离子注入对伞树种子发芽的影响

龚洪恩，吕芳德，司芳芳，和红晓

(1.中国林业科学研究院 亚热带林业实验中心，江西 分宜 336600；2.中南林业科技大学，a.经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室；b.经济林育种与栽培国家林业局重点实验室；c.经济林培育与利用湖南省2011协同创新中心，湖南 长沙 410004；3.湘西自治州林业科学研究所，湖南 吉首 416000)

伞树Acacia saligna(Labill.)H.L.Wendl.为含羞草科Mimosaceae金合欢属Acacia常绿乔木或灌木，英文名“Umbrella throne”。其树形优美，形状似伞；茎干挺拔，枝桠开张；小叶翠绿，为二回羽状复叶；花球形，红色。可广泛用作庭院和行道绿化树种，对肥力要求不高，颇耐干热[1]。金合欢属植物种类丰富，全世界有1 200多种[2]，广泛分布于热带和亚热带地区[3]，金合欢植物在我国主要分布于西南及华南热带、亚热带地区[4]。伞树具有良好的生态特性，适应性强，容易种植和栽培[5-6]，应用和开发前景较好[7]。

本试验主要研究目的是，通过N和Ti 2种离子注入的不同处理，测定其发芽率的变化，从而探索离子注入与伞树种子发芽率之间的关系，为栽培实践提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

伞树种子(采自埃塞俄比亚)、细河沙、珍珠岩、红土。

1.2 仪 器

LZD-1000型离子注入机(成都同创材料表面新技术工程中心)、恒温培养箱、培养皿等。

1.3 方 法

1.3.1 离子注入

离子注入试验在中南林业科技大学离子注入实验室进行。选取大小一致、颗粒饱满的伞树种子，用LZD-1000型离子注入机进行处理。注入能量均为30 keV[8]，束流均为10mA[9]，离子源选用N和Ti 2种离子，每21s注入1次，每次注入3s，注入剂量分别为200×1014、400×1014、600×1014、800×1014、1 000×1014、1 200×1014ion/cm2[10]，处理均在10-3Pa真空度下进行，以不做任何处理的种子为对照，共7个试验处理。

1.3.2 发芽试验

分别取7个处理的种子各100粒，置于恒温水浴中进行催芽处理，水温为80℃[11]，当多数种子外层蜡层破裂后，将种子取出，置于放有少量蒸馏水的培养皿中，于25℃恒温培养箱内进行发芽试验，每天换清水[12]。3次重复。第3天开始统计发芽种子数，第7天统计发芽势，第15天统计发芽率[13]。

发芽势＝(前7d内供试种子的发芽数/供试种子数)×100％；

发芽率＝(前15d内供试种子的发芽数/供试种子数)×100％。

2 结果与分析

2.1 离子注入对种子发芽的影响

发芽势和发芽率均是反映种子质量优劣的主要指标，但发芽率不等于发芽势，发芽率是指种子在发芽试验初期规定的天数内(初次计数时)，正常发芽种子数占供试种子数的百分比，它是鉴别种子发芽整齐度的主要指标。在发芽率相同时，发芽势高的种子，生命力强，在场地的播种发芽率较高，播种后幼苗出土正常。

经催芽处理后，未处理种子第3天开始发芽，出芽时间比较统一，经离子注入处理的种子发芽均有所延迟。处理7d后统计发芽势，结果如图1所示，在离子注入剂量不断增加的条件下，伞树种子发芽势呈“降—升—降”的“马鞍型”曲线[14]，发芽势波峰值出现的剂量分别为800×1014ion/cm2(N)和 1 000×1014ion/cm2(Ti)。

图1 离子注入对伞树种子发芽势的影响Fig.1 Effect of ion implantation on seed germination force in A.saligna

处理15d后统计发芽率，结果如图2所示，发芽率与发芽势呈现相同的变化趋势，随着离子注入剂量不断增加，伞树种子发芽率均降低，表明离子注入对伞树种子的发芽率具有一定的抑制作用，种子发芽率均呈“降—升—降”的“马鞍型”曲线，波峰值出现的剂量分别为800×1014ion/cm2(N)和 1 000×1014ion/cm2(Ti)，当 N离子剂量超过800×1014ion/cm2或Ti离子剂量超过1000×1014ion/cm2时，发芽率下降，但降低的速度不同，N离子注入后，发芽率降低较慢，而Ti离子注入后，发芽率降低较快。由此可以看出，离子的种类和能量均对发芽率有所影响。

图2 离子注入对伞树种子发芽率的影响Fig.2 Effect of ion implantation on germination percentage in A.saligna

2.2 离子注入与种子发芽的相关性

对离子注入剂量和种子发芽表现进行相关分析，结果如表1所示。从表1可以看出，经N离子注入处理后，伞树种子发芽势、发芽率与注入剂量之间相关性极其显著，相关系数分别为0.989、0.901和0.883；经Ti离子注入处理后，伞树种子发芽势、发芽率与注入剂量之间相关性极其显著，相关系数分别为0.995、0.899和0.905。

表1 离子注入与种子发芽的相关性†Table 1 Correlation analysis of ion implantation and seed germination

3 结 论

本试验中结果表明，在所试验的离子注入剂量范围内，经N和Ti 2种离子注入处理后，伞树种子发芽时间均比对照延迟；伞树种子发芽势、发芽率均比对照降低，均呈“马鞍型”存活曲线，N离子注入峰值出现在800×1014ion/cm2，Ti离子注入峰值出现在1 000×1014ion/cm2；伞树种子发芽势、发芽率与注入剂量之间相关性极显著；N、Ti离子200×1014ion/cm2剂量均有利于种子发芽；N离子注入处理效果较Ti离子更好。

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