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机械处理和酸处理对檀香紫檀发芽率和幼苗生长的影响

2016-02-08陈文宗杨光穗黄素荣

广东农业科学 2016年12期
关键词:酸处理叶长檀香

陈文宗,谌 振,2,杨光穗,2,黄素荣,2

(1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室,海南 儋州 571737;

2.海南省热带观赏植物种质创新利用工程技术研究中心,海南 儋州 571737)

机械处理和酸处理对檀香紫檀发芽率和幼苗生长的影响

陈文宗1,谌 振1,2,杨光穗1,2,黄素荣1,2

(1.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所/农业部华南作物基因资源与种质创制重点实验室,海南 儋州 571737;

2.海南省热带观赏植物种质创新利用工程技术研究中心,海南 儋州 571737)

檀香紫檀是名贵的红木树种,极具历史文化价值与实用价值,国内市场需求高涨,但长期以来缺乏切实可行的高效繁育技术,产业发展难以为继。从荚果播前机械处理和酸处理两个方面进行研究,探讨了不同程度机械处理对当年、次年播种荚果发芽率的影响,并使用浓硫酸浸种不同时间,以期找到快速便捷的檀香紫檀荚果播前处理方法。结果表明,檀香紫檀荚果以随采随播为佳,经过1年贮藏后种子活力降低、发芽困难;剪除果翅(至可见种子)即可提高当年播种荚果发芽率至73%,提高次年播种荚果发芽率至58%;浓硫酸浸种效果未达到预期,浸泡时间以10 min以内为佳,可提高发芽率至37%,但导致幼苗叶片可溶性蛋白含量显著升高。

檀香紫檀;果荚;贮藏;剪除;酸处理;浓硫酸;发芽率

檀香紫檀(Pterocarpus santalinus)又称小叶紫檀,属蝶形花科紫檀属落叶乔木,原产于南亚、东南亚的热带、亚热带雨林,以印度、缅甸出产的为最优。因木质细腻致密、色泽油润、耐腐耐虫蛀等特点,紫檀常被用于高级家具、雕刻、工艺品、建筑及装饰材料[1],是名贵的硬木和红木树种,被誉为“木中之王”[2],国内市场需求一直居高不下。野生状态下檀香紫檀生长缓慢,形成心材的树龄为15~20年[3],木材生产周期长。目前,该树种已被列入濒危野生动植物种国际贸易公约(2013版),禁止原木及各类产品的贸易[4]。檀香紫檀的主要出口国老挝已于2016年6月启动全面禁售,存在需求不断增大与供给不断下降的矛盾。因此,发展高效的繁育技术迫在眉睫。

我国1960年代引入檀香紫檀,栽培数量较少,仅在海南、广东、云南、台湾等地区少量引种栽培。目前国内对檀香紫檀的研究主要集中在历史文化、木材加工应用、品质检测、真伪辨别等方面[5-9],对繁育技术关注较少。檀香紫檀嫁接[10]、高枝压条[11]均有成功报道,但心材形成情况均尚不明确,扦插则未见报道。檀香紫檀种子为荚果,种皮坚硬并具蜡质,不易吸水,对实生苗培育的研究表明,檀香紫檀常规播种(减去果翅)发芽率低于45%,各类浸泡处理对其发芽率无影响或呈负面影响[12];有报道指出其果荚含有的苯酚化合物可抑制檀香紫檀种子的发芽,而酸处理可提高檀香紫檀发芽率[13],且对毛梾[14]、皂角[15]、甘薯[16]、马蔺[17]等使用浓硫酸作播前处理均获得了较好效果。鉴于此,我们研究了檀香紫檀果荚播前机械处理及酸处理效果,以期提高播种发芽率,促进幼苗生长,为今后檀香紫檀规模化育苗提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试果荚于2014—2015年5月采自海南省儋州市的中国热带农业科学院海南热带植物园内,自然避光晾干。2014年荚果采收后在室内充分晾干,避光保存1年后用于试验;2015年荚果采收后在室内晾干1个月后直接用于试验。试验于中国热带农业科学院热带品种资源研究所花卉研究室基地进行。

