東北地區刺楸種子解除休眠及催芽育苗的研究

摘要： ?通過不同試驗材料、GA3應用和變溫層積催芽對比試驗，對刺楸種子解除休眠進行研究的結果表明：鮮種+GA3+（15 ℃，30 d;冷凍，90 d;-4～0 ℃，90 d）處理方法發芽率達到90.2%，出苗率達到81.5%;氣干種溫水（72 h）+ GA3+（13～18 ℃，90 d;0～4 ℃，90 d）處理方法發芽率達到76.3%，出苗率達到66.4%。采用鮮種進行變溫催芽處理對刺楸種子發芽率、出苗率和1年生苗木質量提高具有顯著作用（p<0.01和p<0.05）。研究表明，刺楸種子屬于形態-生理休眠類型，采用鮮種+ GA3+變溫層積催芽的綜合處理方法能有效解除刺楸種子休眠。

關鍵詞： ?刺楸;GA3; ?層積催芽; ?解除休眠; ?播種育苗

中圖分類號： ? S 792. 99， ?S 722. 1 + 7 ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2020）02 - 0001 - 05

刺楸（Kalopauax septemlobus），又名茨楸、棘楸等，屬傘形目五加科刺楸屬的落葉大喬木。刺楸是集觀賞、食用、藥用及材用于一身的經濟價值很高的珍稀瀕危樹種[ 2 ]，現為我國二級珍稀瀕危保護植物[ 1 ]。自然分布在我國東北三省、華北、內蒙古，南至長江流域及粵、桂、川、滇，以及日本、朝鮮半島和西伯利亞也有分布[ 3 ]。多生于陽性森林、灌木林中和林緣，水濕豐富、腐殖質較多的密林，向陽山坡，甚至巖質山地也能生長[ 4 ]。這一珍貴速生樹種在我國許多地方己瀕于滅絕，目前在各分布區大多僅零星散生于山區的常綠或落葉闊葉林內[ 5 ]，亟需恢復和擴大栽培[ 6 ]。

東北地區刺楸種子屬形態-生理休眠類型[ 7 - 10 ]，胚形態發育不全，存在生理后熟[ 8 - 9， 13 - 14 ]和深休眠現象[ 4， 7 - 8， 11 - 13 ]。許多學者已開展了刺楸種子休眠原因及解除休眠[ 8 - 14 ]、播種育苗[ 15 - 16 ]、根段繁殖[ 17 - 18 ]、嫩枝扦插繁殖[ 19 ]和離體培養[ 20 - 21 ]等研究[ 22 - 23 ]。刺楸種子存在當年不收現象，飽滿種子資源缺乏，且過往研究有的在實驗室完成，有的研究場圃發芽率過低，對通過刺楸種子播種育苗來繁育苗木極為不利。本研究采用室內催芽、室外冷凍及窖藏處理和圃地播種試驗方法，進行了不同試驗材料、GA3應用和不同變溫層積催芽處理，以有效解除刺楸種子休眠，較以往研究使出苗率顯著提高為目的，探究種子催芽育苗的、便于推廣應用的綜合處理方法，旨在為東北地區刺楸播種育苗提供技術支持。

1 試驗地概況

試驗地位于遼寧省清原縣英額門鎮苗圃。地理位置41°48′04.67″N，125°18′57.96″E，海拔472.17 m。氣候為溫帶大陸性季風氣候，年均溫5.2 ℃，年降水量為700～1 200 mm[ 24 ]。圃地土壤為中性棕壤土，在實驗室進行主要理化指標分析（表1）。

2 材料與方法

2. 1 試驗材料

2018年9月末至10月初，選取本溪市桓仁縣華來鎮30年生以上優良刺楸母樹采種，地理坐標為124°56′～125°15′E，41°13′～41°35′N，海拔455.37～610.28 m。刺楸果實為漿果狀核果，當果實由黃綠逐漸變成藍黑色時，及時用高枝剪或采種鉤采取果穗。機械去除果皮后，選取飽滿的刺楸種子，于陰涼通風處風干并避光貯藏。氣干種子含水率≤12%～10%為宜，鮮種含水率≤28%～22%為宜。隨機取樣方式，3次重復選取飽滿刺楸種子為試驗材料，并測定刺楸種子品質指標（表2）。

