华北香薷种子萌发试验

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(北京市植物园/北京市花卉园艺工程技术中心/城乡生态环境北京实验室， 北京 100093)

华北香薷(Elsholtziastauntonii)是唇形科香薷属落叶亚灌木，高可达1 m，叶揉碎后有强烈的薄荷香味。总状花序长穗状，顶生，花冠淡紫色，花期8—10月。原产华北到西北地区，在北京山区普遍生长。

华北香薷作为乡土植物具有抗性强、养护管理容易且适应当地气候等优点。花期夏秋季，赏花时间长，在奥运植物筛选中脱颖而出。北京地区夏季观花的木本植物较少，而其正好弥补了这一缺陷，因此在园林绿化与应用中具有很大的潜力。华北香薷除了具有观赏价值外，还具有很高的经济价值。从华北香薷中提取16种化合物，抗菌、杀菌效果显著[1]。1992 年，姜永嘉等研究发现，华北香薷的乙醚热提取物对储粮害虫具有较明显的触杀效应，而且其挥发油也有较强的熏杀作用[2]。任建军等研究表明，华北香薷的石油醚粗提取物杀螨效果非常显著，可作为杀螨植物资源加以利用[3]。植物的次生代谢物质做杀虫剂在环境中没有残留，对人畜低毒是环保而有效的防治方法[4]。

华北香薷亦是很好的蜜源植物。张兵伟等对北京地区野生蜜源植物进行调查，认为华北香薷是北京的主要野生蜜源植物[5]。华北香薷是集观赏价值和经济价值于一身的优秀的园林植物。在园林绿化、蜜源、精油提炼及农药生产等方面均有较大的开发利用价值。本试验从种子形态的描述和不同培养温度、光照对种子萌发的影响以及不同培养基质对发芽率及幼苗长势的影响等多方面开展研究，总结技术资料，以期为今后大规模地生产推广工作奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试的中华北香薷种子2015年11月采集于香山公园。采集后置于阴凉处阴干。干燥后将种子收集于密封袋中，置于4 ℃冰箱中干藏备用。

1.2 方 法

1.2.1 千粒重的计算

随机数出100粒种子，重复3次，用万分之一的电子天平称重，换算出千粒重。

1.2.2 不同温度和光照条件下的萌发试验

2016年12月5日从冰箱中取出部分种子，进行清洗，用0.1%的高猛酸钾浸泡消毒10 min后，用无菌水冲洗5遍，最后在无菌水中浸泡24 h，播种在铺有2层滤纸的培养皿中，放入人工气候箱中培养。每组重复3次。种子萌发测定，以胚根突破种皮长出0.1 cm为萌发标准，每24 h观察发芽情况，记录发芽数量。每48 h测量根长和苗长。以连续3 d无种子萌发记为结束。计算不同处理下的种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数。

发芽率(%)=G1/T×100%(式中：G1为发芽数；T为试验种子总数)；

发芽势(%)=G2/T×100%(式中：G2为3 d后的发芽数；T为试验种子总数)；

发芽指数=∑(Gt/Dt)(式中：Gt为各日净发芽数；Dt为相应的发芽日)；

活力指数=S×GI(式中：S为幼苗长度(单位为cm)；GI为发芽指数)。

表1 不同处理对华北香薷种子发芽率的影响(单位：%，平均值±标准误)

处理 光 暗 ⅠⅡⅢ均值ⅠⅡⅢ均值15℃100.0096.6796.6797.78±0.87a100.00100.00100.00100±0.00a20℃100.00100.00100.00100.00±0.00a96.6796.67100.0097.78±0.96a25℃100.0096.67100.0098.89±0.93a100.00100.00100.00100±0.00a15～25℃100.00100.00100.00100±0.00a100.0096.67100.0098.89±0.93a

温度设定：萌发温度为15，20，25 ℃ 3个恒温梯度及15 ℃/25 ℃变温。

光照设定：分为光照和黑暗2种处理。光照处理为每天12 h，光强为50μmol/(m2·s)。每台培养箱内放置2份，其中1份直接放置，作为光照处理；另1份用报纸包裹培养皿，并在外面罩黑色塑料袋，进行暗处理。

