影響翅果油樹種子萌發及幼苗生長的土壤因素

翟靜娟，畢潤成

(1.朔州職業技術學院，山西 朔州 036002； 2.山西師范大學 生命科學學院,山西 臨汾 041004)

翅果油樹Elacagnus mollisDiels又名澤綠旦、柴禾、車勾子等，是胡頹子科胡頹子屬的大灌木或小喬木，為我國特有種[1-3]。翅果油樹有較高的抗旱、耐寒和耐瘠薄能力，20世紀80年代被列為國家第一批二級重點保護植物[4-5]。國內外的相關研究多集中于翅果油樹種群、瀕危原因、脂肪酸成份等，關于翅果油樹種子萌發及幼苗指標方面的研究報道較為鮮見[6]。提高種子的發芽率對有效擴大翅果油樹的種植面積具有重要意義。本試驗在不同果皮處理方法和不同土壤條件組合下，通過對翅果油樹種子萌發和幼苗生長過程中抗氧化酶活性、異檸檬酸裂解酶活性等指標的測定，嘗試探討解除翅果油樹種子休眠的最佳方法[7-8]，為提高翅果油樹種子的萌發率提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試種子

翅果油樹的成熟堅果(以下簡稱“種子”)于2006年10月采自山西省臨汾市翼城縣甘泉林場。該林場位于 35°73′N；111°68′E，海拔800～1 200m，年平均氣溫為12.5℃，年平均降雨量為550mm，土壤pH為8.4。將除去雜質后的種子放在布袋中貯藏在于4℃環境下備用(International Seed Testing Association,1985)。

1.2 土壤的收集

為了探討不同土壤條件對種子萌發和幼苗生長的影響，本研究從3個地方獲取實驗所需土壤，分別為：山西師范大學校內花園的土壤(1)、鄉寧縣翅果油樹生長地的土壤(2)以及翼城甘泉林場翅果油樹生長地的土壤(3)。

1.3 果皮處理方法

本試驗的果皮處理方法包括：全中果皮處理(A)、尖端開口但不去除中果皮處理(B)、 1/2中果皮處理(C)、去除中果皮但保留表皮毛處理(D)、去除中果皮且不保留表皮毛處理(E)、去除種皮處理(F)，共6種處理。

試驗共設置18種處理，其中包含3種土壤和6種果皮處理的方法，編號分別是1A、1B、1C、1D、1E、1F、2A、2B、2C、2D、2E、2F、3A、3B、3C、3D、3E和3F(1A為對照)。

1.4 種子的播種

2007年4月，將上述三種土壤分別與細紗混合(混合比例為1∶1)后，分別倒入30個花盆中，共計90盆。花盆規格為深11cm、內徑19cm。在每種土壤條件下，每種種子各播種5盆，每盆5株，盆中裝土2 kg，放置于溫室使種子萌發(25℃，12h光照)。

1.5 指標的測定

在實驗開始的第3、6、9、12、15、18天，各挖取一次翅果油樹種子,分別測定其超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、異檸檬酸裂解酶(ICL)的活性。翅果油樹萌發3周后，測定其幼苗的發芽率、發芽勢、萌發指數、根長、芽長、株高和莖粗等各項幼苗指標[9-11]。所有指標的測定均重復3次。各種酶活性的測定參照宋松泉的《種子生物學研究指南》[12]進行。

