“新薰一号”薰衣草在武汉地区高效发芽及移栽研究

2018-08-27 06:29万梦婕蒋细旺
安徽林业科技 2018年4期
关键词:种子活力赤霉素薰衣草

万梦婕,蒋细旺

(江汉大学生命科学学院,武汉 430056)

薰衣草属于唇形科薰衣草属植物,为多年生亚灌木,原产于欧洲南部及地中海地区。薰衣草属植物约有39种,其中最重要的物种是狭叶薰衣草(Lavandula angustifolia)、宽窄叶杂交薰衣草(Lavandula intermedia)和宽叶薰衣草(Lavandula spica)[1]。薰衣草株形低矮紧凑,茎直立,多分枝,叶对生,呈线形至披针形或羽状分裂;花常轮伞状排列,每轮具6~10花,通常在枝顶聚集成顶生间断或近连续的穗状花序,花序蓝紫色颖长秀丽,花冠呈蓝紫色或深紫色,其花、叶和茎上的绒毛均被有油腺,轻轻碰触油腺即破裂而释放出香味[2],花期一般为6~8月份。薰衣草具有很高的观赏价值,是布置花坛、花境、花丛,营造花海等园林景观的重要植物材料,可植于植物园、综合性公园及旅游风景区等公共绿地中,形成独特的观赏效果[3]。同时,薰衣草还是重要的香料经济植物,兼具良好的芳香、药用、保健等实用价值[4]。薰衣草最大的经济价值在于从中提取的精油,成分复杂,用途广泛。薰衣草精油的定性和定量组成是可变的,取决于基因型、生长位置、气候条件、繁殖和形态特征[5]。

武汉因夏季高温湿热,薰衣草的发芽率很低,长势不良,景观效果也不佳。通过研究浸种温度、浸种时间和赤霉素浓度等条件对薰衣草种子发芽率、幼苗移栽成活率等的影响,以期为薰衣草在武汉地区高效发芽、健壮生长以及广泛栽培应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在湖北省武汉市江汉大学生命科学学院植物细胞工程实验室进行,供试品种为新疆伊犁地区提供的薰衣草种子(品种为“新薰一号”,其是新疆生产建设兵团第四师农业科学研究所技术人员于2002年在薰衣草种植田中发现的变异单株,经过单株扩繁和连续株选,2005~2007年参加了所内品种比较试验,2008~2009年参加新疆维吾尔自治区区域试验,2010~2011年参加新疆维吾尔自治区生产试验,2012年6月通过新疆维吾尔自治区非主要农作物品种审定委员会田间鉴定,2013年8月通过审定命名)。

1.2 方法

1.2.1 千粒重的测定

从供试材料中随机选取1 000粒种子,用电子天平称重量,3次重复,计算平均值。

1.2.2 种子活力测定

将浸种温度设置3个水平,分别为15℃、20℃、25℃;浸种时间设置3个水平,分别为6 h、12 h、24 h。两因素完全随机组合,共9个组合处理,每个处理30粒种子,重复3次。将处理后的薰衣草种子,每次随机取10粒,放滤纸吸干水,用解剖刀在胚轴处将种子纵向切成两半,一半用红墨水法测定种子活力[6];另一半置于沸水中2 min,以杀死胚,同样加入红墨水置于30℃培养箱中染色处理作为对照。观察种胚着色情况,统计数据(凡种胚不着色或着色很浅的为活种子,种胚与胚乳着色程度相同的为死种子),根据观察结果计算出具有发芽能力的种子数[7]。

实验原理:活种子细胞的原生质膜具有选择性吸收物质的透性,而死种子的胚细胞原生质膜则丧失此性质,于是染料进入死细胞而染色(每次重复种子粒数为10粒)。

计算公式:种子活力=不着色或着色浅的种子数/实验种子的总粒数

1.2.3 种子发芽率测定

赤霉素是种子内的一种重要物质,它在促进种子发育及调控种子休眠和发芽方面起着非常重要的作用。目前,国内外一些专家研究了用赤霉素处理种子来提高种子活力的方法,取得了一定进展。研究结果表明,针对不同的植物如花卉、果树、蔬菜等,用不同的赤霉素浓度处理其种子,对其萌发都有较好的促进作用[8]。

