发芽势和发芽指数的影响
表2 不同药剂浸种处理闽楠芽苗生长的影响
本研究结果表明,经过KH2PO4、K2SO4、萘乙酸等药剂浸种的闽楠种子萌发时间提前2 d,种子发芽率、发芽势和发芽指数都明显高于对照;其中经过萘乙酸浸种处理的闽楠种子发芽率、发芽势和发芽指数是所有处理中最高的,KH2PO4处理的次之。这一结果与其他学者用KH2PO4、K2SO4、复合肥等处理小麦(Triticum aestivum)、玉米(Zea mays)、大豆(Glycine max)种子[8-9,13],用赤霉素、萘乙酸、吲哚乙酸等植物生长调节剂处理马槟榔(Capparis masaikai)、天女木兰(Magnolia sieboldii)、思茅松(Pinus kesiya var. langbianensis)、樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、毛萼紫薇(Lagerstroemia balansae)等植物的种子[10,14-17],使得种子提前萌发、种子活力和发芽率均显著提高的结果相似。
发芽率、发芽势和发芽指数都是反映种子活力的指标。本文的研究结果说明,种肥和植物生长调节剂浸种都能提高闽楠种子活力。已有研究指出钾肥、磷肥和微肥浸种能够为种子提供充足的养分,影响生物细胞膜内外的离子平衡和其它生理生化代谢过程,促进种子萌发[8-9]。萘乙酸、赤霉素等植物生长调节剂可通过调节种子一系列蛋白酶的代谢来打破种子休眠、促进种子萌发[10,17]。本文的研究结果从侧面印证了上述学者的研究,但是种肥和植物生长调节剂促进闽楠种子萌发的详细机理还有待于进一步的研究。
种肥、植物生长调节剂浸种不仅能促进种子提前萌发、提高种子发芽率,还能通过参与植物本身的生理生化反应,促进苗木生长。赵东兴等[10]研究认为植物生长调节剂能够促进马槟榔幼苗株高、根系的生长。俞建妹等[18]用赤霉素、萘乙酸、吲哚乙酸等处理降香黄檀(Dalbergia odorifera)种子后,幼苗株高显著增加。孙昌凤[9]研究表明用KH2PO4、K2SO4、复合肥等处理玉米种子,可以显著提高玉米的苗高。本研究结果表明,用不同药剂浸种后,除活力素外,其它药剂浸种处理的闽楠芽苗胚根和胚芽长度都明显增加,其中萘乙酸和KH2PO4对促进闽楠芽苗生长的效果尤为显著。这与上述几位学者的研究结果相似。
本文研究结果表明,种肥和植物生长调节剂浸种都能促进闽楠种子萌发。从种子萌发及芽苗生长的整体情况来看,萘乙酸浸种后,闽楠种子萌发时间提前2 d,种子发芽率为93.33%、发芽势为31.67%、发芽指数为2.59,该处理下闽楠种子发芽整齐、芽苗根长和苗高均显著高于对照,芽苗生长健壮,对闽楠种子萌发和幼苗生长的促进作用最为显著;KH2PO4也能有效促进闽楠种子萌发和生长。这两种处理方法都可以应用于实际生产中。
本研究是基于现阶段开展闽楠培育技术大规模应用进行的试验布置,只选取了几种常规预处理方法进行试验,有关闽楠种子最佳催芽方法及相关机理尚待于进一步的探索和研究。
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Effects of Different Chemical Pretreatments on Seed Germination of Phoebe bournei
LI Juan1TAN Wenjing2LIU Yiwei3CHEN Lin3LIN Jianyong1LIANG Ruilong1
(1.Guangxi Forestry Research Institute,Nanning,Guangxi 530002,China; 2.Guangxi Rongshui County State Beijianghe Forest Farm,Liuzhou,Guangxi 545300,China; 3.Guangxi County State Daguishan Forest Farm,Hezhou, Guangxi 542899,China)
The comparative experiment on seed germination of Phoebe bournei was tested by four types of medicament immersions. The results showed that soaking by all 4 medicaments could promote the earlier germination of P. bournei seeds and improve the germination potential and germination rate. Among them, NAA soaking treatment on the seed germination rate, germination potential and germination index were higher than other treatments, which were 93.33%, 31.67%, and 2.59 respectively, followed by KH2PO4, which were 83.33%, 30.00%, and 2.39 respectively. The longest radicle (4.3 cm)and germ (1.5 cm)were reported in seeds treated by NAA and KH2PO4and significantly higher than the control(radicle 3.3 cm, germ 1.1 cm)(P<0.05). The study indicated that NAA and KH2PO4could not only promote the seed germination of P. bournei, but also had a significant promoting effect on the growth of P. bournei seedlings.
Phoebe bournei;NAA; K2SO4;KH2PO4; plant-mineral-elements;seed germination;seedling growth
S722.1
A
2096-2053(2017)01-0054-05
广西林业科技项目“闽楠良种选育及优质高效培育技术研究与示范”(桂林科字[2015]第2号)。
李娟(1984— ),女,工程师,主要从事森林生态、森林培育研究,E-mail: lijuan1434@163.com。