植物生长调节剂浸种和层积处理对花曲柳种子萌发的影响

张浩斌，王 喆，杨秀博，刘天义，张 鹏

(东北林业大学林学院，哈尔滨 150000)

花曲柳(Fraxinusrhynchophylla)属于木犀科白腊属，是我国东北地区的重要硬阔叶用材树种，具有重要的经济价值。花曲柳主要靠种子繁殖，但种子直接萌发仅有部分种子发芽且发芽率较低，尤其是在较低的温度条件下发芽困难，而经过层积处理后种子发芽率会有很大的提高[1]。通常，GA3(赤霉素)、乙烯、6-BA(6-苄基腺嘌呤)、KT(激动素)等植物生长调节剂处理对于一些休眠种子破除休眠和萌发有促进作用[2]。据报道，赤霉素可以提高珊瑚朴(Celtisjulianae)[3]、樟子松(Pinussylvestrisvar．mongolicaLitv．)[4]、水曲柳(FraxinusmandschuricaRupr.)[5]、灯笼树(EnkianthuschinensisFranch.)[6]和辽东楤木(Araliaelata)[7]等种子的发芽率；细胞分裂素(6-BA、KT等)能够促进假龙头(PhysostegiavirginianaL.)[8]、向日葵(HelianthusannuusL.)[9]和天人菊(GaillardiaaristataPursh.)[10]等种子的萌发；乙烯利能够刺激棉花[11]、玉米[12]和革叶铁榄[Sinosideroxylonwightianum(Hook. et Arn.) Aubr.][13]等种子的萌发。层积处理对萌发温度为10℃的水曲柳种子发芽率存在极显著的影响[14]。但植物生长调节剂处理是否可以打破花曲柳种子休眠、是否可以促进层积处理后种子的萌发尚不清楚。以花曲柳种子为材料，研究经过层积处理和未层积种子经不同种类、不同浓度植物生长调节剂处理后的萌发表现，确定植物生长调节剂浸种和层积处理对花曲柳种子萌发的作用，为花曲柳种苗培育过程中打破种子休眠提供技术参考。

1 材料与方法

花曲柳种子采购自品农林木花卉草坪种子经销公司(采种地为吉林省)，种子于室温(20℃～23℃)条件下贮藏备用。

层积处理：取部分种子用冷水(20℃)浸种72 h，每24 h换水一次。浸种后种子经0.5%的KMnO4溶液消毒30 min，用清水冲洗干净，经清毒处理后的种子于低温(5℃)培养箱内裸(无基质)层积4周。在层积处理种子层积结束前72 h取部分未层积种子作为对照，未层积种子按相同方法浸种并消毒。

植物生长调节剂处理：将未层积和层积处理后的种子分别置于不同浓度(10-6mol/L、10-5mol/L、10-3mol/L)的GA3、6-BA、乙烯利和KT溶液中，在室温无光条件下浸泡24 h，以蒸馏水浸泡24 h为对照。

发芽实验：选取直径为9 cm的塑料培养皿，将经过不同激素浸种的种子置于其中，培养皿底部放置一层滤纸，每个处理有4次重复(4个培养皿)，每个培养皿放置25粒种子，将培养皿置于25℃(无光照)人工气候箱中进行发芽实验。萌发试验共持续30 d，每天观察并记录种子萌发情况，当种子的胚根伸长突破种皮2 mm则记为种子萌发。试验结束后，计算种子的发芽率、发芽指数和平均发芽时间。种子发芽能力指标计算公式如下：

(1)

发芽指数(IG)=∑Gt/tg

(2)

平均发芽时间(TMG)=(∑Gt×tg)/∑Gt

(3)

式中：tg为发芽时间(d)，Gt为与tg相对应的每日发芽种子数。

数据处理：使用Microsoft Excel 2016软件进行数据整理，使用SPSS 18.0软件对发芽率、发芽指数和平均发芽时间三个指标进行双因素方差分析(发芽率为百分数，将数据进行反正弦平方根转换后再进行方差分析)，方差分析结果为显著时，则采用Duncan氏新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 GA3浸种与层积处理对花曲柳种子萌发的影响

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂GA3浸种处理的交互作用对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂GA3浸种处理对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽率存在极显著影响(P<0.01)(Table 1)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽率只有27.75%，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽率(61.5%)比未经低温(5℃)层积种子提高了1.2倍(Table 1)。

表1 层积与GA3浸种处理对花曲柳种子萌发能力影响的方差分析结果Tab.1 Variance analysis of effect of stratification and GA3 soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂GA3浸种处理的交互作用对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，但植物生长调节剂GA3浸种处理和低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽率均存在显著影响(P<0.05)(Table 1)。未经层积处理种子的发芽指数为0.45，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数(1.51)比未经低温(5℃)层积种子提高了2.4倍。经10-3mol/LGA3浸种处理的种子发芽指数最高(1.42)，显著高于其他浓度植物生长调节剂GA3处理，与对照相比提高了89.33%(Table 1)。