以上述浸种处理后的薰衣草种子,开展赤霉素浸种试验。赤霉素设置9个质量浓度水平,分别为0 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、250 mg/L、300 mg/L、350 mg/L、400 mg/L,其中赤霉素浓度为0 mg/L的一组作为对照,浸泡时间为6 h。每个处理20粒种子,3次重复。浸泡后,用蒸馏水冲洗4~5次,将种子置于铺有双层滤纸的培养皿中并在20℃恒温箱中进行发芽试验,每日光照12 h,期间给种子补充适量的水,逐日观察并记录种子发芽数[9]。

统计标准:参照《国际种子检验规程》[13]的鉴定标准,以胚根突破种皮的长度超过种子直径作为萌发标准,逐日观察并记录种子发芽数(种子总数为20粒)。

计算公式:种子发芽率(%)=20 d内发芽种子数/种子总数×100

发芽势(%)=9 d内发芽种子数/种子总数×100

1.2.4 育苗移栽试验

薰衣草种子细小,宜育苗移栽,采取直接播种(作为对照)和催芽后播种两种方式。经过前期实验得出最佳处理薰衣草种子提高其发芽率的方法后,用该方法大量催芽薰衣草种子,即先将薰衣草种子在20℃的浸种温度下浸种24 h后,再用浓度300 mg/L的赤霉素浸泡6 h,冲洗干净后换清水在20℃恒温箱里培养,待其发芽后及时进行播种处理,采取在穴盘中点播的方式。

苗期注意喷水,苗子过密时适当间苗,待苗高10 cm左右时进行移栽[10]。从苗盘取苗时,一手用小铲铲幼苗土块,一手托住幼苗土块,取出后分株移栽,尽量带上原土,并将过长和撕裂皮的根系用小铲截掉,栽后埋土踩实。移栽株行距为3 cm×8 cm,移栽完后及时浇透水,并搭盖遮阴网1~2周,其间视土壤干湿状况酌情浇水[11]。薰衣草不喜欢根部有水滞留,一次浇透水后,待土壤干燥时再次给水,以叶子轻微萎蔫为标志。浇水要在早上,避开阳光,直接对根蔸处浇水,避免从茎叶上淋水,也不要把水溅在叶子及花上[12]。

1.3 数据处理

数据采用Microsoft Excel 2010进行分析及比较,运用SPSS进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 供试薰衣草种子的形态

薰衣草正常的成熟种子呈黑、灰褐色,表皮光滑有光泽,种皮坚硬角质化,外包蜡质。种子千粒重约(1.137±0.005)g。

2.2 不同浸种温度和浸种时间对种子活力的影响

根据红墨水染色法测定的结果,计算9组供试材料中有活力种子的占比。

如图1所示,当浸种时间相同时,浸种温度在20℃的一组种子活力最高。经过煮沸2 min的对照组种子活力则完全丧失。观察比较浸种时间为12 h的一组,发现浸种温度为25℃的种子比15℃、20℃的软,吸收水分充足,但不利于切分观察和做种子活力测定;而20℃处理的种子则软硬适中,切分较容易,损失较少,吸水较充足,种子活力也较高。

图1 不同浸种温度和浸种时间对薰衣草种子活力的影响

比较分析图1发现,在一定浸种时间6~12 h内,随着浸种时间的延长,种子活力越来越高。超出12 h后,浸种温度为15℃和25℃两组的种子活力开始下降,甚至出现发霉死亡的现象;而浸种温度为20℃一组的种子活力继续升高。

由以上分析可知,浸种温度和浸种时间两个因素综合作用对薰衣草种子发芽有促进作用。在全黑暗条件下,在浸种温度为20℃、浸种时间为24 h的处理组合下,种子的活力达到最高,利于种子发芽。

表1 不同浸种温度和浸种时间对薰衣草种子活力影响的方差分析

由表1可知,该实验不同浸种温度间存在极显著差异,而浸种时间和浸种温度×浸种时间的互作无显著差异。

2.3 不同浓度赤霉素浸种对种子发芽的影响

通过比较发现,与赤霉素浓度为0的对照组相比,除赤霉素浓度为50 mg/L的一组外,经过赤霉素浸种6 h处理后,显著促进了薰衣草种子萌发,对照组在第8天才开始发芽,而处理组第4天就发芽了,说明赤霉素处理的薰衣草种子至少可提前4 d左右出苗,且经赤霉素处理的组合其发芽种子数远远多余未经赤霉素处理的组合。

