海滨猫尾木种子萌发和实生苗抗逆性研究

刘德浩，廖文莉，陈智涛，舒夏竺，徐 平

(惠州市林业科学研究所，广东 惠州 516001)

海滨猫尾木Dolichandrone spathacea系紫葳科Bignoniaceae猫尾木属常绿乔木，树姿挺拔；花喇叭状，大而美丽；蒴果长筒状形似猫尾；种子具木栓质翅，因此能随水流传播。海滨猫尾木属于半红树植物[1]，多生长在海岸大潮能够到达的滩涂，在陆地上也能正常生长，其作为海岸防护林树种的同时还可作为城市观赏、行道树，具有一定的生态和经济价值[2]。海滨猫尾木天然分布在印度南部、斯里兰卡、新喀里多尼亚(岛)地区[3—4]，在我国海南省东海岸、广东省湛江市有少量天然分布[5]。

种子萌发是植物生命周期的关键阶段之一，对于生长在海岸潮间带高潮滩的半红树植物而言，种子萌发受水淹、盐度双重胁迫。目前，关于海滨猫尾木受水淹和盐度双因素胁迫的生长情况尚未见报道。本文对海滨猫尾木种子萌发及幼苗耐水淹、耐盐、耐低温特性进行研究，通过观察、测定种子萌发和各种胁迫处理下实生苗生长情况，探索其适宜的育苗技术，为海滨猫尾木的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 种质资源收集

海滨猫尾木种子来源于广东珠海淇澳-担杆岛省级自然保护区。保护区位于珠海淇澳岛西北部，属南亚热带季风气候，年均气温22.4 ℃，最低气温2.5 ℃，最高气温38.5 ℃，年均日照1907.4 h，年均降水量1964.4 mm。2016 年7 月于淇澳岛选择植株健壮、无病虫害、生长良好的海滨猫尾木母树，收集成熟蒴果(果实由青绿色转为黄褐色)带回惠州市林业科学研究所预处理，待蒴果自然阴干裂开后选取优质种子在苗圃内进行育苗试验。苗圃试验地属南亚热带季风气候，年均气温22.0 ℃，最低气温2.9 ℃，最高气温37.2 ℃，年均日照1876 h，年均降水量1770 mm。

1.2 播种

将种子播种在装有培养土(黄心土∶沙子∶泥炭土=3∶3∶4)育苗盘内，播种前用0.1%高锰酸钾消毒。于2016 年8 月1 日至2017 年7 月1 日一年间每月1 日进行播种，每次播种30 粒种子，共播种12次。播种后观察记录萌发时间、生长状况。

1.3 苗期物候观测

播种前抽取部分种子分别测定千粒重、种子密度；播种后观测种子萌芽情况，记录首次出芽时间、出芽累计天数等。

1.4 耐水淹特性

将海滨猫尾木实生苗移栽至装有混合培养土的塑料杯中，剔除部分生长差、表现不均的幼苗，待移栽幼苗生长稳定后进行不同程度的耐水淹试验。选用淡水进行耐水淹试验，设置4 个水淹梯度，分别为正常浇水(处理1)、水淹至根颈(处理2)、水淹至苗高二分之一(处理3)和完全水淹(处理4)[6—8]。根据幼苗吸收和蒸发的水分，适时补充足量的水，处理时间为60 d，每处理30 株。

1.5 耐盐特性

以NaCl 溶液为盐材料，将一定量的NaCl 溶解于100 mL 水中再加入幼苗根部，设置0%、0.4%、0.8%、1.2%、1.6%、2.0%(盐重/土壤重)共6 个梯度进行盐分胁迫处理[9—10]。每个育苗袋土壤3 kg，采用质量法测出0%盐分梯度下土壤全盐量为6 g·kg-1，6 个梯度每次施盐量分别为0、1、2、3、4、5 g，每5 d 施NaCl 溶液1 次，共施12 次，6 个梯度的土壤全盐量分别为6、10、14、18、22、26 g·kg-1。每处理30 株。

