领春木种子萌发特性研究
作者: 王扬 包峥焱 孙宜
摘要 为研究领春木(Euptelea pleiosperma)不同播种材料萌发特性的差异,采用种子、果实及去翅果实在20 ℃光照条件下进行播种试验,探讨温度、光照、播种基质对其去翅果实萌发特性的影响,在不同温度、光照和播种基质条件下进行播种试验,计算种子的发芽率、发芽势和发芽指数。结果表明,采用种子播种,其发芽率、发芽势和发芽指数最高,分别为59.33%、46.67%、2.51,均显著高于果实和去翅果实,果实与去翅果实间无显著差异。温度对领春木去翅果实的发芽率、发芽势和发芽指数有极显著影响,15~25 ℃和20~30 ℃变温条件下隶属函数值分别为0.95、0.93,为最适萌发温度。光照对领春木去翅果实发芽率、发芽势和发芽指数均无显著影响。泥炭土、沙子、珍珠岩、蛭石4种播种基质中,泥炭土中发芽率、发芽势和发芽指数分别为42.67%、26.67%、0.81,隶属函数值最高(0.76),为领春木最佳播种基质。
关键词 领春木;播种材料;温度;光照;基质;萌发
中图分类号 S792.99 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2023)09-0103-05
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.09.026
Abstract In order to study the difference of germination characteristics of different seeding materials of Euptelea pleiosperma, seeds, fruits and wingless fruits were sown under 20 ℃ and light;The effects of temperature, light and sowing media on the germination characteristics of wingless fruits of Euptelea pleiosperma were further discussed. The seeding experiments were carried out under different temperature, light and sowing media conditions to calculate the germination rate, germination potential and germination index of seeds. The results showed that seed sowing had the highest germination rate, germination potential and germination index, which were 59.33%, 46.67% and 2.51 respectively, which were significantly higher than fruits and wingless fruits. There was no significant difference between fruits and wingless fruits. Temperature had a significant effect on the germination rate, germination potential and germination index of wingless fruits of Euptelea pleiosperma. Under the condition of fluctuating temperature of 15-25 ℃ and 20-30 ℃, the membership function scores were 0.95 and 0.93, which were the most suitable temperature. Light had no significant effect on the germination rate, germination potential and germination index of wingless fruits of Euptelea pleiosperma. Among the four sowing medias of Peat soil, Sand, Expanded perlite and Vermiculite, the germination rate, germination potential and germination index in Peat soil were 42.67%, 26.67% and 0.81 respectively, and the membership function scores was the highest (0.76), which was the best sowing medias for Euptelea pleiosperma.
Key words Euptelea pleiosperma;Sowing material;Temperature;Light;Matrix;Germination
作者简介 王扬(1971—),男,北京人,高级工程师,从事植物繁殖、应用研究。
*通信作者,正高级工程师,从事植物收集、繁殖及推广应用研究。
