赤霉素与低温处理对短柱铁线莲种子萌发的影响

2016-12-04，，，，，

种子 2016年12期

关键词：短柱铁线莲层积

，，，，，

(江苏农林职业技术学院风景园林系，江苏句容 212400)

赤霉素与低温处理对短柱铁线莲种子萌发的影响

刘春风，刘玉华，王磊，刘彬，孙林，张妍

(江苏农林职业技术学院风景园林系，江苏句容 212400)

以短柱铁线莲为试材，研究低温层积、低温干藏、层积前赤霉素处理对短柱铁线莲种子萌发的影响。结果表明：短柱铁线莲种子萌发适宜的平均气温为20～25 ℃，低温干藏在室内恒温沙床发芽率达74.3%，可以作为短柱铁线莲种子的有效保存方法。50 mg/L GA3浸种后层积效果最佳，室内恒温与室外营养袋播种发芽率分别达到84.3%、61.8%，且种子出苗整齐，种苗质量较好。

短柱铁线莲；低温层积； GA3；种子萌发

铁线莲属(ClematisL.)是毛茛科多年生植物，广布于世界各地，约有300种。我国约有108种。短柱铁线莲(ClematiscadmiaBuch.-Ham.ex Wall)为铁线莲属的一个种，多年生木质藤本攀缘植物，花期4月至5月，分布于江苏、江西、安徽等地，是一种优良的园林花卉。多数铁线莲的种子在自然状态下萌发较困难，须经过2次自然低温才能萌发[1]，而经过低温处理后的种子萌发率可以提高到70%以上[2]，赤霉素(GA3)可代替低温层积打破种子休眠[3-4]。据报道，铁线莲种子采收后，在4 ℃冰箱中保存3年仍可萌发[2]。由于不同铁线莲的种子发芽所需条件差异较大，关于短柱铁线莲种子萌发的试验尚未见报道。本试验采用不同浓度的GA3分别浸种，并对种子进行低温层积处理，研究GA3、低温层积、GA3+低温层积、低温干藏处理对短柱铁线莲种子萌发的影响，旨在寻求提高短柱铁线莲种子萌芽率的方法，为其种子保存、引种和繁殖研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 种子

供试种子于2014年11月中旬采自江苏农林职业技术学院实验基地内6年生短柱铁线莲植株，选取发育良好、成熟饱满的种子，经自然风干后装入牛皮纸袋，于5 ℃冷藏箱贮藏备用。

1.1.2 基质

选用纯河沙、泥炭土与珍珠岩混合(比例)作为本试验的播种基质。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 试验设计

1) 试验种子采用低温干藏、不同浓度(0，10，20，50，100，200 mg/L)GA3浸泡后经过低温层积的处理，在实验室恒温20 ℃的条件下进行沙床发芽对比试验。其中，采用不同浓度(0，10，20，50，100，200 mg/L)GA3处理的试验，在种子采后即进行发芽试验，需要低温处理的试验，在低温处理60 d后进行发芽试验。

2) 不同浓度GA3与低温层积处理、低温干藏处理的种子在室外简易大棚(自然环境温度)的营养袋里进行播种发芽对比试验和幼苗初期生长观察。每个处理设3个重复，每个重复100粒种子。

1.2.2 试验方法

1) 种子质量测定。以种子1 000粒×8组的平均值为其平均质量(±标准误差)。

2) 基质处理。河沙处理：按林木种子检验规程GB 2772—1999处理河沙。先将河沙去杂质、冲洗干净，用0.05～0.8 mm筛子过筛，置于高温高压蒸汽灭菌30 min，然后自然冷却至室温，加入无菌水拌匀，沙的湿度以手握成团不滴水，松开时裂开为宜，湿沙含水量为60%～80%，消毒处理过的湿沙备用。

泥炭土与珍珠岩处理：使用新购买的无杂质的泥炭土和珍珠岩，泥炭土与珍珠岩按3∶1比例混合，并取适量百菌清粉剂拌匀。

3) 种子处理方法。不同浓度GA3处理的试验：将备用的短柱铁线莲种子按照林木种子检验规程GB 2772—1999，采用四分法随机抽取试验所需的净种，置于种子网袋内用水冲洗1 h，10%次氯酸钠消毒10 min，无菌水清洗5次，0.1%氯化汞消毒5 min，待种皮完全晾干后置于不同浓度(0，10，20，50，100，200 mg/L)的GA3溶液中浸泡12 h后，用蒸馏水冲洗干净，置于沙床进行发芽试验。

