不同處理對青海云杉種子萌發的影響

蔣德旭， 李 陽， 辛福梅

(1.甘肅祁連山國家級自然保護區管理局哈溪自然保護站， 甘肅 天祝 733206；2.西藏農牧學院資源與環境學院， 西藏 林芝 860000)

青海云杉(Piceacrassifolia)為松科云杉屬植物，主要分布在海拔1 600～3 800 m的祁連山區[1]，青海(都蘭以東、西傾山以北)、甘肅(河西走廊及靖遠、榆中、夏河、卓尼、舟曲等地)、寧夏(賀蘭山、六盤山)、內蒙古大青等均有生長，常在山谷與陰坡組成純林。青海云杉喜寒冷潮濕環境、耐低溫、干旱、瘠薄，主干通直圓滿，材質優良，紋理均勻，易加工，是非常好的用材樹種[2]。

我國目前對青海云杉的研究主要集中在病蟲害防治、育苗技術、林分結構調控等方面[3-5]，對種子萌發最適條件的探究較少。有關云杉種子萌發試驗探究的少量文獻中多采用赤霉素來促進種子萌發，王彥波等[6]研究認為，赤霉素可以代替低溫處理達到打破某些植物種子休眠的同樣作用，但不同的植物種類所需的濃度和處理方式不同。本試驗在實驗室恒溫培養箱條件下，研究了發芽環境及外源赤霉素對青海云杉萌發的影響，了解浸種溫度、發芽溫度、GA3濃度及光暗培養對青海云杉種子萌發的影響。

1 材料與方法

1.1 材 料

試驗所用青海云杉種子采自甘肅祁連山國家級自然保護區管理局哈溪林區，風干后收集種子于2020年5月在人工氣候箱內完成發芽試驗。

1.2 方 法

1.2.1浸泡溫度及發芽溫度

浸泡水溫分別作20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、沸水等5個處理，以自來水浸種作對照，處理時間為2 d。發芽溫度設12.5、17.5、22.5、27.5 ℃共4個處理。

1.2.2GA3濃度

種子分別用100、200、300、400、500 mg·L-1濃度GA3浸種30 min后進行，以蒸餾水浸種作對照。

設暗培養和光培養，千粒重測定采用百粒法。

種子用1% KMnO4溶液消毒20 min，其余操作方法參考文獻[7]。

1.3 發芽率和發芽勢的計算

參照《國際種子檢驗規程》及文獻[7]的方法，計算發芽率和發芽勢。

1.4 數據分析

用Excel 2010軟件完成全部數據處理和作圖，用SPSS 10.0統計軟件進行ANOVA分析，檢驗相應數據的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 種子特征測定結果

經試驗測得本批青海云杉種子千粒重為4.53 g，資料顯示，云杉屬不同云杉種子其千粒重略有差異，沙地云杉種子千粒重為5.48 g[8]，紅皮云杉種子千粒重為5.60 g[9]。

2.2 不同水溫浸泡對青海云杉種子萌發的影響

由表1可見，自來水浸泡和20 ℃浸泡后青海云杉種子發芽率顯著大于其他4種浸泡溫度。發芽率最高的是自來水浸泡，達45.3%；20 ℃水溫浸泡后發芽率略有下降，40 ℃、60 ℃、80 ℃、沸水時種子全部不發芽，可見不同水溫浸泡處理后青海云杉種子的發芽率、發芽勢差異明顯。浸泡水溫對青海云杉種子發芽的影響很大，高于40 ℃時種子不發芽。各浸泡溫度下青海云杉種子發芽勢為自來水浸泡最大，達30.7%；20 ℃水溫浸泡發芽勢略有降低，為23.3%，其余水溫浸泡時發芽勢均為0。

