不同光照时间对毛红椿种子活力的影响

， ， ， ， (湖北省林业科学研究院， 武汉 430075)

不同光照时间对毛红椿种子活力的影响

王瑞文，李玲，郭赟，黄艳，张新叶
(湖北省林业科学研究院， 武汉 430075)

研究了不同光照时间对不同家系毛红椿种子活力特性的影响。结果表明：全黑暗、全光照条件下均会抑制种子活力；光照16 h条件下毛红椿种子发芽率、发芽势、活力指数、苗高显著高于其它光照处理；宣恩5号、宣恩4号、宣恩6号3个家系种子发芽率高于其它家系；宣恩4号家系种子发芽势最高，出苗最整齐；建始家系幼苗生长最快，苗高最高。宣恩1号种子发芽率、发芽势、活力指数最低。

毛红椿； 光照时间； 种子活力

毛红椿(Toonaciliatavar.pMbescells)属楝科香椿属落叶高大乔木，是南方地区的速生乡土用材树种[1]。由于天然更新慢，数量少，于1991年被我国列为第一批Ⅱ级保护的珍贵濒危树种[2]。近年来对毛红椿的研究主要集中在天然林群体分布、生物学特性、生长特性以及育苗、引种栽培技术等方面[3]。在毛红椿种子方面的研究报道较少，少量学者分别进行了储藏方法、吸湿-回干处理、温度、光照、不同基质、酸胁迫、枯落物厚度对毛红椿种子发芽特性的影响[4-6]。毛红椿种子大小年现象明显，且种子常温下不耐贮藏易失活，严重限制了种苗生产和资源开发，因此探讨提高毛红椿种子发芽率及苗木成活率的条件尤为重要。本试验以不同家系毛红椿种子为材料，研究了光照时间对种子发芽率、发芽势、苗高、活力指数的影响，以期为提高毛红椿种子发芽率和苗木成活率，为保护珍稀的毛红椿种质资源与促进种群更新以及在不同土壤地区播种育苗、引种栽培提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验材料为7个家系的毛红椿种子，采自湖北省恩施自治州宣恩县和建始县，采种的毛红椿母树生长健壮，树龄30～50年，为天然林分布。当蒴果未开裂且为褐色时采摘，种子采回后晒干脱粒除杂，放置于4 ℃冰箱中冷藏备用。

1.2 方 法

取冷藏毛红椿种子播种于铺有湿润滤纸的培养皿中(以培养皿内无积液为度)，置于(25±1)℃设置不同光照时间段的培养箱中培养，设置4个光照处理，分别为0，8，16,24 h。培养7 d后统计发芽率(以子叶和下胚轴均伸出种皮达到种子长度一半时记为发芽)及发芽势,测量胚根长度和幼苗长度，并计算种子简易活力指数。