领春木(Euptelea pleiosperma),领春木科领春木属落叶灌木或乔木,为东亚孑遗植物,对研究植物分类具有重要价值[1]。其单叶互生,卵形,平行侧脉6~11对。花丛生,雄蕊6~14,花药红色,长于花丝。翅果棕色;种子1~3个,黑色。花期4—5月,果期7—8月。1991年出版的《中国植物红皮书》(第一册)共收录濒危植物388种,领春木位列其中,现被山西、江西、河北3省列为重点保护植物。据中国迁地保护植物大数据平台上记录,领春木被山西省列为极危等级,在京津冀地区属濒危物种。
领春木虽分布范围较广,但大多分布在高海拔地区,处于野生状态,人工栽培难以成活,目前在分布区呈零星分布状态[2]。随着人们对珍稀濒危植物保护意识的增长,加强了对领春木的相关研究。岳伏牛等[3]对领春木在三门峡河西林场的分布进行调查,得知其林下灌丛较密,但幼苗自然更新困难。李军红等[4]调查发现,安徽天堂寨的领春木群落保存较好,但已被人为干扰,仍需加强管理和保护。王芳等[5]调查发现,重庆市领春木群落在海拔1 200 m分布最广,低于800 m几乎无分布。周佑勋[1]对领春木的翅果(种子)萌发特性进行研究,得出光照和温度对种子萌发均有影响,且果翅存在某种抑制物质不利于萌发。丁凤琴[6]于9月下旬将去掉果翅和果梗的领春木果实用BT7号生根剂浸种后进行大田播种,翌年4月下旬可出苗。辛露娟等[7-8]对甘肃小龙山林区的领春木大田播种进行了综述,浸泡后去果翅和果梗,沙藏,次年4月中旬可大田播种。关于领春木播种的研究均以去翅后的果实为材料,关于种子萌发鲜见报道。种子萌发受自身因素与外界环境的共同影响,外界因素主要包括土壤、温度、湿度、光照等[9],因此,采用不同播种材料、不同温度、光照、播种基质对领春木种子萌发进行系统研究,有助于濒危植物迁地保护,维护地区物种的多样性,同时也可为野生植物的园林开发、生产提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试领春木果实于2020年11月采自北京市植物园树木园内,采集后置于阴凉处阴干。干燥后将果实收集于密封袋中,置于4 ℃冰箱内干藏备用。播种前按照试验要求,手工揉搓去除果梗、果翅及果皮。
1.2 方法
1.2.1 千粒重计算方法。
分别对果实和种子测定千粒重。随机数出100粒果实及种子,使用万分之一分析天平称重,换算出千粒重,3个重复。
1.2.2 试验设计。
进行人工气候箱播种和基质播种试验。2021年12月22日取出果实进行相应处理后,室温下用自来水浸泡48 h。播种前用0.1%高锰酸钾浸泡消毒10 min,无菌水冲洗3遍后播于铺有2层滤纸的培养皿中,每皿播种50粒,置于人工气候箱内培养。每处理3个重复。以胚根出现为萌发标志,每天观察发芽情况,记录发芽数量,根据滤纸的干燥情况及时补充蒸馏水。基质播种试验在温室内进行,播种基质使用0.1%高锰酸钾喷淋消毒3次,清水淋洗干净后播种,每个处理播种50粒,3个重复,以子叶出土为萌发标志。连续5 d无种子萌发结束试验,计算发芽率、发芽势、发芽指数[10]。
发芽率(%)=G1/T × 100
式中,G1 为发芽数;T为试验种子总数。
发芽势(%)=G2/T×100
式中,G2为种子萌发达到高峰时已发芽的种子数,T为试验种子总数。
人工气候箱播种,播种8~11 d后开始萌发,发芽势以播种第15天计算;基质中播种,播种21 d后开始萌发,发芽势以播种第26天计算。
发芽指数=∑(Gt/Dt)
式中,Gt为各日净发芽数;Dt为相应的发芽日。
1.2.3 不同播种材料的萌发试验。
使用领春木的果实、去翅果实(去翅、去梗)和种子3种材料进行播种试验(图1)。温度设置为20 ℃恒温,每天光照12 h,光强为 50 μmol/(m2·s)。
1.2.4 不同温度条件下的萌发试验。
使用去翅果实为播种材料,温度设定为20、25 ℃2个恒温处理和15~25 ℃(15 ℃黑暗12 h,25 ℃光照12 h)、20~30 ℃(20 ℃黑暗12 h,30 ℃光照12 h)2个变温处理。每天12 h光照,光强为 50 μmol/(m2·s)。
1.2.5 不同光照条件下的萌发试验。
使用去翅果实为播种材料,4个不同温度处理下光照设定为:光处理[每天12 h光照,光强为 50 μmol/(m2·s)]和持续黑暗处理。使用2层报纸包裹培养皿作为暗处理。
1.2.6 不同播种基质下的萌发试验。
使用珍珠岩、蛭石、沙子、泥炭土4种基质,播种材料为去翅果实,播种盘置于温室内的扦插床中,外搭拱棚,高80 cm,外罩聚氯乙烯,拱棚内的温度为12.26~30.00 ℃,湿度为38.70%~77.36%。
1.3 数据统计
使用Excel 2005软件进行数据管理及绘制图表;使用SPSS 18进行ANOVA 方差分析,使用t检验法分析不同光照处理的萌发数据,P<0.05 表示差异显著。使用隶属函数法进行相关分析[11],数据为平均值±标准误。
2 结果与分析
2.1 种子大小和重量测定
领春木的果实为翅果,深棕色,水滴形。果实长(含果梗)(12.71±1.65) mm,宽(4.58±0.72) mm,果梗长5~7 mm,果翅2~3 mm,千粒重为(1.39±0.06) g;领春木种子黑色,卵形,长(1.34±0.44)mm,宽(0.50±0.29) mm,千粒重为(0.36±0.03) g。
2.2 不同播种材料的萌发情况
领春木种子发芽始期[12]最早,播种8 d后开始萌发,果实和去翅果实均在第11天开始萌发。由图2可见,萌发过程中种子的发芽率一直明显高于果实与去翅果实。种子在播种13 d、果实和去翅果实在播种18 d时发芽率增长较快,之后呈缓慢增长趋势。播种8、13、18、23、28、33 d不同播种材料的发芽率间存在差异。13 d时种子的发芽率显著高于果实和去翅果实,而2种果实间发芽率无显著差异;18、23、28、33 d,种子的发芽率与去翅果实无显著差异,但显著高于果实,不同天数的果实发芽率间亦无显著差异。