不同处理方法对西藏砂生槐种子发芽的影响
2012-06-21索朗德吉赵垦田杨小林
索朗德吉,赵垦田,杨小林
(1.西藏农牧学院 资源与环境学院,西藏 林芝 860000;2.西藏农牧学院,西藏 林芝 860000)
1 引言
砂生槐又名“西藏狼牙刺”,藏语名为“蓟瓦”,俗名“刺麻”,为豆科槐属多年生喜暖耐旱矮灌木,是西藏特有的治沙造林先锋树种,分布于海拔2 800~4 400m的雅鲁藏布江、年楚河、拉萨河等流域,生于河滩、谷地、阶地及冲、洪积扇地和山坡。它具有极强的抗旱、耐瘠薄、抗风沙等生态适应性和防风固沙、保持水土的功能。砂生槐还具有较高的营养价值,其嫩枝叶不仅是牧草返青前马属动物的饲料,也是山羊喜爱的饲料之一。此外,砂生槐子可入药,藏药名为觉伟哲,主治湿热黄疸、白喉、痢疾、赤巴病、消化不良等病症,是一种极为珍贵的药用植物资源[1~5]。
近年来,由于人们过度地櫵采使砂生槐大量减少与退化,河谷植被覆盖的减少直接导致生态环境的恶化。对此,有学者围绕砂生槐灌丛的恢复开展相关研究。据林少敏报道[6],自然条件下砂生槐种子的种皮不透气、不透水,发芽率仅有10%左右,经过刺破种皮及砂布摩擦种皮等物理处理,其发芽率提高到83%~90%。Carol C Baskin等[7]通过热冷水的循环处理可以使其发芽率提高79%。鉴于相关研究的不完整性,本文开展了砂生槐种子发芽试验研究,皆在探索其发芽条件和适宜的处理方法,为砂生槐人工育苗提供技术支撑。
2 材料与方法
2.1 实验材料
砂生槐种子于2011年5~7月期间从拉萨北山和日喀则地区砂生槐灌丛的砂质地面上收集。
2.2 实验方法
2.2.1 硬实率的测定
随机选取100粒砂生槐种子,在室温下水中浸种5d后统计未吸胀种子的粒数,计算硬实率,共重复3次。
2.2.2 发芽温度实验
随机选取60粒砂生槐种子,用98%浓硫酸浸种30min,用水冲洗后开始发芽试验。温度设置为25℃室温、20℃恒温、15℃恒温。在白天光照12h条件下进行发芽试验。
2.2.3 发芽床实验
砂生槐种子经98%浓硫酸浸种20min,以滤纸、土壤、沙子作发芽床,在15℃恒温光照发芽箱里进行发芽试验。其中纸床是将种子放入铺有一层滤纸的培养皿中;土壤床所用的土壤采于拉萨北山砂生槐灌丛砂质土,在室内自然风干后,用1mm筛孔过筛;沙床所用的沙子采于室外,用1.5mm筛孔过筛后用清水洗涤除去污物,洗涤后的种子放铺在培养皿内,湿沙厚度约2cm。
2.2.4 三种处理方法对种子发芽的影响
(1)沸煮处理。将100粒砂生槐种子放入80℃沸水中沸煮30min。
(2)浓硫酸浸种处理。将100粒种子放入100mL烧杯中,加浓度为98%的分析纯浓硫酸25mL,用玻璃搅拌,浸种1h后取出用自来水反复冲洗直至将硫酸完全去除。
(3)消煮浸种处理。将100粒种子,用80℃沸水浸泡30min,冷却后浸泡24h。
对照组种子不作任何处理。上述处理的种子,置于铺有一层滤纸的培养皿中,在恒温15℃,白天光照12h条件下进行发芽试验。
2.3 发芽指标的测定
对种子发芽情况逐日计数,第14d进行末次计数。计算种子平均发芽势、平均发芽率、平均硬实率和死亡率。
3 结果与分析
3.1 砂生槐种子的硬实率
表1表明,砂生槐种子浸泡5d后吸胀的种子数分别为5粒、4粒、8粒,没有吸胀种子数依次为95粒、96粒和92粒,计算其硬实率分别为95%和97%,说明不同地区,砂生槐种子的硬实率差异不大。从硬实率测定结果来看,砂生槐种子总体硬实率较高,在90%以上。砂生槐种子的低发芽率,从一定程度可以说是由于硬实,即种皮束缚了胚和胚乳的吸胀,从而影响了种子的发芽。因此,打破种子硬实率是提高种子发芽率的途径之一。
表1 砂生槐种子的硬实率
3.2 不同温度对砂生槐种子发芽的影响
从表2可以看出,室温条件下砂生槐种子发芽势和发芽率最低,均只有9%和15%,死亡率最高,死亡表现为种子发霉、发臭、趋于腐烂。在15℃恒温光照条件下,种子发芽率最高,为37%,腐烂率最低,所剩种子无异常,仍有活力,而20℃恒温居中。结果表明,砂生槐种子发芽属于偏低温发芽类型。
表2 不同温度下砂生槐种子发芽效果
3.3 不同发芽床对砂生槐种子发芽的影响
由表3表明,滤纸发芽床最佳、沙床次之、土床最差。纸床的发芽率为19%,腐烂率较少。
表3 用98%浓硫酸处理的种子在不同发芽床的发芽效果
3.4 不同处理方法对砂生槐种子发芽的影响