幼苗指標的測定[13-15]：

發芽率(％)=發芽的種子數×100/供試種子數；

發芽勢(％)=規定時間內發芽的種子數×100/供試種子數。

采用精確到1mm的直尺測量株高(子葉節到生長點之間的距離)，重復3次。采用游標卡尺測量莖粗(子葉節下1cm處)，重復3次。

1.6 數據的統計分析

所有指標的測定均重復3次。采用Excel 2003分析數據并繪制圖表。采用t檢驗進行不同組間差異的比較。

2 結果與分析

2.1 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中抗氧化酶活性的影響

不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中超氧化物歧化酶活性的影響結果如圖1所示。在翅果油樹種子萌發過程中，隨著萌發天數的增加，SOD活性從3d到18d呈先升后降的變化，9d時后開始急速上升，15d時SOD活性達到最大值，在18d時各處理都達到最低點。其中，3E處理、3D處理、3F處理、2E處理、2F處理以及1E處理的SOD活性高于其它處理組和對照組。圖1表明，翅果油樹種子的SOD活性隨其吸水膨脹以及胚根的出現和伸長逐漸增強。在翅果油樹種子萌發兩周后，隨著胚芽的伸長，SOD活性在其萌發15d時基本達到穩定。采自鄉寧和翼城的土壤都不同程度地提高了翅果油樹萌發過程中的SOD活性，增強了翅果油樹種子抗逆萌發能力。15d時，鄉寧和翼城土壤處理都能明顯提高SOD活性，(2)土壤處理與1A處理相比差異顯著(P＜0.05)，(2)土壤處理與(3)土壤處理差異極顯著(P＜0.01)。去除中果皮且不保留表皮毛處理、去除中果皮但保留表皮毛處理去除種皮處理都能有效的提高翅果油樹種子萌發過程中SOD活性。

不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中過氧化物酶和過氧化氫酶的影響結果分別如圖2和圖3所示。植物抗氧化酶系統的另外兩種酶POD和CAT活性在翅果油樹種子萌發過程中，呈現和SOD相似的先升后降的變化趨勢。

2.2 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中異檸檬酸裂解酶活性的影響

在翅果油樹種子萌發過程中，脂肪酸經β-氧化作用，最終轉化為糖的途徑與乙醛酸循環中的關鍵酶之一ICL密切相關。不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中異檸檬酸裂解酶的影響結果如圖4所示。異檸檬酸裂解酶活性隨翅果油樹種子吸水膨脹及胚根出現，在9d前逐漸增強。9d時開始急速升高，在12～15d時達到最大值，15d之后ICL活性開始急速下降，在18d時各處理都達到最低點。異檸檬酸裂解酶活性達到最大值時，3E處理的ICL活性最大，從大到小依次分別為3D處理、3F處理、2E處理、2F處理。由此可知，3E處理能有效提高翅果油樹種子萌發過程中異檸檬酸裂解酶的活性，并且去除中果皮且不保留表皮毛處理、去除中果皮但保留表皮毛處理去除種皮處理都能有效提高翅果油樹種子萌發過程中異檸檬酸裂解酶的活性。翼城土壤處理與1A(CK)的差異極顯著(P＜0.01)，與鄉寧土壤處理的差異顯著(P＜0.05)。

圖1 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中超氧化物歧化酶的影響Fig.1 Effect of different soil treatments on SOD activity in E.mollis seeds during germination

圖2 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中過氧化物酶的影響Fig.2 Effect of different soil treatments on POD activity in E.mollis seeds during germination

2.3 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發的影響

不同土壤處理對翅果油樹種子萌發的影響結果如表1所示。不同土壤處理的翅果油樹種子的發芽率、發芽勢和萌發指數都較1A(CK)有不同程度的提高。在相同土壤處理下，1E處理、2E處理、3E處理均能最顯著地提高翅果油樹種子的發芽率、發芽勢和萌發指數(表1)，表明去除中果皮且不保留表皮毛處理能最有效地提高翅果油樹種子的萌發。在不同土壤且相同果皮處理的情況下，3號土壤種植翅果油樹種子的發芽率、發芽勢和萌發指數都高于其它兩種土壤的處理，其次為2號土壤，而發芽率、發芽勢及萌發指數最低的是種植在1號土壤的種子。與CK相比，經鄉寧的土壤栽植處理后，翅果油樹幼苗的發芽率、發芽勢和萌發指數差異顯著(P＜0.05)，而經翼城甘泉林場的土壤栽植處理后，翅果油樹幼苗的發芽率、發芽勢和萌發指數差異極顯著(P＜0.01)。

圖3 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中過氧化氫酶的影響Fig.3 Effect of different soil treatments on CAT activity in E.mollis seeds during germination