GA3与低温层积处理：取种、种子消毒和不同浓度GA3处理均按照以上相同方法进行，将浸泡后的种子稍晾干与湿沙(消毒处理过的湿沙含水量为60%～80%)按1∶5的比例混拌均匀，置于消毒过的发芽盒在5 ℃、相对湿度(RH)50%的人工气候室中进行低温层积催芽，发芽盒应留有小气孔。定期检查保持低温层积处理湿沙的湿度，若湿沙的表面出现泛白(出现干沙)时，用喷壶喷施无菌水补水。

低温干藏处理：低温干藏处理(5 ℃)的种子装入牛皮纸袋内置于消毒过的发芽盒内，放在人工气候室中进行低温干藏，种子播种前进行消毒，方法同上。低温层积、低温干藏处理均为60 d。

4) 发芽试验。室内恒温沙床发芽试验。将种子分别放在2～4 cm的湿沙上排列，粒间距为种子宽度的1～2倍，上面撒1 cm松散的湿沙，放入20 ℃、相对湿度50%的人工气候室中。注意发芽盒应留有小气孔，保持湿沙的湿度，用喷壶喷施无菌水补水。不同浓度GA3处理的试验于2014年12月1日进行；GA3与低温层积处理、低温干藏于2015年3月10日进行。

在简易塑料大棚中营养袋播种试验。于2015年3月10日，将处理过的泥炭土与珍珠岩装入营养袋，取GA3与低温层积处理、低温干藏处理的种子播种，每个营养袋点播2粒种子，播后覆土1 cm，浇透水。每天根据基质表面的颜色确定浇水量，每隔7 d统计1次发芽数，发芽数的统计截止到2015年5月10日。试验期间每天清晨(06：00～07：00)、中午(13：00～14：00)、傍晚(17：00～18：00)记录大棚中的温度。

1.3 种子发芽率、发芽势和发芽指数统计

以胚根长度为种子长度的1/2作为种子萌发标志，连续5 d没有种子萌发为发芽结束标志。记录从播种开始到发芽试验结束的天数为发芽天数。

发芽率(%)=正常发芽的种子数/供试种子总数×100%；

发芽势(%)=规定时间内发芽的种子数/供试种子总数×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)，式中：Dt为发芽日数，Gt为与Dt相对应的发芽数；

真叶数百分比(%)=相应真叶数的株数/总株数×100%，式中，相应真叶数的株数表示赤霉素浓度为n长出a片真叶数的株数，总株数表示赤霉素浓度为n对应的株数。

1.4 数据处理

数据用Excel 2010和SPSS 18.0统计软件处理。

2 结果与分析

2.1 种子质量

短柱铁线莲种子的千粒重为(3.76±0.03)g。

2.2 室内恒温条件下不同处理对短柱铁线莲种子发芽率的影响

由表1可见，室内恒温沙床播种，不同处理对短柱铁线莲种子发芽率的影响有显著差异(p=0.05)，经过低温处理的种子发芽率和发芽势显著高于未进行低温处理的种子，0～200 mg/L内，随着GA3浓度的增加，短柱铁线莲种子的发芽率和发芽势呈先升后降的趋势。在进行低温的处理中，低温层积前50 mg/L GA3处理的种子发芽率为84.3%，显著高于其他处理，其次是低温层积前100 mg/L GA3处理的种子发芽率为79.3%，再次是低温层积前20，10 mg/L GA3、低温层积，分别为78.3%、76%、75.6%，低温干藏与低温层积前200 mg/L GA3处理的种子发芽率较低，均为74.3%；在未进行低温的处理中，50 mg/L GA3处理的种子发芽率稍高，为44.3%；100，200，20，10 mg/L GA3处理的种子发芽率差异不显著，分别为43%、42.7%、42%、40.7%；对照(ck)的种子发芽率最低，仅为39%。试验表明，低温处理能显著提高短柱铁线莲的种子发芽率，尤其以低温层积前50 mg/L GA3处理种子效果最佳，与对照相比，种子发芽率提高了2.16倍，仅用GA3处理对提高短柱铁线莲种子发芽率的效果不明显。

