不同处理方法对甘肃鸢尾种子萌发的影响

武承云

(甘肃祁连山国家级自然保护区管理局华隆自然保护站,甘肃 天祝 733299)

甘肃鸢尾(IrispandurataMaxim.)是鸢尾科鸢尾属多年生草本植物，分布于甘肃、青海，在祁连山区多分布于海拔2400-3500m山坡、草地和沟坡上，其花红紫色，深受人们喜爱。近年来人们就地取材，将野生甘肃鸢尾移入城市花坛，起到良好的绿化效果。但在生长过程中甘肃鸢尾主要通过萌蘖繁殖，生长多年后，植株成丛状分布，花期花朵扎堆开放，稀疏不均，使人们感到美中不足。为了使甘肃鸢尾在花坛中均匀分布，提高观赏性和减少对野生资源的移植，采种繁殖无疑是一种较好的解决方法。甘肃鸢尾虽有完整的种子，但播种后，发芽困难，出苗率低，在实际中应用困难。

由受精卵经过胚胎阶段形成的种子离开母体后，有些种子即使处于适宜的外界条件也不萌发，在自然条件下必须经过一定时间后才能萌发，这种现象称为种子的休眠。种子只有解除休眠后才能萌发，解除种子休眠的方法主要有机械破损、层积处理、药剂处理、温热处理、清水冲洗和辐照处理等方法[1]。本试验对甘肃鸢尾种子分别采取机械破损、低温层积、药剂浸种和高温浸种处理，处理后研究了不同方法对种子发芽能力、胚根生长量和种子内含物的影响，以期为甘肃鸢尾播种繁殖和提高观赏性提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于祁连山东段北麓甘肃省天祝县石门镇大塘村河谷地带，地理坐标东经103°05′，北纬37°01′，属高寒冷凉区，大陆性高原季风气候，光照充足，海拔2452m，相对无霜期90-145d，年均日照时数2500-2700h，年降雨量400mm，年均气温2℃，最热月7月份平均气温11.4℃，极端高温35℃，极端低温-16℃，土壤为沙壤土。

1.2 材料

2018年10月中旬试验地周围的野生甘肃鸢尾叶片枯黄后，用镰刀割下荚果，晾干后，用橡胶棒碾压荚果，除去杂物后风选，将纯净种子收贮在纸质种袋内备用。

1.3 方法

1.3.1 机械破损处理

播种前将收贮的种子与直径0.5-1.0cm的砂砾按体积比1∶5混合后，倒入JZC250型混凝土搅拌机(郑州市鑫宇机械制造有限公司生产)，在转速30r/min下旋转4h，倒出后用孔径0.2×0.2cm的筛子分离出种子。

1.3.2 低温层积处理

播种前将收贮的种子用清水浸泡24h，然后和湿河沙按体积比1:5混合后，在冰柜-5℃条件下贮藏40d，取出后在室温下解冻晾干，用孔径0.2cm×0.2cm的筛子分离出种子。

1.3.3 药剂浸种处理

播种前将收贮的种子用赤霉酸粉剂(美国华仑生物科学公司生产，赤霉酸含量20%)稀释液250mg/L浸泡24h，然后用纱网滤出种子晾干。

1.3.4 高温浸种处理

播种前将收贮的种子用初始温度80℃热水浸泡24h，浸泡时种子和热水的体积比为1∶5，在浸泡初期用玻璃棒搅动种子3min后停止搅动。然后让水温自然下降至室温20℃，在此过程中无需加热保持恒定水温，然后用纱网滤出种子晾干。

种子处理完成后，2019年3月下旬在试验地选择地势平坦地块为苗圃，每处理随机抽取种子3000粒均匀播种于苗床。随机区组，1000粒为1小区(4m2)，重复3次。种子破土视为发芽，种子萌发第10d统计发芽势，发芽势(%)=(10d内发芽种子数÷供试种子数)×100。第20d统计发芽率，发芽率(%)=(20d内发芽种子数÷供试种子数)×100。第30d用直尺测定胚根长度，用电子天平称取胚根鲜重，计算发芽指数，发芽指数=∑(当日发芽种子数÷发芽天数)，并测定种子可溶性糖含量[2]和可溶性蛋白质含量[3]。不同数据求平均值，利用Excel2007、DPS6.01软件对试验数据进行新复极差Duncan多重比较显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对甘肃鸢尾种子萌发能力的影响

