黄素荣,谌 振,张东雪3,杨光穗
(1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室,海南 儋州 571737;2.海南省热带观赏植物种质创新利用工程技术研究中心,海南 儋州 571737;3.中国热带农业科学院试验场,海南 儋州 571737)
桃金娘(Rhodomyrtustomentosa),桃金娘科桃金娘属常绿灌木,别名山稔、稔子、山菍、多莲、稔果、岗稔、当梨、山乳、豆稔干、山奶子、山稔子等。我国云贵高原、两广地区、东南沿海、海南岛、台湾岛等地均有分布,亦广布于印度次大陆、中南半岛、东南亚诸岛,最北分布至日本南部[1]。
桃金娘是山地雨林灌木层的构成树种[2]及热带、亚热带地区退化山地生态恢复的先锋树种[3],具有生长迅速、成林期短、耐土壤贫瘠等特点,适用于山坡复绿、水土保持、退耕还林等工程建设;桃金娘花朵淡紫色或紫红色、果实深紫色,花果密集,具有一定的观赏、食用价值[4],常作为乡土树种应用于华南地区的园林绿化或乡村美化[5-6],亦适用于人工经济林的林下套种或景观打造[7];桃金娘具有一定的药用价值,果实中可分离出具有抗氧化、抗衰老活性的没食子酸类、白藜芦醇和白皮杉醇等成分[8],性味甘、涩、平,具有健脾益血、收敛解毒、祛除风行气和益肾的功效[9-10]。桃金娘集多种用途于一身,是极具开发前景的优良野生植物资源[11],在生态恢复、景观构造、医疗保健等领域具有广阔的开发应用前景。所以,桃金娘的研究对促进我国特色生物资源开发利用与可持续发展有着重要的现实意义。鸟类(鹎科)和蚂蚁(切叶蚁亚科)是桃金娘种子的自然传播者[12],传播效率低,种苗采集困难,故桃金娘开发应用的种苗主要依靠人工繁育。对桃金娘的研究多集中在生态学[13-15]、食品工程[16-17]等领域,种苗繁育相关报道较少。研究发现桃金娘扦插育苗生根率极低,且成林效果显著低于实生苗[18-19],缺乏应用价值;适当处理可提高种子发芽率,但仅为24%~50%[19-20],有待进一步研究。为解决桃金娘播种繁育中的各类问题,本研究关注不同储藏方式及药剂处理对桃金娘种子萌发特性的影响,以期找到最佳的种子储藏方式,探索出高效的播种繁育技术方法,为生产育苗提供理论和技术支撑,推动我国优质野生植物资源综合开放利用工作。
本试验所用的桃金娘种子采集于中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所花卉基地。种子采于2013年9月,经过沤种、淘洗获得干净种子,自然阴干1个月后,采用常温干藏、5 ℃低温干藏、5 ℃低温湿沙储藏分A、B、C三组储藏,5个月后开始试验。
所用药剂有6种:GA3(赤霉素)、三十烷醇、PEG-6000(聚乙二醇-6000)、KNO3(硝酸钾)溶液、CaCl2(氯化钙)溶液以及(NH4)6Mo7O24(钼酸铵)溶液。
1.2.1种子含水量测定
测定时间为2014年4月初,将A、B、C三组储藏的种子分别随机数出100粒。分别放入电子天平中称重,测得种子重量,包好放入烘干机中24 h后取出,称重,记下重量。接着再放入烘干机内烘1 h,冷却后称重,直至连续称量3次重量不发生变化,共设3次重复。
1.2.2种子活力测定
测定时间为2014年4月中旬,测定方法为红墨水法[21],将3种不同方式储藏的种子分别随机数出100粒,重复3次。
1.2.3种子发芽率试验
试验时间为2014年4月中旬,每种储藏的种子使用6种不同药剂,每个药剂分2种不同浓度,在遮光的条件下浸泡12 h。另外再以一组不处理药剂为对照,将A、B、C三组分别各为13个处理组(如表1),每组300粒桃金娘种子,共39个处理,重复3次。
播种采用15 cm×15 cm的塑料盆,基质为椰糠和粗砂(2∶1)的混合基质,撒播后并覆盖,以不见种子为宜,置于防雨、全光照的大棚内。播种后及时浇水,做好水分管理,保证基质常处于湿润状态。种子发芽后各个处理分别统计发芽数,直至不再发芽为止。
表1 种子发芽率试验
1.2.4不同储藏时间种子发芽率对比试验
试验时间为2014年9月,播种的种子为2014年9月新采集的种子和2013年9月采集,储存(常温干藏)1年的老种子。种子不经过任何药剂处理,正常播种,种子发芽后分别统计发芽数,直至种子不再发芽为止。
种子含水量(%)=[(烘前试样重-烘后试样重)/烘前试样重]×100%[22];
种子活力(%)=(不着色或着色很浅的种子粒数/供试种子总数)×100%;
发芽率(%)=(种子发芽数/供试种子总数)×100%[23];