1.2 试验方法

1.2.1不同采收时间荚果机械处理播种试验 以2014、2015年的成熟荚果为研究对象,进行3种机械破除果荚处理方法,以完整果荚为对照(表1)。每个处理100个荚果,处理完后播种于椰糠,90 d后统计发芽率,随机抽取20株测量株高、叶长、叶片数、叶绿素含量等指标,数据采用SAS 9.3进行统计分析。

表1 不同采收时间荚果机械处理播种试验处理情况

1.2.2荚果酸处理播种试验 以2015年采收的荚果为研究对象,使用浓硫酸对干燥荚果进行浸泡,根据浸泡时间设4个处理:浸泡10 min(处理7)、浸泡20 min(处理8)、浸泡30 min(处理9)、浸泡40 min(处理10),以不作任何处理为对照(CK3)。每个处理100个荚果,处理完后播种于椰糠,90 d后统计发发芽率,随机抽取20株测量株高、叶长、叶片数、叶绿素含量等指标,数据采用SAS 9.3进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同采收时间檀香紫檀荚果机械处理播种试验结果

2.1.1机械处理对荚果发芽率的影响 从表2可以看出,檀香紫檀荚果播种20 d后CK1的发芽率与CK2较为一致,分别为24%、23%;比较处理2(73%)、处理5(58%)发现,长时间贮藏会导致种子活力的明显损失。3种机械处理荚果的发芽率均提高,发芽时间提早5 d左右,以处理2效果最优,处理5为次优,这应与破除果荚后种子吸胀能力、穿破果荚能力提高有关,且剪除果荚四周即可达到较优的效果。可见,檀香紫檀播种后5 d左右种子即可发芽,10~15 d为发芽高峰期,20 d左右发芽趋于停止;对果荚进行机械破除处理可提早发芽时间。

表2 不同机械处理檀香紫檀荚果发芽率比较(%)

图1 机械处理对当年播种檀香紫檀幼苗株高、叶长、叶片数、叶绿素含量的影响

2.1.2机械处理对当年播种幼苗生长的影响 对檀香紫檀荚果当年播种发芽后幼苗的株高、叶长、叶片数、叶绿素含量等指标的测定结果(图1)表明,各处理各指标在数值上高于CK1,但差异均未达显著水平,因此可以认为机械处理对当年播种幼苗生长并未产生不良影响。2.1.3机械处理对次年播种幼苗生长的影响 由图2可知,檀香紫檀荚果次年播种发芽后,处理6效果最好,幼苗株高、叶长、叶绿素含量均显著高于对照,数值分别为14.42 cm、6.3 cm、1.42 mg/g,叶片数最大(8.2片)、但与其他处理相比差异不显著。处理4的株高、叶绿素含量均显著高于CK2;处理5仅株高显著优于CK2。可见,对贮藏1年的荚果而言,通过适当机械处理可减少萌发过程中额外的营养损耗,促进幼苗生长。

图2 机械处理对次年播种檀香紫檀幼苗株高、叶长、叶片数、叶绿素含量的影响

2.1.4不同采收时间荚果播种后幼苗生长比较 由于处理2和处理5分别是不同采收时间荚果播种发芽率最优的处理,故结合CK1、CK2进行分析。图3显示,CK1和CK2各指标差异不显著,CK1的株高、叶长、叶绿素含量分别为11.38 cm、4.9 cm、1.22 mg/g,高于CK2;处理2和处理5的差异也不显著。可见,经过1年贮藏,具有活力的种子萌发后生长潜力未受明显影响。

图3 不同采收时间檀香紫檀荚果播种后幼苗株高、叶长、叶片数、叶绿素含量比较

2.2 酸处理荚果播种试验结果

2.2.1酸处理对荚果发芽率的影响 酸处理对檀香紫檀荚果发芽率的影响低于机械处理,处理7效果最好,比CK3多发芽11株,处理8、处理9和处理10的发芽率则低于对照;处理7和处理8于播种后5 d即有发芽表现。可见,酸处理对破除檀香紫檀果荚具有一定效果。随着酸处理时间的延长,发芽率相应降低(表3)。

