不同处理对青海云杉种子萌发的影响

蒋德旭， 李 阳， 辛福梅

(1.甘肃祁连山国家级自然保护区管理局哈溪自然保护站， 甘肃 天祝 733206；2.西藏农牧学院资源与环境学院， 西藏 林芝 860000)

青海云杉(Piceacrassifolia)为松科云杉属植物，主要分布在海拔1 600～3 800 m的祁连山区[1]，青海(都兰以东、西倾山以北)、甘肃(河西走廊及靖远、榆中、夏河、卓尼、舟曲等地)、宁夏(贺兰山、六盘山)、内蒙古大青等均有生长，常在山谷与阴坡组成纯林。青海云杉喜寒冷潮湿环境、耐低温、干旱、瘠薄，主干通直圆满，材质优良，纹理均匀，易加工，是非常好的用材树种[2]。

我国目前对青海云杉的研究主要集中在病虫害防治、育苗技术、林分结构调控等方面[3-5]，对种子萌发最适条件的探究较少。有关云杉种子萌发试验探究的少量文献中多采用赤霉素来促进种子萌发，王彦波等[6]研究认为，赤霉素可以代替低温处理达到打破某些植物种子休眠的同样作用，但不同的植物种类所需的浓度和处理方式不同。本试验在实验室恒温培养箱条件下，研究了发芽环境及外源赤霉素对青海云杉萌发的影响，了解浸种温度、发芽温度、GA3浓度及光暗培养对青海云杉种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材 料

试验所用青海云杉种子采自甘肃祁连山国家级自然保护区管理局哈溪林区，风干后收集种子于2020年5月在人工气候箱内完成发芽试验。

1.2 方 法

1.2.1浸泡温度及发芽温度

浸泡水温分别作20 ℃、40 ℃、60 ℃、80 ℃、沸水等5个处理，以自来水浸种作对照，处理时间为2 d。发芽温度设12.5、17.5、22.5、27.5 ℃共4个处理。

1.2.2GA3浓度

种子分别用100、200、300、400、500 mg·L-1浓度GA3浸种30 min后进行，以蒸馏水浸种作对照。

设暗培养和光培养，千粒重测定采用百粒法。

种子用1% KMnO4溶液消毒20 min，其余操作方法参考文献[7]。

1.3 发芽率和发芽势的计算

参照《国际种子检验规程》及文献[7]的方法，计算发芽率和发芽势。

1.4 数据分析

用Excel 2010软件完成全部数据处理和作图，用SPSS 10.0统计软件进行ANOVA分析，检验相应数据的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 种子特征测定结果

经试验测得本批青海云杉种子千粒重为4.53 g，资料显示，云杉属不同云杉种子其千粒重略有差异，沙地云杉种子千粒重为5.48 g[8]，红皮云杉种子千粒重为5.60 g[9]。

2.2 不同水温浸泡对青海云杉种子萌发的影响

由表1可见，自来水浸泡和20 ℃浸泡后青海云杉种子发芽率显著大于其他4种浸泡温度。发芽率最高的是自来水浸泡，达45.3%；20 ℃水温浸泡后发芽率略有下降，40 ℃、60 ℃、80 ℃、沸水时种子全部不发芽，可见不同水温浸泡处理后青海云杉种子的发芽率、发芽势差异明显。浸泡水温对青海云杉种子发芽的影响很大，高于40 ℃时种子不发芽。各浸泡温度下青海云杉种子发芽势为自来水浸泡最大，达30.7%；20 ℃水温浸泡发芽势略有降低，为23.3%，其余水温浸泡时发芽势均为0。