表1 不同光照时间下不同家系间毛红椿种子发芽指标

发芽率(%)发芽势胚根长度(cm)苗高长度(cm)发芽指数宣恩1号0h0．72±0．080．29±0．081．27±0．091．63±0．091．18±0．158h0．68±0．110．62±0．082．31±0．263．43±0．252．27±0．2916h0．81±0．100．82±0．042．49±0．073．78±0．342．80±0．3024h0．79±0．070．73±0．092．37±0．103．36±0．172．63±0．29宣恩2号0h0．88±0．070．40±0．121．48±0．072．04±0．111．80±0．218h0．92±0．020．77±0．12．32±0．173．81±0．252．68±0．3616h0．86±0．050．89±0．022．54±0．253．84±0．233．24±0．3424h0．73±0．030．72±0．052．01±0．152．91±0．392．80±0．17宣恩3号0h0．83±0．030．43±0．091．69±0．202．38±0．311．99±0．348h0．89±0．050．71±0．082．38±0．024．01±0．173．06±0．2916h0．91±0．080．89±0．022．94±0．284．13±0．213．77±0．2824h0．80±0．140．88±0．022．46±0．073．44±0．133．23±0．20宣恩4号0h0．90±0．070．5±0．031．57±0．102．21±0．151．99±0．278h0．91±0．100．97±0．011．88±0．473．18±0．343．24±0．1716h0．87±0．070．92±0．112．08±0．093．57±0．103．09±0．1524h0．96±0．030．93±0．072．45±0．163．55±0．203．04±0．32宣恩5号0h0．94±0．070．37±0．051．43±0．151．95±0．311．85±0．388h0．94±0．050．67±0．071．43±0．352．58±0．21249±0．1016h0．94±0．050．92±0．052．26±0．233．25±0．073．06±0．3324h0．89±0．120．87±2．17±0．092．63±0．272．24±0．12宣恩6号0h0．92±0．020．2±0．081．40±0．131．93±0．161．78±0．118h0．91±0．040．48±0．242．32±0．212．71±0．473．03±0．2816h0．94±0．070．94±0．042．64±0．234．00±0．563．78±0．2524h0．79±0．030．77±0．151．30±0．363．33±0．252．13±0．32建始1号0h0．82±0．050．41±0．151．60±0．082．28±0．081．87±0．078h0．87±0．030．83±0．072．34±0．344．30±0．282．88±0．3416h0．80±0．010．82±0．022．71±0．494．47±0．483．67±0．3824h0．85±0．130．83±0．072．50±0．103．33±0．523．57±0．13均方0．055∗∗0．073∗∗0．46∗∗1．30∗∗1．06∗∗F值9．317．025．096．265．11

注：“**”表示1 %水平上差异极显著。

发芽率(%)=(n/N)×100%，式中n为发芽的种子数，N为供试种子总数；

发芽势(%)=种子发芽最高峰时的发芽总数/供试种子总数×100%;

简易活力指数=发芽率×幼苗高度(cm)[8]。

1.3 数据分析

采用SAS 8.1和Excel软件对试验数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同家系间毛红椿种子活力指标差异

对不同光照条件下，不同家系间毛红椿种子发芽率、发芽势、胚根长度、苗高及发芽指数进行了测量、计算、方差分析及多重比较(见表1)。 结果表明，不同家系在种子发芽率、发芽势、胚根长度、苗高及发芽指数等指标上差异极显著。

宣恩5号、宣恩4号、宣恩6号种子发芽率(分别为93%、91%、89%)极显著高于其他4个种源种子发芽率，宣恩1号种子发芽率最低，为75%。宣恩4号种子发芽势最高，为83.2%，出芽最整齐，宣恩6号发芽势最低，为59.7%，与宣恩1号61.6%差异不显著。

宣恩3号胚根最长(为2.37 cm),其次为建始1号，胚根长度为2.29 cm，二者之间差异不显著，极显著高于其它5个家系种苗胚根长度，宣恩5号家系胚根最短(为1.82 cm)。7个家系中，建始种源苗高最高(为3.59 cm),与宣恩3号苗高差异不显著，宣恩5号苗高极显著低于其它种源，仅为2.60 cm。

宣恩3号、建始1号、宣恩4号等3个种源之间种子活力指数差异不显著，分别为3.01、2.99、2.84，但显著高于其它4个种源种子活力指数，宣恩1号种子活力指数最低，为2.21。

2.2 不同光照时间下毛红椿种子发芽率的变化

光照时间对毛红椿种子发芽率的影响达到显著水平(ANOA,plt;0.05)。由图1可看出，不同家系毛红椿种子发芽率随光照时间延长呈先上升后下降的趋势，16 h到达最大值。不同家系变化过程不同，随光照时间延长宣恩1号、宣恩2号、宣恩6号3个家系种子发芽率上升趋势明显，光照16 h时达到最大值；光照从0 h增加到8 h，建始1号、宣恩3号2个家系种子发芽率变化变化不大，随着光照时间从8 h增加到16 h，发芽率也快速增长到最大值；宣恩4号、宣恩5号2个家系种子发芽率缓慢上升，不同光照时间下，发芽率变化不大。

图1 不同光照时间对毛红椿种子发芽率的影响

多重比较显示，发芽效果为：16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h；光照16，8，24 h条件下，种子发芽率差异不显著，显著高于0 h(全黑暗)条件下种子发芽率。适当的光照时间能够提高毛红椿种子发芽率，光照时间过长、过短会抑制毛红椿种子发芽率。