由图2结果可知,用浓度为200 mg/L和300 mg/L赤霉素处理薰衣草,其发芽势最高,达到43.35%。

图2 3月12日薰衣草种子发芽势

由图3结果可知,300 mg/L赤霉素浸种6 h的处理最有利于提高种子发芽率,缩短发芽时间,促使种子发芽率达到53.35%。

图3 3月23日薰衣草种子发芽率

通过实验观察发现,在培养过程中会出现种子虽发芽、但芽已发黑死掉的现象。在进行统计时会因为刚发芽的种子(其发芽现象还不甚明显)萎蔫死掉,使其不易被发现并未被纳入统计,造成一定实验误差。另外,在培养过程中,有些培养皿的滤纸纸张会经常出现一些发霉的情况,且发霉处一般会粘上种子,这种情况下需立即更换滤纸。要特别注意的是,培养皿在培养期间一定要保持湿润,如果中间一旦出现较长时间干燥,就会阻碍种子萌发甚至使刚萌发的种子失水死亡,从而对实验结果造成一定影响。

图4 不同浓度赤霉素浸种对薰衣草种子发芽的影响

分析图4可知,赤霉素浓度对薰衣草种子的萌发有重要影响。在相同的浸种温度和时间内,随着赤霉素浓度升高,发芽率呈现先升高后下降的趋势。高浓度的赤霉素浸种对种苗的生长有一定负面影响,不仅降低发芽率,还会抑制胚根伸长,降低活力。

2.4 育苗移栽

催芽种子并播种,即实验的第二阶段。利用前期实验得出的结果(合适的浸种温度和浸种时间及赤霉素浓度),大量处理薰衣草种子使其尽快发芽出苗,并进行栽培管理。

实验过程中发现,若将发芽种子播下后,接下来几天如果是阴天,苗出土情况良好;若是大晴天、光照很强,则苗出土情况较差,几乎不出土,特别容易死掉。

薰衣草前期生长状况良好,但后期因栽培管理不善,导致原本长势良好的薰衣草种苗出现大量死亡,具体分析原因如下:一是薰衣草不耐移栽,特别是在夏季(经移栽过后的苗不久后全部死亡)。二是武汉地区夏季温度过高,薰衣草不耐高温暴晒。三是管理不当,浇水尺度把握不到位(薰衣草既不耐干旱又不耐水湿,对水分要求非常严格)。存活下来的薰衣草苗生长良好,但要做好防寒措施,保证环境温度,使其安全越冬。

3 结论与讨论

结合整个实验过程,分析实验结果发现,在探究浸种温度、浸种时间两因素对种子活力的影响中,浸种温度对种子活力影响较大,当浸种温度在20~25℃时,种子活力较高。浸种温度为20℃、浸种时间为24 h的处理组合下,种子活力达到最高。在最佳浸种温度和浸种时间组合处理下,一定浓度范围的赤霉素浸种能显著提高薰衣草种子发芽率,促进幼苗生长,同时使薰衣草种子的平均发芽天数比对照缩短。其中以300 mg/L赤霉素在20℃培养箱中浸泡处理6 h,种子发芽率达到最高。该实验结果说明,薰衣草在武汉地区有栽培发展的可能性,但实现大面积栽培应用有待进一步试验,也有待多品种引种栽培试验研究。

薰衣草发芽后要及时进行播种,若发芽后不能及时进行播种处理,则需适当补充光照,无光照或弱光照易造成徒长[14],不利于后期移栽。薰衣草不能在武汉地区夏季进行移栽,会出现生长不良、枯萎死亡的现象。

薰衣草要求选择排水良好、富含腐殖质的中性或微碱性沙质土壤,播种前把穴盘装满土,浇透水,待水下渗至流出后,均匀播上发芽种子。播种时要注意种子的形态学上端和下端,因种子发芽后先长出胚根,故播种时一定要将胚根朝下种植;然后盖上一层薄薄细土,温度保持20~25℃,要求苗床湿润,约10 d即出苗[15]。薰衣草最佳的生长及开花温度为15~30℃,在5~35℃均可生长,长期高于38℃,其顶部茎叶枯黄[16]。武汉地区夏季炎热,植物及土壤水分蒸发散失快,故薰衣草栽培管理上要特别注意,要及时浇水,但浇水不可过多,防止水多烂根。且浇水时要避免从茎叶上淋水,也不要把水溅在叶子及花上,否则易造成腐烂且易滋生病虫害。若薰衣草长期处于高温潮湿的环境会使植株根部没有足够的空气呼吸而导致生长不良,甚至出现全株突然死亡的现象,栽培薰衣草失败的原因常常就在这里。所以,要想使薰衣草能够在武汉地区生长良好并实现大面积高效栽培,在保持薰衣草种子较高发芽率的基础上,一定要采取适当的栽培管理措施,使其能安全越夏。

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