三清山天女花种子的活力及温度对其萌发的影响

2015-05-08徐卫红

上饶师范学院学报 2015年3期

徐卫红

(上饶师范学院生命科学学院，江西上饶334001)

天女花(Magnolia sieboldii K.Koc)，又称小花木兰、天女木兰，为木兰科木兰属落叶小乔木，国家III级重点保护植物，主要分布于辽宁、安徽、浙江、江西、福建北部以及广西等海拔1600－2000米的山地。该物种在园林、医药、化工等方面具有重要的作用［1］。目前国内外学者仅对其生物学和生态学特征［2］、群落特征［3］、组织培养［4］、种子后熟的生理变化［5］以及化合物的提取［6］等进行过初步研究，其它方面的研究近乎于空白。近年来，由于天女花原始生境日益恶化，且其自然更新能力较弱，种质资源匮乏［2］，使得该物种的生存以及种群的更新面临严峻的挑战。

自然更新是植物种群得以延续和发展的前提，而影响自然更新的生态因子主要有温度、水分、氧气和光照等，其中温度不仅影响种子的活力及其萌发，同时也会影响幼苗的形态建成。植物种子萌发所需的最适温度与其原始生境有关［7］。近年来，部分学者研究了温度对不同植物种子萌发的影响［8～10］，但对天女花种子萌发的影响尚无人报道。为研究温度对天女花种子萌发的影响，在光照培养箱内设置不同温度对天女花种子进行萌发实验，为天女花植物更新及育苗技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

天女花种子采自江西省上饶市三清山三清宫附近。采集天女花的聚合骨艹突艹果，将果实放置于通风干燥处，待果皮开裂，种子悬垂于果皮外，取下种子，自然晾干，进行种子质量检验，其净度为75.3%，千粒重53.91g，含水量为 4.37%，饱满度为 81.10%。

1.2 方法

1.2.1 种子活力及萌发实验

随机选取500粒天女花种子，平均分成5等份，设置为五个不同的种子贮藏条件，即分别放置于孔径为0.5mm的尼龙网中，进行常温干藏、低温沙藏(4℃，沙的湿度为70%)、冷冻沙藏(－10℃，沙的湿度为70%)、原生境地表和原生境0－20cm土壤中贮藏。次年3月份将五个贮藏方法的种子取出，采用四唑(TCC)染色法［11］对种子进行活力的测定;种子萌发温度的实验设计为:设15个温度梯度，分别为6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34℃，每个处理设 3 次重复，每次重复含 100 粒种子。萌发介质为蒸馏水。

1.2.2 实验观测

从首次发现萌发的天女花种子开始记录，每隔24h观测并记录一次种子的发芽数和胚根长度等，并计算其发芽率、发芽势以及发芽指数［12，13］，以胚根突破种皮1 mm作为种子发芽的标准［14］。

1.2.3 数据处理

采用SPSS19.0对不同贮藏条件下天女花有活力种子的数量及无活力种子的数量进行χ2检验。

2 结果与分析

2.1 贮藏条件对天女花种子活力的影响

不同贮藏条件下天女花具有活力的种子数量之间差异极显著(p＜0.01)，其中低温沙藏中天女花的活力种子数占总数的比例最高，冷冻沙藏其次，原生境地表的天女花种子活力最低，这可能由于天女花生存的原始生境低温潮湿，部分种子霉烂以及被动物啃食导致其种子活力降低(见附表)。

附表不同储藏条件下天女花种子活力数量变化

2.2 不同温度下天女花种子开始萌发天数的变化

由图1可知，温度明显影响天女花种子的萌发。当温度＜12℃时，天女花种子不能萌发，当温度为12℃时，天女花种子需要87天才开始萌发。随着温度的增加，天女花种子从播种到开始萌发所需时间(天数)呈下降趋势，当温度达到30℃时，其萌发所需时间最短，仅为36天，之后，随着温度的增加，天女花种子开始萌发所需时间逐渐增加。

图1 不同温度下天女花种子萌发所需时间的变化

2.3 不同温度下天女花种子萌发率的变化

如图2所示，随着温度的升高，天女花种子的萌发率逐渐增高，当温度达到30℃时，其萌发率最高，达到31.7%，之后，随着温度的升高，萌发率急剧下降。由此可见，温度为30℃时是天女花种子萌发的最佳条件。

图2 温度对天女花种子发芽率的影响

2.4 不同温度条件下天女花种子萌发势的变化

如图3所示，随着温度的升高，天女花种子萌发势的变化趋势与其发芽率的变化趋势基本一致，温度在30℃时，天女花种子的发芽势均高于其他温度水平下种子的发芽势，为30.6%，说明该温度下天女花种子发芽速度快、是天女花种子发芽的最适温度。

图3 天女花种子萌发势的变化

2.5 不同温度天女花种子萌发指数变化

图4显示，温度与天女花种子的发芽指数之间密切相关，其变化规律与天女花种子的萌发率及萌发势的变化规律相似，即随着温度的上升，其发芽指数呈先上升后下降的趋势。30℃时发芽指数最高，当温度超过30℃时，其发芽指数急剧下降。

图4 温度对天女花种子发芽指数的影响

3 讨论

3.1 天女花种子贮藏的条件

采用常温干藏、低温沙藏、冷冻沙藏、原生境地表放置及原生境土壤贮藏等5种方式对天女花种子进行贮藏，发现原生境中天女花少量种子丢失或种子发霉导致其萌发率显著低于常温干藏、冷冻沙藏及低温沙藏。大多数植物的最佳贮藏方式为低温沙藏［15］，本研究发现低温沙藏条件下天女花具有活力种子的数量比例最高，这可能是由于温度低，种子呼吸代谢微弱，消耗的营养较少，种子有足够的营养延续其寿命。冷冻沙藏则由于温度过低，可能破坏了天女花种子细胞的结构，也加剧了天女花种子的腐烂程度［15］。常温干藏则随着时间的延长，其种子内部失水，温度升高，呼吸作用旺盛，从而使大量营养物质消耗，导致种子活力下降［16］。

3.2 天女花种子萌发的最适温度

温度为植物种子萌发的必要条件之一，没有适宜的温度，酶促反应将无法进行，种子内营养物质的分解与同化等生理过程也将会受阻，从而抑制了种子的萌发。不同植物种子萌发都有其最适温度，白毛锦鸡儿(Caragana licentiana)、中间锦鸡儿(Caragana intermedia)、云杉(Picea asperata)和红桦(Betula albo－sinensis)在20℃萌发率最高，甘蒙锦鸡儿(Caragana opulens)在 15℃萌发率最高［17，18］，沙芥(Pugionium cornutum)在25℃萌发率最高，而斧翅沙芥(Pugionium dolabratum)在30℃萌发率最高［19］，本研究通过对不同温度下天女花种子萌发率的研究发现其种子萌发率、萌发势以及发芽指数在30℃时均最高，其种子萌发所需时间最短，低于和高于30℃时则天女花种子的萌发率、萌发势以及发芽指数均呈显著降低趋势，天女花种子萌发所需时间也有所增加，故温度为30℃时是天女花种子萌发的最适温度。

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