1.6 低温胁迫

低温胁迫在人工气候箱内完成，设定光照强度1200 lx，相对湿度75%，以25 ℃为初始对照温度，设置0 ℃、3 ℃、6 ℃、9 ℃、25 ℃共5 个温度梯度作为取样时间点。降温采用梯度降温方法，每天降温3 ℃，当温度降至设定温度后保持24 h，选择第2～5 片(自上而下)叶片进行取样，取样时间为上午8:00，取样后按照试验设计继续降温，直至完成全部取样工作[11]。清洗叶片并用去离子水冲洗3 次，用滤纸吸干表面水分，用打孔器避开主叶脉截取3 片直径0.8 cm 叶片圆片，用去离子水冲洗3 次后放入20 mL 去离子水溶液中，室温静置12 h 后测定溶液电导率(R)，之后用水浴锅沸水浴30 min 杀死全部组织，冷却至室温后再次测定溶液电导率(R1)。

1.7 统计分析

发芽率=(n/N)×100%，n 为正常发芽种子数，N 为供试种子数；发芽势是种子发芽达到高峰时正常发芽种子数与供试种子数的百分比；发芽持续天数指自种子发芽之日至种子发芽结束所用天数；相对电导率=R/R1×100%。采用 Excel 2013 及SPSS 21.0 软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 播种时间对种子萌发的影响

经测定，海滨猫尾木种子千粒重52 g，种子密度0.021 g·cm-3，较低的种子密度能使其漂浮在水面上，并随水流传播。2016 年8 月1 日至2017 年7 月1 日期间共播种12 次，各批次播种的种子首次出芽时间在9～16 d 不等，首次出芽时间最晚的播种时间是2017 年1 月1 日。发芽势随着播种时间推移逐渐降低，发芽率随着时间推移先降低后趋于稳定(图1)，表明在常温贮藏状态下海滨猫尾木种子适宜随采随播。惠州市4～10 月气温较高、降雨量充沛，11 月至翌年3 月气温偏低，海滨猫尾木种子发芽持续天数随季节而变化，春、夏、秋季发芽持续时间比冬季短。

2.2 不同水淹处理对幼苗生长的影响

海滨猫尾木在正常浇水(处理1)、水淹至根颈(处理2)和水淹至苗高二分之一处(处理3)等 3 种处理下60 d 后均能存活。水淹至根颈处理的植株生长受抑制；水淹至苗高二分之一处的叶片出现萎蔫；完全水淹(处理4)情况下22 d 后开始死苗，60 d 后存活率为58.35%。正常浇水60 d 后，植株苗高、地径增长量分别是完全水淹苗高、地径增长量的7.36 倍、7 倍(图2)。结果表明，一定程度的水淹对海滨猫尾木的影响不大，但水淹深度超过苗高二分之一时不利于海滨猫尾木的正常生长。海滨猫尾木的耐水淹特性使其能够适应海岸潮间带的不同潮位，水淹至根颈时植株能正常生长，但生长量降低；完全水淹会导致植株死亡。

图1 不同播种时间对种子萌发的影响Fig.1 Effects of different sowing date on seed germination

图2 不同水淹处理对海滨猫尾木生长量的影响Fig.2 Effects of different flooding treatments on Dolichandrone spathacea growth

2.3 不同盐浓度处理对幼苗生长的影响

海滨猫尾木幼苗在0%、0.4%、0.8%、1.2%盐分胁迫下处理60 d 后均能存活；1.6%盐分浓度处理37 d 后幼苗开始死亡，60 d 后幼苗存活率为86.8%；2.0%盐分浓度处理25 d 后幼苗开始死亡，60 d 后幼苗存活率下降至52.6%。当土壤全盐量低于10 g·kg-1时，海滨猫尾木幼苗能正常生长；土壤全盐量超过10 g·kg-1时，幼苗生长受抑制；土壤全盐量超过18 g·kg-1时，幼苗叶片开始出现卷曲、脱落现象。

