不同处理方法对滇重楼种子萌发及成苗的影响
2019-10-14
(1.云南省丽江市林业科学研究所,云南 丽江 674100;2.玉龙县宏光生物种植有限公司,云南 玉龙 674119)
滇重楼(Parispolyphyllavar.yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz.)是延龄草科(Trilliaceae)重楼属(Paris)单子叶多年生草本植物[1]。是“云南白药”、“宫血宁”等众多中成药的主要原料,为《中华人民共和国药典》收录[2]。近年来,随着重楼需求量的增加,加上野生资源的枯竭,价格一路飙升,供需矛盾日益突出,众多企业及药农开始大范围的栽培重楼。目前滇重楼的繁殖方法有种子繁殖、切块繁殖等,由于组织培养尚在试验阶段,繁殖方式大都采用种子繁殖。而滇重楼种子具有休眠特性,且包含胚形态休眠和生理休眠2个过程,在自然条件下,需要两冬一夏才能萌发,15个月的出苗率仅为46.2%[3],众多的种子在休眠期逐渐丧失了活力。而影响滇重楼种子萌发的因素众多,其中陈伟等研究认为,果实成熟时胚发育不完整是滇重楼种子休眠的一个重要因素[4];王艳芳等研究认为,低温、种皮对萌发也有一定的抑制作用[5];已有研究证实了滇重楼种胚发育不完全,种子中的内源激素存在萌发抑制物质是种子休眠的主要原因[6];顾国栋等研究认为,重楼新鲜外种皮中存在抑制种子萌根和萌芽的物质,且对单子叶植物种子萌发的抑制作用极明显[7]。由于种子休眠时间长、萌发缓慢且生长周期长等众多问题,导致滇重楼苗价格居高不下,制约了滇重楼的人工栽培。近年来对滇重楼的种子萌发研究较多,主要有层积处理或变温处理对内源激素的影响及促进种子萌发[8-11];用GA3、NAA、IAA、PEG等外源试剂处理种子[12-13];进行种子无菌萌发及组织培养[14-15]等。本试验立足于前人对滇重楼及其他重楼属植物研究的基础上,结合实际育苗经验,探讨如何开展低成本、可操作性强、易推广的促进种子萌发及育苗的方法,旨在通过简单方法提高重楼种子的萌发效率,为今后重楼种子萌发的研究提出一些建议。
1 试验地概况
试验地位于鲁甸乡鲁甸村委会甸东,是著名的“云药之乡”,位于玉龙县西北部,海拔2 732 m,年平均气温11 ℃,霜期180 d左右,年均降雨量900~1 100 mm。农业生产以栽培滇重楼、木香、秦艽、桔梗、附子等中药材为主。
2 材料及方法
2.1 试验材料
试验所用滇重楼种子采自云南省玉龙县鲁甸乡,海拔2 760 m的玉龙县宏光生物种植有限公司基地,成熟的滇重楼种子,经本人鉴定为滇重楼种子。鲁甸是云药之乡,为滇重楼的主产区。去除假种皮后种子平均千粒质量为35.36 g,搓洗假种皮后为白色。
表1 不同处理的种子萌发率和成苗率
表2 不同处理对种子萌发及成苗的影响
注:表中数据为平均值±标准差;同一列中不同小写字母表示差异显著(p<0.05),不同大写字母表示差异极显著(p<0.01)。
2.2 试验方法
将采集的新鲜种子,搓洗掉假种皮(对照的除外),共设6个处理,1个对照,3个重复,每个重复1 000粒。分别为处理A:去除假种皮的新鲜种子直接沙藏;处理B:置于温度0 ℃的冷库中,30 d后取出沙藏;处理C:置于温度0 ℃的冷库中,30 d后取出,用100 mg·L-1GA3溶液浸泡24 h后捞出进行沙藏;处理D:处理方法同C,但GA3溶液的浓度为300 mg·L-1;处理E:处理方法同C,但GA3溶液的浓度为500 mg·L-1;处理F:处理方法同C,但GA3溶液的浓度为700 mg·L-1;ck:不做任何处理,种子成熟后直接带假种皮沙藏。种子沙藏用湿砂层积法,用金沙江沿岸的细沙作为沙藏基质,容器用透气性好的烧制花盆,砂和种子按3∶1的比例进行沙藏,水分保持在40%左右,即手拧能成团,松开即散。顶部用塑料膜覆盖,以利于保温及防止雨水滴入,每隔30 d翻动查看1次,观察种子萌发及发芽情况,如水分过干,则适量喷水,选择在阴凉处常温沙藏。
3 结果与分析
沙藏30 d后开始翻动,观察种子萌发情况,从90 d开始,逐渐有部分种子萌发,挑出萌发种子并统计萌发率,未萌发种子继续沙藏,而已萌发的种子分别在苗床上进行播种,210 d后,无论种子萌发与否均统一分床播种,最后570 d后(即种子采收后第3年5月底)统计出苗率。统计出层积90,120,150,180,210 d不同处理的种子萌发率和570 d后的出苗率(见表1),并绘制“不同处理在不同时间段的萌发率”(见图1)。并对不同处理210 d时的萌发率及570 d时的成苗率用SPSS 20软件进行方差分析(分析-比较均值-单因素ANOVA),并用Levene检验方差齐性,并用LSD比较,结果见表2。
