刘长青 王小平 古丽娜尔·巴合提别克
(1 新疆生产建设兵团林业工作管理总站,新疆 乌鲁木齐 830011;2 新疆农业职业技术学院园林科技学院,新疆 昌吉 831100;3 新疆石河子大学农学院,新疆 石河子 832000)
白榆(Ulmus pumila)为榆科榆属落叶乔木,亦称榆树或家榆[1]。白榆在我国栽培历史悠久,是华北、西北、东北地区的优良乡土树种,是防护林和盐碱地造林的主要树种。欧洲大叶榆(Ulmus laevis)为榆科榆属落叶乔木或灌木植物,分布于朝鲜、内蒙古、辽宁、甘肃及青海东部[2,3]。
种子萌发是植物生长发育过程中的关键时期,也是最为脆弱敏感的发育阶段,这一阶段种子萌发特性对于良种繁育具有重要意义[4,5]。目前,国内有很多研究人员对各种植物的种子萌发特性进行了探讨,有效促进了林木良种繁育、森林经营等行业的发展[6-9]。因此,研究出榆树种子发芽最适宜温度条件,对榆树栽培方面具有很大的帮助。旨在探讨榆树种子最适宜的发芽温度及发芽的极限温度,以期为榆树栽培提供基础数据和理论依据。
供试白榆和欧洲大叶榆种子于2017 年5 月采集于石河子市。该地区年平均气温为5~9℃,年降雨量为297.6mm,主要集中在5~7 月,最高气温可达39℃,最低气温可降至-30℃[10]。试验日期为2017 年5 月15 日~2017 年5 月28 日。
1.2.1 不同温度下发芽试验设计。选择籽粒饱满、发育良好的成熟种子,将其均匀置于垫湿润滤纸的培养皿中。其中,5℃和10℃条件下,将榆树种子置于冰箱中;15℃时,将种子置于光照培养箱中;20℃、25℃时,种子在温箱中培养。试验设4次重复,每次重复40 粒种子。种子发芽标准以胚根出现为准,每天每8h 统计1 次种子发芽数量。试验进行至第14d 结束。保持滤纸湿润,直到连续2d 没有新种子发芽时视为发芽结束。统计发芽种子数,计算发芽率、发芽指数和发芽势。
1.2.2 发芽指标的计算。发芽率(G)=种子总发芽数/供试种子数×100%;发芽指数(G1)=Σ(Gt/Dt),Gt 指在时间t 的发芽数,Dt 指相应的发芽天数;发芽势=种子发芽数达到高峰时的正常发芽种子的总数/供试种子总数×100%。
白榆种子在5~25℃温度范围内,发芽率、发芽指数、发芽天数不断升高,白榆种子最适宜发芽温度是25℃。欧洲大叶榆种子在5℃条件下的无种子发芽,在10℃、15℃、20℃、25℃下,欧洲大叶榆种子发芽率、发芽天数不断升高,而欧洲大叶榆发芽指数随温度升高呈先升高、后降低的趋势,20℃是欧洲大叶榆种子最适宜发芽温度。白榆种子和欧洲大叶榆种子的发芽势随温度升高呈先升高、后降低的趋势(表1)。
表1 不同温度处理对两种榆树种子发芽特性的影响
在5℃、10℃的低温处理和15℃、20℃、25℃的恒温处理下,种子的发芽过程有所不同。白榆在5~25℃均可发芽,欧洲大叶榆在10~25℃时能发芽,白榆种子的最适宜发芽温度是25℃,种子发芽周期为4d,2~4d 是发芽高峰期,这期间种子发芽率达到最高,为83.13%~96.25%。欧洲大叶榆种子在5℃条件下的发芽率为0,在20℃条件下发芽率比在其他温度条件下有大幅度提高(表1、图1)。因此,确定榆树种子发芽的最适温度,对于确定种子的适宜播种期和规范化种植具有一定的意义。
图1 不同温度下各榆树种子的发芽率结果
白榆种子在5~25℃温度范围内,随着温度的升高,发芽指数也增大。15℃、20℃时发芽指数较大,在25℃培养条件下,发芽指数达到高峰值,5℃时发芽指数最低;欧洲大叶榆在10~25℃温度范围内,发芽指数随着温度的升高呈先升高、后降低的趋势;在20℃培养条件下,发芽指数最大,而5℃时为0,没有发芽,欧洲大叶榆种子在极端的低温下不能正常发芽(表1)。
白榆种子的发芽势随着温度的升高呈先升高、后降低的趋势。在10℃培养条件下,发芽势最高;5℃时发芽势最低;欧洲大叶榆种子的发芽势也随着温度的升高呈先升高、后降低的趋势,在20℃培养条件下,发芽势最高,5℃时无种子萌发(表1)。
始发芽天数和发芽天数在5℃条件下,白榆种子不但始发芽天数较长,且约2 周才发芽完毕,发芽不整齐。而欧洲大叶榆在5℃条件不能发芽;10℃、15℃条件下,白榆种子从第3d 即开始发芽,但发芽天数不一样,10℃时10d 内发芽结束,15℃时第5d 就发芽结束了;在20℃条件下,第2d 即开始发芽,发芽速度快,发芽时间较集中,4d 内发芽结束,发芽较整齐;25℃条件下,种子始发芽天数最少,第2d 即开始发芽,发芽速度最快,发芽较整齐,3d 内发芽结束。可见25℃是白榆种子的最佳发芽温度,其次为恒温15℃和20℃。欧洲大叶榆在10℃、15℃、25℃条件下,始发芽天数有几天的差别,但都是11d 内发芽结束,发芽速度慢,不太适合种子发芽。20℃条件下,第3d 开始发芽,第10d 发芽结束,发芽较整齐,是最适宜欧洲大叶榆发芽的温度(表1)。
(1)白榆在5~25℃均可发芽,而欧洲大叶榆在10~25℃时能发芽。25℃是白榆种子的最适宜发芽温度,20℃是欧洲大叶榆种子的最适宜发芽温度。
(2)白榆种子是随着温度的升高,发芽指数也增大。欧洲大叶榆的发芽指数随着温度的升高呈先升高、后降低的趋势。
(3)白榆种子和欧洲大叶榆种子的发芽势随着温度升高呈先升高、后降低的趋势。
(4)始发芽天数和发芽天数在5℃条件下,白榆种子不但始发芽天数较长,且约2 周才发芽完毕,发芽不整齐,而欧洲大叶榆在5℃条件不能发芽。