2. 2 試驗方法

采用鮮種子和氣干種子2種材料進行試驗研究。選取機械去果皮后的刺楸飽滿鮮種子，用0.5%的KMnO4溶液消毒1 h，并用清水沖洗干凈后待用，含水率為24.2%。氣干種子選取機械去果皮后于陰涼通風處風干，并避光貯藏的刺楸飽滿種子，含水率為11.35%，用0.5%的KMnO4溶液消毒1 h，用清水沖洗干凈后，用溫水（45 ℃）浸種72h，每24 h換水1次，使種子吸水充足待用。采用GA3浸種的處理，應用濃度為150 mg/L 的GA3浸種處理24 h。

發芽率測定 每個處理選取90粒處理過的飽滿種子，3次重復，每個重復30粒，將盛有種子并墊雙層濾紙的培養皿置于25 ℃的培養箱中，注意保濕，進行30天的種子發芽試驗。

出苗率測定 每個處理選取600粒種子，3次重復，每個重復200粒/m2，進行觀察35天的圃地播種育苗試驗。以未處理的氣干種子為對照（CK）。

2. 2. 1 鮮種子催芽處理方法

10月10日，未浸過GA3的鮮種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網袋中。按4種方法層積處理，處理Ⅰ：鮮種+室內（13～18 ℃，30 d）+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理Ⅱ：鮮種+室內（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，120 d）;處理Ⅲ：鮮種+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅳ：鮮種+室內（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。浸過GA3的鮮種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網袋中，也按4種方法層積處理，處理Ⅴ：鮮種+GA3+室內（10～15 ℃，30 d）+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理Ⅵ：鮮種+GA3+室內（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，120 d）;處理Ⅶ：鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅷ：鮮種+GA3+室內（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（90d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。處理過程注意種沙保濕，次年5月10日左右，取出直接圃地播種。

2. 2. 2 氣干種子催芽處理方法

11月10日，未浸過GA3的2. 2. 1中同批鮮種氣干種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網袋中。按4四種方法層積處理，處理Ⅸ：氣干種溫水（72 h）+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅹ：氣干種溫水（72 h）+室內（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅺ：氣干種溫水（72 h）+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理Ⅻ：氣干種溫水（72 h）+室內（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。浸過GA3的上面處理過的氣干種子與濕度60%河沙按體積比（1∶3）拌勻后，裝入尼龍網袋中。按4種方法層積處理，處理XIII：氣干種溫水（72 h）+ GA3+窖藏（-2～2 ℃，180 d）;處理XIV：氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內（13～ 18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理XV：氣干種溫水（72 h）+ GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）;處理XVI：氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內（13～18 ℃，30 d）+室外冷凍（60 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）。處理過程注意種沙保濕。次年5月10日左右，取出直接圃地播種。

2. 3 數據處理及統計分析

采用Excel2003計算種子發芽率和出苗率、地徑、苗高，并用DPS11.50進行統計分析。

3 結果與分析

3. 1 不同處理方法對發芽率和出苗率的影響

從表3可以看出，在采用鮮種子作為試驗材料的各個處理中，處理Ⅶ的刺楸種子發芽率和出苗率最高，分別為90.2%和81.5%;處理Ⅲ的刺楸種子發芽率和出苗率居第二位，分別為87.6%和78.5%，明顯好于其他處理。而在采用氣干種子作為試驗材料的各個處理中，處理XIV的刺楸種子發芽率和出苗率最高，分別為76.3%和66.4%;處理Ⅹ的刺楸種子發芽率和出苗率居第二位，分別為73.2%和64.5%。在整個試驗中，處理Ⅶ的刺楸種子解除休眠效果最好。

在其他條件相同的情況下，采用GA3浸種和未采用GA3浸種的處理差異顯著，說明GA3浸種對刺楸種子解除休眠效果明顯。方差分析表明，在鮮種子作為試驗材料的各處理中，處理Ⅶ與其他處理均差異顯著;處理Ⅰ與處理Ⅴ之間差異不顯著，其余處理間均差異顯著。在氣干種子作為試驗材料的各處理中，處理Ⅸ與處理XIII之間差異不顯著;處理Ⅺ與處理Ⅻ之間差異不顯著;處理XV與處理XVI之間差異不顯著。各處理均較對照（CK）差異顯著。

3. 2 不同處理方法對刺楸1年生苗木質量的影響

在以鮮種和氣干種子作為試驗材料的處理中，各自選取2個刺楸種子解除休眠效果較好的處理，調查1年生苗木質量情況（表4）。4個不同處理平均苗高和平均地徑大小順序為：處理Ⅶ（0.41 m，0.62 cm）>處理Ⅲ（0.38 m，0.60 cm）>處理XIV（0.37 m，0.59 cm）>處理Ⅹ（0.35 m，0.58 cm）。4個不同處理平均主根長和平均側根條數大小順序為：處理Ⅶ（28.4 cm，28根）>處理Ⅲ（27.6 cm，27根）>處理XIV（27.5 cm，25根）>處理Ⅹ（25.8 cm，24根）。