2.3 大棚内发芽试验期间温度统计

试验前期(3月13日—4月9日)大棚内气温变幅较大，且气温偏低；试验后期(4月9日—5月10日)气温走势平缓，气温变幅较小，气温较高。其中有2个时间段气温保持较平稳，3月27日—4月1日连续5 d、4月9日—5月10日平均气温基本保持在20～25 ℃范围内(图1)。

2.4 不同处理简易大棚营养袋播种对短柱铁线莲种子发芽率的影响

由表2可见，简易大棚营养袋播种，不同处理对短柱铁线莲种子发芽率的影响有显著差异(p=0.05)。

图1 试验期间大棚内气温统计

表1 不同处理对短柱铁线莲种子发芽(室内恒温下)的影响

处理浓度(mg/L)发芽率(%)发芽势(%)ck039e40．5e1040．7de43．8de2042de43．6deGA35044．3d47．5d10043de43．6de20042．7de44．7de低温干藏074．3c77．3c低温层积075．6bc79．1bc1076bc78bc2078．3bc79．3bcGA3+低温层积5084．3a83．2a10079．3b80．7b20074．3c76．4c

低温干藏处理营养袋播种的种子各指标均最低，显著低于低温层积、层积前不同浓度GA3处理的种子；层积前不同浓度GA3处理的种子萌发各指标均高于低温层积，0～200 mg/L内，随着GA3浓度的增加，短柱铁线莲种子的发芽率、发芽势、发芽指数、平均苗高呈先升后降的趋势，20～200 mg/L GA3浓度处理的种子萌发各指标均显著高于低温层积，其中层积前50 mg/L GA3浓度处理的效果最好。从发芽率看，层积前50 mg/L处理的发芽率为61.8%，显著高于其他处理，其次是20，100，200 mg/L GA3处理的发芽率(分别为51.2%、54.2%、52.6%)，较显著高于层积前10 mg/L GA3和低温层积处理的发芽率(分别为45.4%、46.4%)，低温干藏处理的发芽率仅为29.67%。各处理的发芽势与发芽率的显著水平一致。从发芽指数看，层积前50 mg/L GA3处理的发芽指数为4.34，显著高于其他处理，其次是20，100 mg/L GA3处理的发芽指数(分别为3.92、3.82)，较显著高于层积前10，200 mg/L GA3处理(发芽指数分别为3.67、3.58)，低温层积处理的发芽指数较低，为2.86，低温干藏处理的发芽指数最低，仅为2.63。从平均苗高看，层积前50 mg/L处理的平均苗高为3.86，显著高于其他处理，其次是20，100 mg/L GA3处理的(平均苗高分别为3.75、3.69)，较显著高于层积前10，200 mg/L GA3(平均苗高分别为3.36、3.38)，低温层积处理的平均苗高较低，为2.51，低温干藏处理的平均苗高最低，仅为2.40。低温层积处理种子发芽率为低温干藏的1.53倍；层积前50 mg/L GA3处理的种子发芽率为低温干藏的2.08倍，为低温层积的1.36倍。

表2 不同处理对短柱铁线莲种子发芽率的影响

处理浓度(mg/L)发芽率(%)发芽势(%)发芽指数平均苗高(cm)低温干藏029．7d18．7d2．63e2．40e低温层积(ck)045．4c25．6c2．86d2．51d1046．4c27．3c3．67bc3．36c2051．2b30．4b3．92b3．75bGA35061．8a34．7a4．34a3．86a10054．2b31．4b3．82b3．69b20052．6b30．6b3．58c3．38c

2.5 大棚内营养袋播种的发芽周期

由图2可知，与对照(低温干藏)相比，低温层积处理营养袋播种的种子发芽率较高。3月27日之前低温层积处理的种子发芽较少，3月27日至4月17日低温层积处理的种子发芽率显著提高，而低温干藏的种子自4月初至4月24日的发芽率大幅提高，增幅显著。从发芽率走势上看，与低温干藏相比，低温层积处理的种子发芽率走势较缓，由于低温层积处理的种子有部分露白(25.6%)才播种，因此，发芽率高但其走势较缓。