由图3 可知，海滨猫尾木耐受土壤全盐含量为10 g·kg-1，具有一定的耐盐特性。

2.4 低温胁迫对叶片电导率的影响

当温度降至6 ℃时，海滨猫尾木叶片出现萎蔫现象；温度降至3 ℃时，少量叶片出现反卷、脱落等情况；降温至0 ℃时大部分叶片出现萎蔫、反卷现象。随着温度的降低，细胞膜渗透性升高，相对电导率随温度降低逐渐升高。海滨猫尾木低温胁迫下相对电导率的变化见图4，与对照(25 ℃)相比，温度降至3℃和0℃的相对电导率分别是对照的3.93 倍和5.03 倍。

图3 不同盐浓度对海滨猫尾木生长量的影响Fig.3 Effects of different salt concentrations on Dolichandrone spathacea growth

图4 低温胁迫对相对电导率的影响Fig.4 Effect of low temperature stress on relative conductivity

3 讨论

3.1 播种时期及苗期物候

海滨猫尾木较低的种子密度(0.021 g·cm-3)能够使种子漂浮在水面上，并跟随水流传播繁殖。持续1年的播种试验表明，海滨猫尾木种子宜随采随播，其发芽率随着时间的推移而逐渐降低，但翌年春夏季播种发芽率能保持稳定。发芽势则基本上随着采种后播种时间的延迟逐渐降低。发芽持续天数随着温度、湿度的变化而变化，惠州地区4～10 月气温较高、降雨量充沛，其他时间气温偏低，因此春、夏、秋季发芽持续时间比冬季要短。

3.2 耐水淹与耐盐特性

海滨猫尾木耐水淹试验表明，在完全水淹处理下22 d 后植株开始死亡，60 d 后存活率下降至58.35%。水淹时间和水淹深度双重水淹逆境考验着海滨猫尾木的生存能力，而耐水淹能力又是海滨猫尾木在海岸潮间带正常生存、生长的决定性因素之一。持续水淹时，海滨猫尾木的光合与呼吸作用受到明显抑制，其体内生理过程发生改变，导致植物长势弱，对外界环境胁迫的抵抗力差，严重影响正常生长，甚至死亡。0%、0.4%、0.8%、1.2%盐分胁迫处理60 d 后植株还能正常生长；1.6%盐分浓度处理37 d 后幼苗开始死亡，60 d 后幼苗存活率为86.8%；2.0%盐分浓度处理25 d 后幼苗开始死亡，60 d后幼苗存活率下降至52.6%。土壤盐分过高时，植物长时间处于生理性干旱条件下，体内处于水分亏损状态，因为盐分沉积使土壤形成低水势区域，导致植物根系难以从土壤中获得充足水分和养分[12—13]。耐盐能力和适生盐度范围是海滨猫尾木引种、栽培过程中选择立地条件的重要依据。

3.3 耐寒特性

低温胁迫是育苗栽培过程中常见的自然灾害，轻则影响生长，重则造成植株死亡。生物膜与植物抗寒性具有密切关系，当植物遭受寒害时，水从细胞内部渗出，植物组织呈现浸润状，植株表现为萎蔫[14—15]。当植物处在低温状态下时，细胞膜渗透性升高。细胞膜透性随着外界温度的降低而增大，抗寒性强的植物细胞膜透性增大的程度较小，易恢复生长且可逆；抗寒性弱的植物细胞膜透性增大显著，难恢复生长且不可逆[16—17]。本研究显示，随着温度持续降低，海滨猫尾木逐渐呈现半致死状态，当温度降至3 ℃时海滨猫尾木叶片相对电导率出现明显变化，叶片出现反卷、脱落，表明海滨猫尾木耐寒性较差。海滨猫尾木作为重要的半红树植物，检验其在海南、湛江以北地区的引种适生特性，对于丰富沿海地区植物多样性，为沿海防护林树种提供更多选择具有重要意义。