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂GA3浸种处理的交互作用对种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，但植物生长调节剂GA3浸种处理和低温(5℃)层积处理对花曲柳种子平均发芽时间均存在极显著影响(P<0.01)(Table 1)。未经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间为17.86 d，而经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间(13.8 d)比未经低温(5℃)层积种子缩短了4 d。经10-3mol/LGA3浸种处理的种子平均发芽时间最短(13.04 d)，显著短于其他浓度植物生长调节剂GA3处理，与对照相比缩短了4 d(Table 1)。

2.2 KT浸种与层积处理对花曲柳种子萌发的影响

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂KT浸种处理的交互作用对花曲柳种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂KT浸种处理对花曲柳种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对种子发芽率存在极显著影响(P<0.01)(Table 2)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽率为19.50%，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽率(54.75%)比未经低温(5℃)层积种子提高了1.8倍。经10-3mol/LKT浸种处理的种子发芽率最高(45%)，显著高于10-6mol/LKT浸种处理，与对照相比提高了16.88%(Table 2)。

表2 层积与KT浸种处理对花曲柳种子萌发能力影响的方差分析结果

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂KT浸种处理的交互作用对花曲柳种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂KT浸种处理对花曲柳种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对种子发芽指数存在极显著影响(P<0.01)(Table 2)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数只有0.27，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数(1.13)比未经低温(5℃)层积种子提高了3.2倍。经10-3mol/LKT浸种处理的种子发芽指数最高(0.85)，显著高于10-6mol/LKT浸种处理，与对照相比提高了13.33%(Table 2)。

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂KT浸种处理的交互作用对花曲柳种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂KT浸种处理对花曲柳种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对种子平均发芽时间存在极显著影响(P<0.01)(Table 2)。未经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间为20.16 d，而经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间(15.39 d)比未经低温(5℃)层积种子缩短了5 d(Table 2)。

2.3 乙烯利浸种与层积处理对花曲柳种子萌发的影响

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂乙烯利浸种处理的交互作用对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂乙烯利浸种处理对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽率存在极显著影响(P<0.01)(Table 3)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽率为15.25%，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽率(57%)比未经低温(5℃)层积种子提高了2.7倍(Table 3)。

表3 层积与乙烯利浸种处理对花曲柳种子萌发能力影响的方差分析结果Tab.3 Variance analysis of effect of stratification and ethephon soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂乙烯利浸种处理的交互作用对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂乙烯利浸种处理对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽指数存在极显著影响(P<0.01)(Table 3)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数只有0.21，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数(1.23)比未经低温(5℃)层积种子提高了4.9倍(Table 3)。

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂乙烯利浸种处理的交互作用对种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂乙烯利浸种处理对种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，但低温(5℃)层积处理对花曲柳种子平均发芽时间存在极显著影响(P<0.01)(Table 3)。未经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间为19.94 d，而经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间(14.67 d)比未经低温(5℃)层积种子缩短了5 d(Table 3)。

2.4 6-BA浸种与层积处理对花曲柳种子萌发特性的影响

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂6-BA浸种处理的交互作用对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂6-BA浸种处理对种子发芽率没有显著影响(P>0.05)，低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽率存在极显著影响(P<0.01)(Table 4)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽率为16%，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽率(56.75%)比未经低温(5℃)层积种子提高了2.5倍(Table 4)。

表4 层积与6-BA浸种处理对花曲柳种子萌发能力影响的方差分析结果Tab.4 Variance analysis of effect of stratification and 6-BA soaking on seed germination ability of Fraxinus rhynchophylla

低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂6-BA浸种处理的交互作用对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，植物生长调节剂6-BA浸种处理对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，低温(5℃)层积处理对花曲柳种子发芽指数存在极显著影响(P<0.01)(Table 4)。未经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数只有0.21，而经低温(5℃)层积处理种子的发芽指数(1.11)比未经低温(5℃)层积种子提高了4.3倍(Table 4)。

低温(5℃)层积处理对花曲柳种子平均发芽时间没有显著影响(P>0.05)，低温(5℃)层积处理和植物生长调节剂6-BA浸种处理的交互作用对种子发芽指数没有显著影响(P>0.05)，但植物生长调节剂6-BA浸种处理对种子发芽指数存在极显著影响(P<0.01)(Table 4)。未经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间为17.42 d，而经低温(5℃)层积处理种子的平均发芽时间(15.39 d)比未经低温(5℃)层积种子缩短了2 d。经10-6mol/L6-BA浸种处理的种子平均发芽时间最短(11.16 d)，显著短于其他浓度植物生长调节剂6-BA处理，与对照相比缩短了5 d(Table 4)。

3 结论

低温层积处理(4周)对于提高花曲柳种子的发芽率和发芽指数均有明显促进效果。不同外源激素浸种处理对于花曲柳种子发芽率的提高均无明显促进作用，除10-3mol/LGA3浸种处理可显著提高种子发芽指数和缩短平均发芽时间外，其他激素处理对于提高种子发芽指数和缩短平均发芽时间均无明显效果。