不同處理對映山紅和藍(lán)荊子種子萌發(fā)的影響

不同處理對映山紅和藍(lán)荊子種子萌發(fā)的影響

杜鵑花是世界著名的花卉和中國傳統(tǒng)的名花，也是山東的特色植物。杜鵑花科杜鵑花屬(Rhododendron)約有1000余種,分布于亞洲、北美洲和歐洲。杜鵑花屬植物以其物種繁多、花姿婀娜、花色艷麗而聞名于世,也是中國十大傳統(tǒng)名花之一。杜鵑花種子休眠機(jī)制和破眠技術(shù)的研究是育種、育苗的基礎(chǔ)。我們在杜鵑花繁殖的研究中,發(fā)現(xiàn)杜鵑花種子播種不出苗,各種激素組合處理后幼枝扦插不生根,因此種子休眠是限制育苗的關(guān)鍵因素之一。杜鵑花種子極小,千粒重0.12g,貯藏營養(yǎng)物質(zhì)極為有限,因此種子休眠機(jī)制也是種子貯藏,延長種子壽命的基礎(chǔ)工作。杜鵑花屬植物有3種生態(tài)型,即適應(yīng)熱帶高溫高濕的環(huán)境附生型、適應(yīng)寒冷環(huán)境的高山型和適應(yīng)林下光環(huán)境的森林型,為了適應(yīng)這些惡劣環(huán)境,種子形成復(fù)合休眠的機(jī)制,以維持種群的繁衍。因此種子休眠機(jī)制研究是了解它起源和分布基礎(chǔ)。我國杜鵑花品種培育工作進(jìn)展遲緩卻擁有最豐富的種質(zhì)資源,野生杜鵑花的利用是目前重要途徑之一。種子休眠機(jī)制及其打破的研究資料很少,主要是杜鵑花引種和育種研究中所涉及的一些零散資料。以五蓮山野生杜鵑花為對象,系統(tǒng)研究其種子休眠機(jī)制及休眠打破技術(shù),旨在為育種、育苗、種群適應(yīng)和發(fā)展,以及野生資源觀賞利用提供理論和技術(shù)的基礎(chǔ)。1材料和方法1.1材料表面山東五蓮山杜鵑花品種映山紅和藍(lán)荊子種子。1.2方法1.2.1有機(jī)溶劑與種子萌發(fā)用不同濃度的酸處理種皮,可以利用其酸性和腐蝕性對種皮的作用來研究種皮的機(jī)械障礙;用有機(jī)溶劑處理種皮,可以溶解種皮上的有機(jī)物質(zhì),這樣來研究種皮上的有機(jī)物質(zhì)對種子萌發(fā)的影響;不同的氧化劑處理種子,可以對種皮上的一些物質(zhì)進(jìn)行氧化處理,能研究種皮上的氧化還原物質(zhì)對種子萌發(fā)的影響。1.2.2關(guān)于第一大的原因分析用不同濃度的赤霉素處理種子,加上層積和變溫處理種子,以達(dá)到破除休眠的目的,將處理過的種子進(jìn)行萌發(fā),觀察并比較其萌發(fā)情況,探索杜鵑花胚休眠的原因。變溫的目的是模擬自然界層積的晝夜溫差效應(yīng),讓杜鵑花種子在短時間內(nèi)達(dá)到層積的目的。層積處理的種子(未將映山紅與藍(lán)荊子分開)與沙體積比為1:50,加入適量水分,在4℃層積,分別到30天、60天和90天取出部分種子進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗。1.2.3正常發(fā)芽粒數(shù)f從萌發(fā)第7天進(jìn)行觀察并在每天固定的時間記錄每天種子的萌發(fā)數(shù),實(shí)驗完后計算在15天內(nèi)的發(fā)芽勢及最終發(fā)芽率。萌芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的計算:發(fā)芽率F(%)=n/N×100%,式中:n-額定天數(shù)正常發(fā)芽粒數(shù);N-供檢種子總數(shù)。發(fā)芽勢%=十天內(nèi)正常發(fā)芽的種子粒數(shù)/供檢種子總數(shù)(%)。發(fā)芽指數(shù):Gi=∑Gj/Dt,其中Gj為發(fā)芽增值數(shù),Dt為相當(dāng)天數(shù)。2結(jié)果與分析2.1不同處理對種子萌發(fā)的影響在顯微鏡下觀察用硫酸處理過種子的種皮,70%硫酸處理種皮10分鐘全部破損,當(dāng)濃度降到40%時,破損率才降到5%以下。所以用硫酸處理種皮進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗的濃度都不超過40%。從表1中可以看出,用硫酸處理的映山紅種子只有濃度為40%,且處理20分鐘時效果較好,能顯著提高杜鵑花種子萌發(fā)的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。