圖4 不同土壤處理對翅果油樹種子萌發過程中異檸檬酸裂解酶的影響Fig.4 Effect of different soil treatments on ICL activity in E.mollis seeds during germination

2.4 不同土壤處理對翅果油樹幼苗生長的影響

不同土壤處理對翅果油樹幼苗生長的影響結果如表2所示。表2的數據表明，經不同土壤處理和不同果皮處理的翅果油樹幼苗的根長、芽長、株高和莖粗都較1A(CK)有所提高。1E、2E和3E處理的翅果油樹幼苗的根長、芽長、株高和莖粗均顯著高于其它處理組。在不同土壤、相同果皮處理情況下，3號土壤種植翅果油樹幼苗的根長、芽長、株高和莖粗都顯著高于2號和1號土壤。與CK相比，經翼城甘泉林場的土壤栽植處理后，翅果油樹幼苗的根長、芽長、株高和莖粗差異極顯著(P＜0.01)，經鄉寧土壤栽植處理后差異顯著(P＜0.05)。

表1 不同土壤處理對翅果油樹種子發芽率和發芽勢的影響?Table 1 Effect of different soil treatments on germinationrate and germination energy of E.mollis seeds ％

表2 不同土壤處理對翅果油樹幼苗生長的影響Table 2 Effect of different soil treatments on seedling growth of E.mollis

3 結論與討論

翅果油樹種子中果皮不易腐爛是造成其種子萌發率低的原因之一。果皮不易腐爛導致種子發芽后很難沖破堅硬果皮的束縛[16]。已有研究表明，未經處理的種子發芽率為5.93％，發芽后能正常發育成籽苗的僅為1.69％?；焐程幚淼姆N子發芽率為45.76％，發芽后能正常發育成籽苗的占11.02％。主要原因是種子中的發芽抑制物質使胚處于休眠狀態[17]。

在相同的外界環境條件下，不同的土壤處理可以提高翅果油樹種子的萌發率。在翅果油樹種子萌發過程中，經過不同土壤處理和不同果皮及種皮處理的翅果油樹種子的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)3類抗氧化保護酶活性呈先升后降的變化。異檸檬酸裂解酶(ICL)是油料種子在萌發過程中的關鍵酶之一，在翅果油樹種子萌發過程中ICL活性先升后降，在12～15d時達到最大值，在18d時各處理都達到最低點。經不同土壤處理的翅果油樹種子的發芽指標和活力指數都較1A處理(CK)有不同程度的提高。1E處理、2E處理、3E處理均能最顯著的提高翅果油樹種子的發芽率、發芽勢和萌發指數，表明去除中果皮且不保留表皮毛處理能最有效地提高翅果油樹種子的萌發，且未去除中果皮且未經過任何處理會抑制翅果油樹種子的萌發。在相同土壤種植處理下，1E處理、2E處理、2F處理、3E處理、3F處理能顯著地提高翅果油樹幼苗的株高和莖粗，而1A處理、2A處理、3A處理后的翅果油樹幼苗的株高和莖粗都為最低，說明未去除中果皮且未經過任何處理會抑制翅果油樹種子的萌發。在相同土壤種植處理下，1E、2E、3E處理后的翅果油樹幼苗的根長和芽長均顯著高于其它處理組。

文中試驗結果表明，對翅果油樹種子進行不同土壤處理和對果皮進行不同處理均可以促進瀕危植物翅果油樹種子的萌發。其中，1E、2E、3D和3E處理都能明顯地促進翅果油樹種子的萌發和幼苗的生長。由此可知，去除中果皮且不保留表皮毛處理、去除中果皮但保留表皮毛處理、去除種皮處理都能有效提高翅果油樹種子的萌發率，促進幼苗的生長。經3種不同土壤處理的結果表明，使用翅果油樹生長地鄉寧和翼城甘泉林場的土壤有助于提高翅果油樹種子萌發過程中超氧化物歧化酶的活性，其中以翼城甘泉林場的土壤為優。

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