发芽势(%)=(20 d内发芽种子总数/供试种子总数)×100%[23]。
采用Excel 2016软件对试验数据进行处理,并用IBM SPSS Statistics 24.0统计软件进行分析,应用Duncan法进行多重比较检验,检验水平p≤0.05。
由表2可知,在常温干藏条件下,种子含水量为9.71%,在5 ℃低温干藏条件下,种子含水量为11.22%,在5 ℃低温湿沙储藏条件下,种子含水量为32.01%,可见在低温条件下储存的种子含水量高于常温条件下储存的种子含水量,储存环境越潮湿种子的含水量越高,且各处理间存在显著性差异。
常温干藏下桃金娘种子的活力平均为51.33%,5 ℃低温干藏下,平均为44.00%,5 ℃低温湿沙储藏下,为42.33%。试验表明:常温干藏的种子活力最高,5 ℃低温湿沙储藏的种子活力最低,5 ℃低温干藏的种子活力居中,越干燥常温储存条件下的种子活力越高。
表2 不同储藏方式对种子含水量及活力的影响
由表3可知,在常温干藏条件下,处理5、6、8、9、12可提高种子的发芽势与发芽率,其中处理8(5 000 mg·L-1KNO3溶液)的发芽势最高,为44.11%,发芽率也最高,达76.89%,为最优处理;在5 ℃低温干藏条件下,处理6、9、10可同时提高种子的发芽势与发芽率,处理8可显著提高种子的发芽势,达30.34%,但其发芽率低于对照,综合考虑发芽率与发芽势2个因素,认为处理6(5 000 mg·L-1PEG-6000溶液)为最优处理;在5 ℃低温湿沙储藏条件下,除处理4与处理6之外,其他各处理均可提高种子发芽率,其发芽率最高的仅为1.67%,发芽势最高也仅有1%。
表3 不同储藏方式对种子发芽势和发芽率的影响
结果表明,3种储藏方式以常温干藏最佳,5 ℃低温干藏次之,5 ℃低温湿沙储藏种子发芽率与发芽势最低。
从图1可以看出,桃金娘种子发芽率呈“S”型曲线增长,新采集的种子在播种后12 d开始发芽,储存1年的陈种子则在播种20 d以后开始发芽,在播种48 d后种子发芽率趋于稳定,新采集的种子的发芽率为68.67%,而储存1年的陈种子的发芽率为39.33%。试验表明新采集的种子发芽早,且相同时间内发芽率明显高于储存1年的陈种子。
图1 不同储藏时间对种子发芽率的影响
桃金娘扦插繁殖较难,刘连海等研究发现,不同浓度IBA和NAA处理后扦插生根率最高仅为5%[19];杨治国[24]采用多种扦插基质,不同浓度6号ABT生根剂处理,生根率最高仅为38%;黄意成等[25]用萘乙酸和吲哚丁酸为植物生长调节剂处理的桃金娘扦插生根率为40.67%,均达50%以上成活率。而桃金娘种子不经任何处理,发芽率仅为35%[19];陈杰等[18]采用100 ℃浸种可使发芽率达到63.20%;周勇辉等用不同浓度的氯化钾、氯化钙溶液浸种24 h可使桃金娘发芽率达到62%~69%,发芽率高于对照,因此桃金娘宜采用种子繁殖。
发芽率、发芽势、种子活力是评价种子萌发和幼苗生长潜势的常用指标[26],张秀华等研究发现,用1 g·kg-1KNO3溶液浸种10 min可提高桃金娘种子的出苗率[27],本试验研究结果与其相似,试验表明在常温干藏条件下用5 000 mg·L-1KNO3溶液处理可提高桃金娘种子发芽率,且使种子保持较高的发芽势。种子发芽势决定着出苗的整齐程度,发芽势高,则表示种子活力强,发芽整齐,出苗较一致[28],故KNO3溶液处理后可使桃金娘种子出苗整齐,对桃金娘园林应用、药用开发具有促进作用。
本试验结果表明,低温储藏的种子含水量高于常温储藏种子的含水量,储藏环境越潮湿,种子的含水量越高。但是越干燥越接近常温的储藏条件下的种子活力也越高,常温干藏的种子活力最高,其发芽率、发芽势也高于其他储藏方式。此外,新鲜种子较储藏1年的种子发芽率高。因此,桃金娘种子采收后应尽快播种,若储藏则以常温干藏为最佳储藏方式。本试验条件下,以常温干藏条件下5 000 mg·L-1KNO3溶液处理为最佳处理,桃金娘种子发芽率为76.89%。本试验为提高桃金娘种子发芽率提供科学数据,为乡土植物桃金娘推广应用提供理论支撑。
一般而言,成熟种子即具有发芽能力,具有种子活力,但由于内、外因素的影响,会造成种子发芽困难[28]。种子发芽过程中环境的水分、温度、光照等不适宜都可能造成种子活力表达困难,因此,今后还会针对浸种时间、浸种浓度、浸种温度、光照等方面继续开展试验,以期进一步提高桃金娘种子的萌发率,摸索影响其种子萌发的关键因素,推进桃金娘种质资源的开发利用与可持续发展。