表1 不同水溫浸泡對種子萌發的影響

2.3 不同溫度對青海云杉種子萌發的影響

由表2可知，青海云杉種子在17.5 ℃下種子發芽率最高，達60.7%。在12.5 ℃和22.5 ℃時發芽率較17.5 ℃時有所下降，且二者間差異不顯著。而當發芽溫度升高至27.5 ℃時，發芽率急速下降，約為最大值的25%。4個發芽溫度下種子發芽勢在17.5 ℃時最大，達42.0%，12.5 ℃時發芽勢略有下降，但與17.5 ℃間差異不顯著。22.5 ℃發芽勢為30%，而27.5 ℃下發芽勢急劇下降，僅為10.7%。可見溫度過高和過低均會降低種子萌發速度，不利于種子萌發，生產中選擇合適的發芽溫度，有利于提高種子的萌發率和幼苗的成活率。

表2 不同發芽溫度對種子萌發的影響

2.4 不同梯度GA3濃度對青海云杉種子萌發的影響

由表3可以看出，無外源GA3時，青海云杉種子發芽率為62.7%，當GA3濃度為200 mg·L-1時種子發芽率最高，達84.7%，發芽勢為64.0%。100 mg·L-1時青海云杉種子發芽率、發芽勢均顯著低于200 mg·L-1。而當GA3濃度繼續升高后種子發芽率和發芽勢均逐漸降低，升至500 mg·L-1時發芽率降低至55.3%。由此可知，低濃度的GA3會促進青海云杉種子萌發，而過高濃度GA3處理會抑制種子發芽，生產實踐中適量使用低濃度赤霉素可以促進種子萌發，濃度過高不利于種子萌發。

表3 不同濃度GA3對種子萌發的影響

2.5 光暗處理對青海云杉種子萌發的影響

從表4可以看出，光照條件對青海云杉種子萌發的影響較小，有光和無光條件下，種子的發芽率和發芽勢差異不顯著。可見青海云杉種子萌發時對光照要求不嚴，播種時可少量覆土。

表4 不同光照對種子萌發的影響

3 結論及討論

種子的千粒重是衡量種子活力的一個重要指標，可以直接體現種子的大小及飽滿程度，間接獲知種子播種效果。不同植物由于地理環境和氣候條件等差異種子千粒重之間是有差異的。云杉屬不同種子在千粒重結果上略有不同，用于本次試驗的采自甘肅祁連山國家級自然保護區管理局哈溪林區的青海云杉種子千粒重為4.53 g。

種子萌發是作為植物生命周期的一個重要階段，是受內部條件和外部環境共同作用的復雜生理過程。種子成熟落地后或因適宜條件直接發芽，或因環境條件惡劣而失去活力，或因條件不足進入休眠等待時機萌發，而影響植物種子萌發的外界條件主要有水分、溫度、光照等。本試驗采用不同溫度的水浸泡催芽，高于40 ℃水溫浸種后種子全部失活，20 ℃水溫浸泡后發芽率為30.7%，低于自來水浸泡發芽結果45.3%。這與連娥等[1]的試驗結果基本一致，可見青海云杉種子種皮較薄且透水透氣性較好。發芽溫度在17.5 ℃時，青海云杉種子發芽率最好，在此基礎上降低或者升高溫度發芽率都會降低。

GA3可打破種子休眠，促進植物種子萌發。種子用GA3浸泡處理后，種子表皮蠟質層遭到一定程度的破壞，可增強種皮透性，促進種子萌發。同時GA3具有的促進生長作用會使種子內部促進萌發的酶活性增強，提高種子發芽勢和發芽率[10]。200 mg·L-1的赤霉素浸種后，種子發芽率達到最高(84.7%)，升高濃度至500 mg·L-1后，發芽率降低為55.3%，甚至低于對照組水平。由此可知，低濃度的GA3可以有效提高青海云杉種子的萌發速率，過高濃度的GA3易產生抑制作用，影響種皮的透水透氣性，從而降低種子萌發率。

光照也是種子萌發的關鍵因素之一，它是作為一種環境信號提醒種子終止休眠。從試驗結果來看，青海云杉種子在萌發期間對于光照的需求并不高，無論有無光照條件，在適宜的溫度和水分條件下種子均能萌發且差異不大。