图2与图1对比可知，3月27日之前可能由于气温较低，温差较大，不利于种子的发芽，低温层积处理的种子发芽较少，低温干藏无发芽。在3月27日—4月1日连续5 d平均气温维持在20～25 ℃范围内，低温层积处理的种子发芽有明显的提高；4月9日之后，气温较平稳，基本维持在20～25 ℃范围内，低温干藏处理的种子发芽迅速。可以看出，短柱铁线莲种子萌发的较适宜平均气温为20～25 ℃。

简易大棚营养袋播种低温层积处理与低温干藏的种子发芽率分别为45.4%、29.67%，与室内恒温播种的种子发芽率(分别为75.6%、74.3%)相比，分别下降了40%、60%，气温不稳定可能是导致种子发芽率降低的主要原因。

图2 大棚内营养袋播种的发芽率变化

2.6 不同处理对营养袋播种种苗生长的影响

由图3可知，不同处理水平中短柱铁线莲种苗的真叶数分布均呈正态分布，低温层积与层积前GA3处理种苗的真叶数量显著大于低温干藏，种苗有2、3片真叶的比例较大，而低温干藏处理的种苗多数为1片真叶，少量的有2片真叶，但无3片真叶。原因可能是低温干藏处理的种子需要有一个吸水萌发的过程，生长较慢。

图3 不同处理对营养袋播种种苗真叶数的影响

3 结论与讨论

本试验以短柱铁线莲为试材，研究低温层积、低温干藏、层积前赤霉素处理对短柱铁线莲种子萌发的影响。结果表明:短柱铁线莲种子萌发适宜的平均气温为20～25 ℃，低温干藏在室内恒温沙床发芽率能达到74.3%，可以作为短柱铁线莲种子的有效保存方法。50 mg/L GA3浸种后层积效果最佳，室内恒温与室外营养袋播种发芽率分别达到84.3%、61.8%，且种子出苗整齐，种苗质量较好。

在自然状态下，大多数的铁线莲属种子萌发较困难，须经过2次自然低温才能萌发[2]，进行低温处理后的种子萌发率可以提高到70%以上[3]。郭玉琴等研究发现，灰叶铁线莲种子低温层积后的拱棚营养袋播种发芽率达80%(拱棚内白天温度保持在20～25 ℃，晚上保持在10～15 ℃)[4]。本研究证明，低温干藏处理后短柱铁线莲种子发芽率能够达到74.3%，比低温层积的种子发芽率(75.6%)稍低，二者差异不显著，说明低温干藏处理有利于短柱铁线莲种子的保存和萌发，可以作为短柱铁线莲种子的有效保存方法。短柱铁线莲种子低温处理后(低温干藏、低温层积、层积前GA3处理)室内恒温沙床播种的发芽率为74.3%～84.3%，而简易大棚下营养袋播种的发芽率却较低，分析原因，除了播种基质外，还可能是种子在萌发期间受不适宜的环境条件的影响而导致重新进入休眠状态，即二度休眠的现象(铁线莲种子萌发的温度最好不超过20 ℃[2])。本试验中播种初期3月份气温变幅较大且气温偏低，低温时间较长(3月至4月初)，不利于种子发芽；4月中旬平均气温基本保持在20～25 ℃范围内，有利于种子发芽，种子发芽率迅速提高；4月下旬至5月温度偏高，种子进入二度休眠状态，充分证明了铁线莲种子萌发与温度的关系，试验地自然环境下适宜铁线莲种子萌发的时间较短、气温迅速偏高导致种子进入二度休眠状态，可能是铁线莲种子发芽率偏低的重要原因。目前铁线莲种子二度休眠原因还不清楚，如何打破铁线莲种子二度休眠也有待于进一步的研究。

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Effect of GA3and Cold Treatment on Germination ofClematiscadmiaSeeds

LIUChunfeng,LIUYuhua,WANGLei,LIUBin,SUNLin,ZHANGYan

2016-06-28

江苏高校品牌建设工程一期项目园林技术专业(编号：PPZY 2015 A 082)；镇江市科技支撑计划“铁线莲属植物优良花卉新品种选育”(编号：NY 2014035)。

刘春风(1970—)，女，河南禹县人，博士研究生，讲师，研究方向：园林植物栽培和植物生理；E-mail:497240465@qq.com 。

王磊(1963—)，女，教授，主要从事园林植物引种及育种。