由表1所示，不同方法处理甘肃鸢尾种子后，种子的发芽率、发芽势和发芽指数差异较大，不同处理间发芽率和发芽指数差异均达到极显著水平(P<0.01)。其中高温浸种处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数均最高，分别为83.26%、46.41%和17.33，较最低值低温层积处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数分别提高了80.69%、123.99%和89.19%。不同处理的甘肃鸢尾种子发芽率、发芽势和发芽指数由高到低的排序均为高温浸种>机械破损>药剂浸种>低温层积。

表1 不同处理的种子发芽能力

2.2 不同处理对甘肃鸢尾种子胚根长和鲜重的影响

由表2所示，不同方法处理甘肃鸢尾种子后，种子胚根长和胚根鲜重差异较大，不同处理间种子胚根长和胚根鲜重差异均达到极显著水平(P<0.01)。其中高温浸种处理的种子胚根长和胚根鲜重均最高，分别为8.62cm和23.92mg/株，较最低值低温层积处理的种子胚根长和胚根鲜重分别提高了70.02%和90.90%。不同处理的甘肃鸢尾种子胚根长和胚根鲜重由高到低的排序均为高温浸种>机械破损>药剂浸种>低温层积。

表2 不同处理的种子胚根长和鲜重

2.3 不同处理对甘肃鸢尾种子可溶性糖和可溶性蛋白质含量的影响

由表3所示，不同方法处理甘肃鸢尾种子后，种子可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量差异较大，不同处理间种子可溶性蛋白质含量差异均达到极显著水平(P<0.01)。其中高温浸种处理的种子可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均最高，分别为4.22mg/g和81.64mg/g，较最低值低温层积处理的种子可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量分别提高了201.43%和143.19%。不同方法处理的甘肃鸢尾种子可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量由高到低的排序均为高温浸种>机械破损>药剂浸种>低温层积。

表3 不同处理的种子可溶性糖和可溶性蛋白质含量

3 结论与讨论

本试验结果表明，高温浸种处理甘肃鸢尾种子后，种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、胚根鲜重、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量均最高，机械破损处理的种子次之，两者的种子发芽率分别达83.26%和76.47%，在播种繁殖中具有一定的应用前景。生产中许多林木、药用和果树种子都有休眠期，这给人工繁育和栽培带来一定困难[4]。种子休眠的主要原因是种皮障碍、后熟作用和抑制物质[5]。在生产实践中破除种子休眠常用的方法有机械破损、层积处理、药剂处理和温热处理。温热处理可软化种皮和提高种子内酶活性，促进有机物质的转化[6]。宋慧等[7]研究表明温汤浸种处理瓠瓜种子后，发芽率高，发芽整齐。机械破损处理可增加部分种子的透水性和透气性。季志平等[8]研究表明机械破损可解除葛根种子休眠，种皮破损是打破葛根种子休眠的关键所在。王彦波等[9-10]研究认为GA3可以部分或完全代替低温解除种子休眠。低温层积处理可促进种子后熟，但郭晶山等[11]研究表明祁连圆柏低温层积处理需要一个变温过程才能解除休眠。

甘肃鸢尾种子坚硬致密，本试验中高温浸种和机械破损处理可能增加了种皮的透水性和透气性，水分和氧气的进入开启和促进了有机物质的转化，使可溶性糖和可溶性蛋白质等有机物质含量提高，为胚体生长提供更多建构物质和生长能量，从而提高了胚根生长量。赤霉酸处理和低温层积处理没有明显提高甘肃鸢尾种子发芽能力，这可能是种子内源激素GA3不是影响休眠的主导因素。对甘肃鸢尾种子低温层积处理时，温度恒定，没有高低温交替，这样可能达不到解除休眠的目的。本试验仅开展了不同处理方法的单因素试验，也许不同处理方法交互应用还能进一步提高甘肃鸢尾种子的发芽能力，这还有待进一步开展相关试验。