从表4可看出,不同处理方法对种子发芽势和发芽率均存在着较大的差异。其中浓硫酸浸种效果最好,沸煮和沸煮浸种效果不明显。其浓硫酸浸泡30min可以显著提高砂生槐种子发芽势。消煮处理虽可以促进萌发,但促进作用不明显,发芽势没有显著差异。消煮浸种处理条件下它的发芽势为0,这说明变温处理对提高砂生槐种子发芽作用不明显。不同处理方法发芽过程有别。沸煮处理的砂生槐种子的萌发主要集中在5~10d,其间发芽率占总发芽率的80%,发芽势出现在第5d;而浓硫酸处理种子的萌发主要集中在第3~5d,其间发芽率占总发芽率的53%,且发芽势出现在第3d,其发芽整齐度明显高于前者,它的根长达3cm左右。此试验结果可看出,98%浓硫酸处理能大幅度提高砂生槐种子的发芽率,发芽率达66%。沸煮处理和消煮浸种处理效果较差,此两种处理方法对提高砂生槐的发芽率作用不明显,但沸煮处理的种子其整齐度优于硫酸处理,腐烂率较低于硫酸处理。
表4 不同处理方法对砂生槐发芽的影响
4 结语
砂生槐种子硬实率达95%。但经过浓硫酸浸泡处理后硬实率可降低到8%,说明硬实是造成砂生槐种子发芽率低的主要原因;不同温度对砂生槐种子发芽效果有显著影响,15℃恒温条件下可以在一定程度上提高砂生槐种子的发芽率。在20℃恒温条件下,因高温高湿,种子容易腐烂,影响发芽;不同发芽床对砂生槐种子发芽效果可看出,滤纸床处理效果最好;通过对3种不同方法处理的比较,可看出,沸煮处理和沸煮浸种处理效果并不明显;用98%浓硫酸处理以浸泡30min效果最好,发芽率有明显的提高,其发芽势和发芽率分别达35%和66%,这说明浓硫酸浸种30min处理是提高砂生槐种子发芽率的有效方法。
对于植物来说,硬实是普遍存在的现象。杨期、尹小娟等(2006)[10]硬实种子的形成既是一个很重要的生命活动过程,又是植物经过长期演化而获得的一种对环境条件及季节变化的生物学适应性。通常野生植物中硬实现象表现得更为突出,硬实率更高。硬实现象的存在会导致植物种子种皮的透气性、透水性的变弱,同时对胚生长形成限制,最终会引起种子休眠。研究表明:硬实种子的活力及抗逆性高于非硬实种子,这说明硬实种子可以延长种子的寿命,对种子传播和物种的延续极为有利,但另一方面对造林生产带来也不便。砂生槐种子与其它一些豆科植物一样,种子硬实率较高,这是适应高原干旱条件的重要机制。本实验所用的砂生槐种子采于拉萨河谷北山区和日喀则市两地,硬实率分别为95%和97%,经浓硫酸浸泡30min后,硬实率降为8%。
解除硬实是提高种子发芽率的有效途径。解除方法很多,如机械破损,变温处理、硫酸处理等等。林少敏[6]研究表明过刀片刺破种皮、刀片切去部分种皮等处理方法能使砂生槐种子发芽率提高。本研究采用98%浓度的硫酸处理,硫酸可腐蚀硬实种子坚固致密表皮上的角质层或表皮中的栅栏细胞,从而增加透水性、促进正常萌发。采用浓硫酸浸种30min虽然可以得到不错的效果,但是存在缺点:处理时间较难控制,处理时间不当会对种子造成伤害。因此,有必要进一步延长以寻求最佳的浸泡时间和最佳的浓度。
[1]王文娟,贺达汉,刘军和.西藏砂生槐研究现状及其利用价值评价[J].安徽农业科学,2008(33):23~24.
[2]林少敏.西藏砂生槐[J].草业科学,2002(3):71~72.
[3]李玉祥.西藏砂生槐综合利用价值的研究[J].西藏畜牧兽医,1994(2):60~61.
[4]郭其强,罗大庆,方江平,等.西藏砂生槐的研究现状及其利用与保护对策[J].西北林学院学报,2009(1):83~84.
[5]李 奇.不同温度处理对白刺花种子发芽率的影响[J].四川林业科技,2004(3):40~41.
[6]林少敏.西藏砂生槐种子萌发特性研究[J].草业科学,2002(5):57~58.
[7]Carol C Baskin.A method for breaking physical dormancy in seeds of the endemic tibetan plateau shrub sophora moorcro of tiana var.moorcrof tiana(Fabaceae)and Im plications for restoration[J].Natural Areas Journal,2007,27(2):118~123.
[8]乔亚科,李桂兰,高书国,等.不同处理方法对野生大豆种子萌发的影响[J].河北职业技术师范学院学报,2002(3):35~36.
[9]于金慧,洪立兴,柏明娥,等.不同处理方法对马棘种子发芽的影响[J].浙江林业科技,2008(5):51~52.
[10]杨期和,尹小娟,叶万辉.硬实种子休眠的机制和解除方法[J].植物学通报,2006,23(1):108~118.
[11]曹帮华,翟明普,郭俊杰.不同硬实程度的刺槐种子活力差异性研究[J].林业科学,2005,41(2):46.
[12]徐本美,孙运涛,孙 超,等.硬实种子高活力性状的研究[J].种子,2005,24(8):44~47.
[13]徐本美,桂 强,张金正,等.白刺花硬实种子特性研究[J].植物学通报,1997,14(2):45~48.