2.3 光照时间对毛红椿种子发芽势的影响

方差分析显示，光照时间对种子发芽势产生极显著影响(ANOA,plt;0.01)。由图2可看出，光照时间从0 h增加到16 h，不同家系毛红椿种子发芽势均直线上升，光照16 h时发芽势最高，24 h全光照状态下种子发芽势有所降低。多重比较显示，对发芽势的影响为16 hgt;24 hgt;8 hgt;0 h。

图2 不同光照时间对毛红椿种子发芽势的影响

2.4 不同光照时间对胚根长度的影响

方差分析显示，光照时间对种子胚根长度产生了极显著的影响(ANOA,plt;0.01)。随着光照时间延长，不同家系毛红椿胚根生长呈先上升后下降的趋势，光照16 h时7个家系胚根均达到最大值。光照时间从0 h增加到16 h，宣恩1号、宣恩2号、宣恩3号、建始1号等4个家系胚根长度增长较快，宣恩4号家系一直呈缓慢增长；光照时间从0 h增加到8 h，宣恩5号、宣恩6号2个家系胚根长度增长较缓，8 h增加到16 h,2个家系胚根增长速度较快。多重比较显示，对胚根长度的影响为16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h。

图3 不同光照时间对胚根长度的影响

2.5 不同光照时间对苗高的影响

方差分析显示，光照时间对苗高生长产生了极显著的影响(ANOA,plt;0.01)。随着光照时间延长，苗高生长呈先上升后下降的趋势，光照16 h，7个家系苗高达到最大值，为3.72 cm。多重比较显示，光照16 h 与光照24 h 苗高差异不显著,极显著高于光照8 h下苗高，全黑暗条件下苗高最低。

2.6 不同光照时间对毛红椿种子活力指数的影响

方差分析显示，光照时间对种子活力指数产生了极显著的影响(ANOA,plt;0.01)。随着光照时间延长，毛红椿7个家系种子的活力指数均呈先上升后下降的趋势，在0 h(全黑暗)状态下活力指数最小，在光照16 h达到最大值。不同种源种子变化过程不同，宣恩5号、宣恩6号随着光照时间增长到8 h，种子活力指数变化不大，光照时间从8 h增加到16 h，种子活力指数快速增加到最大值。其它5个种源种子活力指数随着光照时间增长到8 h,种子活力指数增加较多，光照时间从8 h增加到24 h后，种子活力指数增加较少。多重比较显示，光照时间对种子活力指数影响为16 hgt;8 hgt;24 hgt;0 h。

图4 不同光照时间对毛红椿种子苗高的影响

图5 不同光照时间对毛红椿种子活力指数的影响

3 结论与讨论

光照是影响种子萌发的重要因素，它可以刺激某些种子萌发，也可以抑制某些种子萌发[9-10]。根据对光照反应的要求不同，将种子分为需光种子、忌光种子和中性种子[11]。有研究表明：一些中性种子在其萌发过程中对光照没有特殊的要求，但适宜的光照可加快种子萌发进程[12-13]。王金厚等[4]、张丽等[5-6]分别研究了光照对毛红椿种子发芽率的影响，张丽研究结果显示，24 h全黑暗条件下种子发芽率、发芽势极显著高于8 h光照及24 h光照条件下的种子，但本试验中未设置16 h光照处理；王金厚研究表明，光照处理时间分别为24 h和全黑暗，并且光照时间对发芽率、发芽势的影响受播种基质的影响，研究中也未设置16 h光照处理。本研究在前人研究基础上，对光照处理时间进行了细化，结果表明，全黑暗(0 h)、全光照(24 h)在一定程度上抑制毛红椿种子各项活力指标，一定时间(16 h)的光照会促进毛红椿种子萌发。该研究结果也可能是毛红椿在林冠上层植物茂盛，郁闭度高的天然群落下种子萌发率低的原因之一。