由表4可知，處理Ⅲ與處理XIV之間差異不顯著，其余處理間差異顯著。其中處理Ⅲ的平均苗高、平均地徑、平均主根長和平均側根條數均好于其他三個處理，且差異顯著。

4 結論與討論

4. 1 刺楸種子屬于形態-生理休眠類型，采用GA3結合變溫層積催芽的綜合處理方法，得出采用GA3+層積處理的種子，發芽率和出苗率顯著高于對照（p<0.01和p<0.05）。其中：鮮種子處理方法的處理Ⅶ發芽率和出苗率達到90.2%和81.5%;氣干種子處理方法的處理XIV發芽率和出苗率達到76.3%和66.4%，均較以往研究大大提高了催芽育苗效果。

4. 2 在其他條件相同的情況下，采用GA3浸種刺楸種子發芽率和出苗率均好于未采用GA3浸種的，說明GA3浸種對刺楸種子催芽育苗具有促進作用[ 25 - 26 ]。本研究采用處理Ⅶ[鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90 d）]，發芽率和出苗率達到90.2%和81.5%。說明采用合理變溫層積對解除刺楸種子休眠效果顯著。

4. 3 鮮種的2個處理平均苗高、平均地徑、主根長和側根條數均顯著高于氣干種子的2個處理（p<0.01和p<0.05），氣干種子采用GA3的處理顯著高于未采用的處理（p<0.01和p<0.05），這不僅與GA3誘導促進胚增長有關，也得出鮮種處理時間長，催芽處理較氣干種子處理能進一步促進胚發育，進而苗高和地徑生長具有優勢。對比以往研究[ 27 ]，本試驗采用的綜合處理方法也能有效促進刺楸種子發育，進而影響不同處理間的1年生苗木質量。處理Ⅱ和處理Ⅵ之所以沒有得出試驗數據，是因為在處理13～18 ℃階段，90天中的處理過程中種子發生大量腐爛現象，說明刺楸在較高溫度處理過程中不宜時間過長。

4. 4 綜上所述，本試驗得出刺楸種子解除休眠的最適宜綜合處理方法是處理Ⅶ[鮮種+GA3+恒溫（15 ℃，30 d）+室外冷凍（90 d）+窖藏（-2～2 ℃，90d）]，發芽率和出苗率可達到90.2%和81.5%。刺楸種子催芽育苗中，刺楸果實應即采集即處理，盡量采用鮮種子進行催芽。生產實踐中，如不能及時對鮮種子進行處理，也可以選擇處理XIV[氣干種溫水（72 h）+ GA3+室內（13～18 ℃，90 d）+窖藏（-2～2℃，90 d）]，發芽率和出苗率也能達到76.3%和66.4%。在刺楸種子不同催芽綜合處理過程中，注意濕度和溫度控制，及時調控避免種子腐爛。室外冷凍提高刺楸鮮種子發芽率和出苗率的機理有待進一步研究。

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第1作者簡介： ?韓友志（1975-）， ?男， ?教授， ?研究員級高級工程師， ?研究方向： ?森林培育和森林生態。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（責任編輯： ? 張亞楠）

Abstract Study on removing dormancy of Kalopauax septemlobus seeds，the comparative experiment of different test materials， GA3 application and variable temperature stratification for germination promotion was carried out. The results show that：The germination rate reached 90.2%，seedling emergence rate reached 81.5% by fresh seeds + GA3+ （15 ℃，30 days; freezing， 90 days; - 4 ℃～0 ℃，90 days）;and the germination rate reached 76.3% and seedling emergence rate reached 66.4% by air-dried seed warm water （72 h） + GA3 + （13 ℃～18 ℃，90 d;0 ℃～4 ℃， 90 d）. The germination rate， seedling emergence rate and quality of one-year-old seedlings of Kalopauax septemlobus were significantly improved by using fresh seeds to accelerate germination at variable temperature （p<0.01 and p<0.05）. Research shows，The seeds of Kalopauax septemlobus belong to the type of morphological-physiological dormancy，The comprehensive treatment of fresh seeds + GA3 + Variable temperature stratification can effectively relieve the dormancy of Kalopauax septemlobus seeds.

Key words Kalopauax septemlobus; ?GA3; ?Stratification; ?Remove dormancy; ?Seedling raising