1.2.3 不同基质萌发及生长试验

2017年3月22日在温室内播种，种子提前用冷水浸泡24 h。播种基质分别为蛭石(A)、草炭土(B)(Pindstrup品牌)、珍珠岩+草炭土(1∶1)(C)及珍珠岩(D)，基质做好后用0.1%高猛酸钾喷淋消毒，播种前用清水淋洗3～5次，每个处理重复3次。播种后用塑料薄膜覆盖，用以保湿，发芽后去掉薄膜。观察出苗数量及幼苗长势情况。每隔10 d测量幼苗高度，计算平均值，记为平均株高。温室内最高温为25 ℃，最低温度为15～17 ℃。

1.2.4 统计分析

使用Excel 2005软件及SPSS 18软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 种子千粒重

种子细小，狭长椭圆形，黑褐色；千粒重为(0.268±0.01)g。

2.2 不同光照和温度处理对华北香薷种子发芽率的影响

不同处理的华北香薷种子均于播种后的第2天开始萌发。由图1、图2可知，萌发当天光处理条件下，15 ℃的发芽率为3.3%，25 ℃的发芽率达到50%，2种温度下发芽率相差15倍。暗处理下，15 ℃的发芽率为13.33%，25 ℃的发芽率达到85.55%，2种温度下发芽率相差6倍。播种第3天，除了15 ℃处理外其它各种处理均达到萌发高峰，15 ℃处理于第4天达到萌发高峰。在不同的温度下，华北香薷种子完成萌发的时间不同。25 ℃下，种子仅需2～4 d即全部萌发。15 ℃温度下，种子完成萌发的时间为5 d。结束萌发后计算种子的发芽率，各种处理下发芽率均达到97%以上(表1)。说明华北香薷的种子属于光不敏感型种子，储存1年的种子活力高，易萌发。

通过SPSS分析表明，光照或温度单独作用对华北香薷种子发芽率影响均不显著，但是温度和光照条件交互作用对种子发芽率影响的显著度p=0.046<0.05，说明2种因子交互作用对华北香薷种子的发芽率有显著影响。萌发温度为25 ℃的暗处理，发芽时间最短，发芽率高。

图1 不同温度在光处理下种子萌发进程图

图2 不同温度暗处理下种子萌发进程图

2.3 不同光照和温度处理对华北香薷种子发芽势的影响

发芽势是指种子发芽初期在规定时间内能正常发芽的种子粒数占供检种子粒数的百分率，是判断田间出苗率的指标；发芽势决定着出苗的整齐程度，发芽势高，出苗整齐。本试验以播种后第3天的出芽数量计算发芽势，不同的温度处理，种子的发芽势呈显著差异，华北香薷种子在不同处理下的发芽势见表2。光照与温度各自对华北香薷种子的发芽势具有极显著影响，且在不同的温度与光照组合上对华北香薷种子的发芽势亦存在附加影响。由图3可知，在相同温度，暗处理条件下，华北香薷种子的发芽势均高于光处理，在15 ℃和20 ℃下尤为显著。不同的温度对种子发芽势影响显著。25 ℃条件下，各处理的发芽势均为最高。15 ℃温度处理下发芽势最低。

表2 不同处理对华北香薷种子发芽势的影响(单位：%，平均值±标准误)

处理 光 暗 ⅠⅡⅢ均值ⅠⅡⅢ均值15℃33.3340.0043.3338.89±2.46a86.6793.3393.3391.11±1.81bc20℃86.6786.6790.0087.78±0.89b96.6796.67100.0097.78±0.91d25℃100.0093.3393.3395.55±1.79cd100.00100.00100.00100.00±0.00d15～25℃93.3396.6793.3394.44±0.90cd100.0093.3393.3395.55±1.79cd

表3 不同处理对华北香薷种子发芽指数的影响(平均值±标准误)