图3 不同处理对种子萌发率及成苗率的影响
3.1 不同时间段不同处理的萌发率
通过统计不同时间段重楼种子的萌发率可知:不同处理各个时间段的萌发率各不相同(图1)。90 d时,除处理E的萌发率(6.17%)稍高以外,其余均相差不大;到120 d时,萌发率最高的是处理F(15.6%),其次是处理E(8.87%),其余相差不大;到150 d时,萌发率最高为处理E(33.37%),其次为处理F(22.03%)、D(19.23%)、C(18.63%),其余均在较低水平;180 d时,萌发率最高的为处理D(25.63%),其次为处理C(22.5%),B(12.1%)、ck(11%)、A(10.8%)处于中间水平,最低是处理E(7.77%)、F(2.43%);到210 d时,依次为处理A(24.03%)、ck(23.87%)、B(23.37%)、C(16.33%)、D(14.47%)、E(4.37%)、F(3.57%)。
图1 不同时间段不同处理的萌发率
3.2 不同处理在不同时间段的萌发率
由图2可看出,不同处理在各时间段的萌发情况,处理A、B、ck主要在210 d时集中萌发;处理C、D主要在150~210 d这个时间段萌发;处理E在150 d时集中萌发;处理F在120~150 d时间段萌发。
3.3 不同处理对种子萌发率的影响
方差分析结果表明,萌发率及成苗率值分别为0.137、0.396(p>0.05),说明方差是齐性的,可以进行方差分析,检验统计量萌发率和成苗率F值为23.617、53.255,显著性0.000<0.001,有统计学意义,认为不同处理对重楼种子萌发率及成苗率的影响是显著的,进一步进行LSD比较。结果为处理A与B、F、ck萌发率差异不显著,与处理C、D、E差异极显著;处理B与C、D、E差异极显著,与F、ck差异不显著;处理C与F、ck差异极显著,与处理D、E差异显著;处理D与E、F、ck差异显著;处理E与F、ck差异极显著;处理F与ck差异不显著。其中萌发率最高的是处理D,相对萌发率是142%,其次是处理C(137%)、E(126%),ck(118%)、B(110%)、A(106%)、F(100%)。
图2 不同处理在不同时间段的萌发率
3.4 不同处理对种子成苗率的影响
通过分析可知,处理A成苗率与处理C、D、F差异极显著,与处理B、E、ck差异不显著;处理B与C、D、E、F差异极显著,与ck差异不显著;处理C与处理E、F、ck差异极显著,与处理D差异显著,与处理D差异不显著;处理D与处理E、F、ck差异不显著;处理E与ck差异显著,与处理F差异不显著;处理F与ck差异极显著。成苗率最高的是处理D,相对成苗率为158%,其次依次为处理C(149%)、B(122%)、A(120%)、ck、E(109%)、F(100%)。
4 结 论
通过不同处理方法对重楼种子的萌发时间、萌发率及成苗率的对比试验,研究发现,处理A和ck对萌发时间影响不大,说明假种皮对种子的萌发时间影响不大,处理B萌发时间较A、ck稍提前,说明低温冷藏对促进种子提早萌发有一定的作用,处理A、B、C、D随着GA3溶液处理浓度的增加,萌发时间先提前,后抑制的作用,特别是处理E即在GA3溶液的浓度为500 mg·L-1时萌发时间最佳,说明一定浓度的GA3能够促进滇重楼种子的提前萌发,但浓度过高则会抑制种子的提早萌发;处理A与B、ck的萌发率、成苗率差异不显著,说明假种皮及低温对滇重楼种子的整体萌发率影响不大,处理B到处理F滇重楼种子的萌发率及成苗率呈先升后降的抛物线分布,说明一定浓度的GA3能提高滇重楼种子的萌发率及成苗率,当GA3浓度达到300 mg·L-1时萌发率(相对萌发率为142%)及成苗率(相对成苗率为158%)达到峰值,但当GA3浓度达到700 mg·L-1时,萌发率及成苗率达到谷底,说明过高浓度GA3会降低滇重楼种子的萌发率,影响成苗率。
5 讨 论
本试验中,滇重楼种子的假种皮与其萌发时间、萌发率、成苗率无明显影响;低温冷藏能促进种子的提前萌发;不同浓度的GA3处理对种子的萌发时间有先提前后抑制的作用,当GA3浓度为500 mg·L-1时萌发时间提前最为明显;不同浓度的GA3处理同样对种子的萌发率及成苗率有先升后降的作用,当GA3浓度为300 mg·L-1时萌发率及成苗率最高,相对萌发率及相对成苗率达142%及158%,当GA3浓度达700 mg·L-1时,萌发率及成苗率最低,甚至低于处理A、B、ck,说明过高浓度的GA3溶液对种子起了毒害作用。