不同家系间种子活力差异显著。宣恩1号种子发芽率、发芽势、活力指数最低；宣恩4号家系种子发芽率、发芽势、活力指数最高；宣恩5号幼苗胚根长度及苗高最小；宣恩3号种子胚根长度最长；建始家系苗高最高。不同家系间差别也说明了不同基因型之间的差异，而差异的实质涉及到种子的蛋白、糖、核酸、脂肪酸、挥发性物质如乙醛、膜的透性、酶的活性、呼吸强度、脂质过氧化、修复机制等多方面的变化[14]。同时，试验中采种母株年龄的差异，这也可能对种子的活力产生一定的影响。

[1]国家重点保护野生植物名录(第一批)[J].植物杂志,1999(5):4-11.

[2]傅立国.中国植物红皮书(第1册)[M].北京:科学出版社,1991:142-669.

[3]甘文峰,余林,叶金山,等. 珍贵用材树种毛红椿研究进展综述[J].江西林业科技,2014,42(5):33-37.

[4]王金厚,乔春华,王立超,等.不同处理对毛红椿种子发芽的影响[J].黄山学院学报,2015,17(3):59-64.

[5]张丽,张露,胡松竹,等.贮藏方法对毛红椿种子发芽能力的影响[J].林业科技开发,2007(4):57-59.

[6]张丽,张露,吕立军,等.吸湿-回干处理对毛红椿种子发芽的影响[J].林业科技开发,2008,22(1):84-86.

[7]郭晓燕,张露,梁跃龙,等.枯枝落叶物厚度影响毛红椿种子出苗的模拟研究[J]. 江西农业大学学报,2014,36(2):332-337.

[8]杜克兵,许林,涂炳坤,等.贮藏温度、含水量及干燥方法对黑杨派杨树种子耐贮性的影响[J].种子,2009,28(4):1-7.

[9]张敏,朱教君,闫巧玲,等.光对种子萌发的影响机理研究进展[J].植物生态学报,2012,36(8):899-908.

[10]杨利平,宋满,张晶,等.光照和温度对百合属6种植物种子萌发的影响[J].植物资源与环境学报,2000,9(4):15-19.

[11]王素娟,林夏珍,李珍,等.温度和光照对青冈栎和浙江樟种子萌发的影响[J].安徽农业科学,2012,40(10):6 001-6 003.

[12]杨期和,宋松泉,叶万辉,等.种子感光的机理及影响种子感光性的因素[J].植物学通报,2003,20(2):238-247.

[13]闫兴富,曹敏.光照对绒毛番龙眼种子萌发的影响[J].云南植物研究,2008,30(2):183-189.

[14]孙群,王建华,孙宝启.种子活力的生理和遗传机理研究进展[J].中国农业科学,2007,40(1):48-53.

Effect of Illumination Time on the Seedling Activity ofToonaciliatevar. pubescens

WANGRuiwen，LILing，GUOYun，HUANGYan，ZHANGXinye
(Hubei Academy of Forestry Sciences, Wuhan 430075，China)

The influence of illumination time on the seedling activit ofToonaciliatevar.pubescens were studied.The results showed that the seed vitality was suppressed under full darkness or full illumination condition.The seed germination rate,the germination energy,the seed vigor index and the seedling height were higher under 16 h illumination than other illumination treatments.The seed germination rate of Xuanen No.4、Xuanen No.5、Xuanen No.6 were higher than the other families.The germination energy of Xuanen No.4 was the highest.The seedling height of Jianshi was the highest.The seed germination rate,the germination energy and the seed vigor index of Xuanen No.1 was the lowest.

Toonaciliatevar. pubescens； illumination time； seed activity

2016-11-19

湖北省林科院青年科技基金项目：红椿种质资源收集及无性快繁技术研究 (2016 YQNJJ 07)。

王瑞文(1985—)，女，山东泰安人；硕士研究生，助理研究员，主要从事林木遗传育种工作；E-mail：258016496@qq.com。

张新叶，女，研究员，研究方向：林木遗传育种；E-mail：ydyxy73@aliyun.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.05.040

S 792.99

A

1001-4705(2017)05-0040-04