处理 光 暗 ⅠⅡⅢ均值ⅠⅡⅢ均值15℃8.358.328.408.36±0.02a9.909.659.789.78±0.06b20℃1111.7311.3311.35±0.17d12.5012.3313.0012.61±0.17e25℃12.512.0812.2812.29±0.10e14.5014.1714.1714.28±0.09f15～25℃10.7811.1210.9510.95±0.08c12.6712.4512.4512.46±0.10e

表4 不同处理对华北香薷种子活力指数的影响(平均值±标准误)

处理 光 暗 ⅠⅡⅢ均值ⅠⅡⅢ均值15℃8.759.7310.239.57±0.75a14.2814.7414.1814.40±0.30b20℃15.8615.6614.4515.32±0.76b27.5727.2627.8227.55±0.28d25℃21.8820.8119.7520.81±1.07c32.0029.9931.1331.04±1.01e15～25℃19.9617.8220.8819.55±1.57c29.0727.8029.3728.75±0.83d

图3 不同温度下种子发芽势对比图

2.4 不同光照和温度处理对华北香薷种子发芽指数的影响

植物的发芽指数可以用来衡量该种植物的发芽能力及活力。暗处理下华北香薷种子的发芽指数高于光处理，25 ℃处理下种子的发芽指数均高于其它温度处理。在控制了其中一个变量之后，光照和温度分别对华北香薷种子发芽指数的影响极显著，但光照和温度的交互组合的显著度为0.072>0.05，说明光照和温度的交互作用对种子发芽势的影响不显著。

2.5 不同光照和温度处理对华北香薷种子活力指数的影响

活力指数是种子发芽速率和生长量的综合反映，是种子活力的更好指标。温度和光照分别对华北香薷种子的活力指数有显著影响，不同的温度和光照组合对活力指数亦具有显著影响。由表4可知，暗处理条件下华北香薷种子的活力指数明显高于光处理，暗培养条件下幼苗总长度大于光培养。通过观察发现，光培养更利于胚根的生长，暗培养则利于上胚轴的伸长。测量25 ℃下幼苗胚根和上胚轴的长度得到：光培养下胚根长度为(1.409±0.760)cm，上胚轴长度为(0.268±0.31)cm；暗培养下胚根的长度为(1.105±0.42)cm，上胚轴的长度为(1.058±0.53)cm。在相同光照条件下，25 ℃处理的种子活力指数最高，其次为15 ℃～25 ℃变温处理的种子，15 ℃处理下种子活力指数最低。25 ℃下进行暗处理，种子活力指数最高。

2.6 不同基质处理对种子萌发及生长的影响

2.6.1 不同基质对种子萌发的影响

华北香薷种子在不同基质中播种后，均于第4天萌发，且当天的出苗率均为70%以上，发芽数量较整齐，不同基质处理的种子发芽率见表5。SPSS软件进行单因素方差分析，各处理间差异显著性p=0.609>0.05，说明不同基质对华北香薷种子的发芽率影响极不显著。

2.6.2 不同基质对幼苗生长的影响

不同处理对华北香薷幼苗的生长具有极显著差异。在蛭石(A)和珍珠岩(D)处理下，幼苗生长较慢，苗细弱，后期出现部分苗木死亡的现象，而在草炭土(B)、珍珠岩+草炭土(C)处理下幼苗生长旺盛，植株高，叶片大，植株健壮，未出现死亡现象。播种30 d后，各处理下幼苗株高有明显差异(表6)。处理B中幼苗的株高达到(55.31±1.62)mm，而处理A中幼苗的株高仅为(7.66±0.13)mm。不同处理下幼苗的株高由高到低分别为B>C>D>A。由图4可知，在A处理下， 20 d后株高平均增长量最少，仅为2.06 mm；B处理下幼苗生长快， 20 d后平均长高42.43 mm，说明不同播种基质对幼苗高度的增长具有显著影响。珍珠岩保水性差，基质易干，造成幼苗生长慢甚至死亡；蛭石保水性强但是透气性差，亦对幼苗生长不利，最终导致幼苗生长迟缓，甚至死亡。试验表明，草炭土最为适合华北香薷幼苗的生长。