表1 不同水温浸泡对种子萌发的影响

2.3 不同温度对青海云杉种子萌发的影响

由表2可知，青海云杉种子在17.5 ℃下种子发芽率最高，达60.7%。在12.5 ℃和22.5 ℃时发芽率较17.5 ℃时有所下降，且二者间差异不显著。而当发芽温度升高至27.5 ℃时，发芽率急速下降，约为最大值的25%。4个发芽温度下种子发芽势在17.5 ℃时最大，达42.0%，12.5 ℃时发芽势略有下降，但与17.5 ℃间差异不显著。22.5 ℃发芽势为30%，而27.5 ℃下发芽势急剧下降，仅为10.7%。可见温度过高和过低均会降低种子萌发速度，不利于种子萌发，生产中选择合适的发芽温度，有利于提高种子的萌发率和幼苗的成活率。

表2 不同发芽温度对种子萌发的影响

2.4 不同梯度GA3浓度对青海云杉种子萌发的影响

由表3可以看出，无外源GA3时，青海云杉种子发芽率为62.7%，当GA3浓度为200 mg·L-1时种子发芽率最高，达84.7%，发芽势为64.0%。100 mg·L-1时青海云杉种子发芽率、发芽势均显著低于200 mg·L-1。而当GA3浓度继续升高后种子发芽率和发芽势均逐渐降低，升至500 mg·L-1时发芽率降低至55.3%。由此可知，低浓度的GA3会促进青海云杉种子萌发，而过高浓度GA3处理会抑制种子发芽，生产实践中适量使用低浓度赤霉素可以促进种子萌发，浓度过高不利于种子萌发。

表3 不同浓度GA3对种子萌发的影响

2.5 光暗处理对青海云杉种子萌发的影响

从表4可以看出，光照条件对青海云杉种子萌发的影响较小，有光和无光条件下，种子的发芽率和发芽势差异不显著。可见青海云杉种子萌发时对光照要求不严，播种时可少量覆土。

表4 不同光照对种子萌发的影响

3 结论及讨论

种子的千粒重是衡量种子活力的一个重要指标，可以直接体现种子的大小及饱满程度，间接获知种子播种效果。不同植物由于地理环境和气候条件等差异种子千粒重之间是有差异的。云杉属不同种子在千粒重结果上略有不同，用于本次试验的采自甘肃祁连山国家级自然保护区管理局哈溪林区的青海云杉种子千粒重为4.53 g。

种子萌发是作为植物生命周期的一个重要阶段，是受内部条件和外部环境共同作用的复杂生理过程。种子成熟落地后或因适宜条件直接发芽，或因环境条件恶劣而失去活力，或因条件不足进入休眠等待时机萌发，而影响植物种子萌发的外界条件主要有水分、温度、光照等。本试验采用不同温度的水浸泡催芽，高于40 ℃水温浸种后种子全部失活，20 ℃水温浸泡后发芽率为30.7%，低于自来水浸泡发芽结果45.3%。这与连娥等[1]的试验结果基本一致，可见青海云杉种子种皮较薄且透水透气性较好。发芽温度在17.5 ℃时，青海云杉种子发芽率最好，在此基础上降低或者升高温度发芽率都会降低。

GA3可打破种子休眠，促进植物种子萌发。种子用GA3浸泡处理后，种子表皮蜡质层遭到一定程度的破坏，可增强种皮透性，促进种子萌发。同时GA3具有的促进生长作用会使种子内部促进萌发的酶活性增强，提高种子发芽势和发芽率[10]。200 mg·L-1的赤霉素浸种后，种子发芽率达到最高(84.7%)，升高浓度至500 mg·L-1后，发芽率降低为55.3%，甚至低于对照组水平。由此可知，低浓度的GA3可以有效提高青海云杉种子的萌发速率，过高浓度的GA3易产生抑制作用，影响种皮的透水透气性，从而降低种子萌发率。

光照也是种子萌发的关键因素之一，它是作为一种环境信号提醒种子终止休眠。从试验结果来看，青海云杉种子在萌发期间对于光照的需求并不高，无论有无光照条件，在适宜的温度和水分条件下种子均能萌发且差异不大。