2.2.2酸处理对幼苗生长的影响 由图4可知,各处理的株高和叶绿素含量与CK3相比并无显著差异;CK3叶长仅与处理9差异显著,与其他处理差异不显著;酸处理后播种,幼苗的可溶性蛋白含量均显著高于对照,这可能与果荚中残存有少量硫酸有关。整体而言,酸处理不会对檀香紫檀幼苗生长造成不良影响。

图4 不同酸处理对檀香紫檀幼苗株高、叶长、可溶性蛋白含量、叶绿素含量的影响

3 结论与讨论

檀香紫檀荚果具有较好的耐贮藏性,经过1年的贮藏,使用恰当的播前处理(处理5),采后次年播种发芽率仍可达58.0%,这与陈青度等[12]对檀香紫檀荚果的研究结果“当年播种发芽率48.2%,次年播种发芽率40.7%”相似。本研究中贮藏1年的荚果仅简单保存,果荚有一定程度的腐烂,种子活力或受到影响,今后研究需注意这个问题。机械处理可去除果荚对种子的限制,显著提高发芽率,其中剪除果翅至可见种子的方法(处理2)可提高当年播种荚果发芽率3倍左右、达73%,并促使发芽时间提前,对幼苗生长也无不良影响。

本研究结果显示,檀香紫檀播前酸处理对发芽率的影响有限,浓硫酸处理仅10 min可提高发芽率11%,更长的处理时间则效果不佳;王金厚等[18]对毛红椿播种繁殖的研究表明,强酸抑制发芽、弱酸促进发芽;闫景彩[19]用75%硫酸浸泡地稔种子50 s,并用1 000 mg/L赤霉素浸种36 h,发芽率提高至80%。由此可知,本研究使用浓硫酸处理檀香紫檀荚果10~40 min并不恰当,后续应进一步探索研究弱酸结合赤霉素浸种效果。

综合而言,檀香紫檀播前短时间酸处理具有高效、简便的优点,但发芽率提升效果不甚理想。而破除果荚使种子直接接触水气的方法可提高发芽率至较高水平,值得在生产中推广。

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(责任编辑 张辉玲)

Effects of different seeding treatments on germination rate and seedling growth of Pterocarpus santalinus

CHEN Wen-zong1,CHEN Zhen1,2,YANG Guang-sui1,2,HUANG Su-rong1,2
(1.Institute of Tropical Crops Genetic Resources,Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences / Key Laboratory of Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China,Ministry of Agriculture,Danzhou 571737,China;
2.Engineering Technology Research Center of Tropical Ornamental Plant Germplasm Innovation and Utilization,Danzhou 571737,China)

Pterocarpus santalinus is a rare species of rosewood with great historical and cultural value and practical value.But for a long time,the development of P.santalinus industry is difficult to sustain because of the rising domestic market demand and the lack of practical and efficient breeding technology.In this paper,different mechanical treatments and acid treatments before pod sowing were studied to explore the effects of different degree of mechanical treatments on the germination rate in current year and next year,and to find a quick and convenient pod pre-sowing method of P.santalinus through the innovative use of concentrated sulfuric acid for seed soaking with 10 min,20 min,30 min or 40 min.The results showed that P.santalinus pods had better seed vigor with mining sowing,and after one year of storage,the seed vigor decreased and it was difficult to germinate.Cutting fruit wings to visible seeds could increase seed germination rate to 73% for sowing in current year and 58% in the next year.Theeffect of concentrated sulfuric acid for seed soaking did not reach the expectation.And the effect of seed soaking was better within 10 min,the germination rate could increase to 37%,but the soluble protein content of seedling leaves increased significantly.

Pterocarpus santalinus;pod;storage;cut off;acid treatment;concentrated sulfuric acid;germination rate

S794.4

A

1004-874X(2016)12-0006-06

10.16768/j.issn.1004-874X.2016.12.002

2016-09-14

中国热带农业科学院非营利性科研机构改革专项启动费项目(PZS-201524)

陈文宗(1972-),男,研究实习员,E-mail:102191237@qq.com

杨光穗(1972-),女,副研究员,E-mail:13976572870@163.com

陈文宗,谌振,杨光穗,等.机械处理和酸处理对檀香紫檀发芽率和幼苗生长的影响[J].广东农业科学,2016,43(12):6-11.

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