表5 不同基质对华北香薷种子发芽率的影响(单位：%，平均值±标准误)

基质类别发芽率(%)ⅠⅡⅢ均值A76.6783.3380.0080.00±1.92aB90.0080.0083.3384.44±2.94aC96.6776.6790.0087.78±5.88aD76.6790.0090.0085.56±4.44a

图4 不同基质处理幼苗的生长量

表6 不同基质对芽苗株高的影响(平均值±标准误)

基质类别株高(mm)ⅠⅡⅢ均值A7.917.507.577.66±0.13aB57.8552.2955.7955.31±1.62dC34.8330.4831.5432.28±1.31cD13.5713.1513.0013.24±0.17b

3 讨 论

华北香薷的种子活力高，易萌发，不同的光照和温度处理，其发芽率均达到96%以上。光照或温度单独作用对华北香薷种子发芽率影响均不显著，但是温度和光照条件交互作用对华北香薷种子的发芽率有显著影响，萌发温度为25 ℃的暗处理，发芽时间最短，发芽率高。

25 ℃条件非常利于华北香薷种子的萌发，在暗处理下其种子萌发的各项指标均为最高。在此条件下，种子发芽势达到100.00%；发芽指数为14.28±0.09；活力指数为89.84±1.31。由此可知，华北香薷种子在25 ℃条件下种子活力高，发芽能力强，发芽率高，出苗整齐度高。

不同的播种基质对华北香薷种子发芽率影响不显著。在播种盘中进行播种试验，不同基质处理下种子的发芽率均达到80%以上，而且萌发时间亦一致，但是不同基质处理对幼苗的后期生长有显著影响。蛭石和珍珠岩2种处理下，幼苗长势慢，后期出现萎缩及死亡现象；在草炭土和珍珠岩+草炭土处理下幼苗生长旺盛，叶片大，植株健壮。华北香薷种子育苗阶段使用草炭土或者加入部分珍珠岩做基质，更加利于幼苗后期的生长和成苗。

华北香薷在野生环境下花期为7—9月，人工栽培下花期为9—10月[6]。龚松采用短日照、GA3、NAA对华北香薷进行处理[7]，成功地延长了花期，使人工栽培下华北香薷的花期提前到7月中下旬，花期长达3个月；其花序长,花粉色，植株整齐、低矮，非常适合成片栽植，营造夏季花海效果。华北香薷亦具有很强的保持水土能力，司守霞等研究发现，华北香薷80%的根系分布在30 cm的土层内，侧根和毛细根发达[8]。其栽培管理容易，在园林绿化、香料工业、医药业等均具有应用价值[9]。华北香薷在展现优美观赏效果的同时又能带来经济价值，极具推广前景。

参考文献：

[1]郭甲科,白芳芳,查振道,等.木香薷的生态特性与扦插繁殖技术[J].林业实用技术,2007(5):21-22.

[2]姜永嘉,严以谨.九种药用植物提取液对储粮害虫毒杀作用的研究[J].中国粮油学报,1992,7(2):57-64.

[3]任建军,施光禄,谷继成,等.华北地区31种植物粗提物对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus的触杀活性[J].北京农学院学报,2009,24(2):17-21.

[4]Soon I K,Jeep H Y,Jun H.Acaricidal activity of plant essential oils against Dermanysssus gallinae(Acari:Dermanyssidae)[J].Veterinary Parasitology,2004,120:297-304.

[5]张兵伟,王露露,赵良成,等.北京市野生蜜粉源植物资源调查[J].北京林业大学学报,2010,32(1):18-22.

[6]张延广.河北省野生花卉调查及部分种的引种栽培研究[D].北京:北京林业大学,2006.

[7]龚松.华北香薷花期调控技术初步研究[J].内蒙古林业科技,2014,40(3):33-35.

[8]司守霞,彭正峰.木香薷在黄河中下游平原地区的引种驯化及应用[J].安徽农业科学,2017,45(4):169-170,214.

[9]刘鑫军.木香薷的开发利用与栽培技术[J].北方园艺,2007(8):154-155.