而表2中結(jié)果表明,硫酸處理能普遍提高藍(lán)荊子種子的發(fā)芽率,且20%硫酸處理10min和30min均能提高藍(lán)荊子種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù),前者效果更好;30%硫酸處理能普遍提高藍(lán)荊子種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢并能有效提高發(fā)芽指數(shù);40%硫酸處理10min和20min均能提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。用100%乙醚處理映山紅和藍(lán)荊子的種子能普遍提高種子萌發(fā)的三項指標(biāo)。用100%乙醚處理20分鐘能有效提高映山紅種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù),而乙醚處理10分鐘能有效提高藍(lán)荊子種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。說明種皮上具有抑制杜鵑花種子萌發(fā)的有機(jī)物質(zhì),并能用有機(jī)溶劑乙醚溶解掉。用3.0%雙氧水處理,處理10分鐘可提高種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。對藍(lán)荊子種子來講,雙氧水處理能普遍提高發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù),且處理30分鐘能顯著提高發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。5.0%次氯酸鈉處理30分鐘能也有效提高映山紅種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù),其效果明顯高于雙氧水的效果。赤霉素處理24小時均能顯著提高映山紅和藍(lán)荊子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。濃度為10mg/L的赤霉素對種子萌發(fā)的效果最好。說明赤霉素能夠誘導(dǎo)糊粉層中α-淀粉酶的形成,而α-淀粉酶有擴(kuò)散到胚乳中使淀粉水解,從而為種子萌發(fā)提供能量和物質(zhì)基礎(chǔ),促進(jìn)杜鵑花種子萌發(fā)。2.2多層處理對杜鵑種子萌發(fā)的影響2.2.1種子萌發(fā)的影響層積處理是打破各種休眠因素的一種有效處理方法。從表3中不難看出,與對照組比較,層積處理對杜鵑花種子萌發(fā)有顯著地效果,大幅度提高杜鵑花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)。在小于90天的層積處理條件下,杜鵑花種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)隨著層積天數(shù)的增加而逐漸提高,且都明顯高于對照,在60～90天內(nèi)趨于穩(wěn)定。說明杜鵑花種子存在胚休眠現(xiàn)象,并且胚休眠的打破需要一定得需冷量和一定數(shù)量的溫度變化。2.2.2提高藍(lán)荊子種子發(fā)芽率變溫處理可以模擬自然界高低溫變化的效應(yīng),從而在短時間內(nèi)讓其完成層積處理的生理生化進(jìn)程,從而達(dá)到破除胚休眠的目的。表4中顯示,周期為6小時循環(huán)20次能顯著提高映山紅種子的發(fā)芽率,而周期10小時循環(huán)15次、8小時15次和20次均可以顯著提高藍(lán)荊子種子發(fā)芽率。對發(fā)芽勢來講,變溫能普遍提高杜鵑花種子的發(fā)芽勢,說明變溫處理能夠加快杜鵑花種子的發(fā)芽速度和整齊度。其中周期6小時20次循環(huán)、4小時15和20次循環(huán)、2小時15次循環(huán)能有效提高映山紅種子的發(fā)芽勢,而周期6小時20次循環(huán)能有效提高藍(lán)荊子種子的發(fā)芽勢。變溫處理能夠從整體上大大提高映山紅和藍(lán)荊子種子的發(fā)芽指數(shù),其中最顯著的事周期為6小時,循環(huán)數(shù)為20次。所以,對于映山紅和藍(lán)荊子來講,它們的最適變溫周期為6小時,變溫周期是20次。也就是說,6小時相當(dāng)于杜鵑花種子在自然條件下經(jīng)歷一晝夜或者一個高低自然變溫周期,這個自然變溫周期可以使一天,也可能是幾個月。3次氯酸鈉氧漂系統(tǒng)催芽從實(shí)驗中可以看出,種皮限制是抑制杜鵑花種子萌發(fā)的重要因素,杜鵑花種子的種皮致密,用40%硫酸可將種皮腐蝕,腐蝕到適當(dāng)?shù)暮穸瓤稍黾臃N皮的通透性,提高種皮的透水透氣能力,從而促進(jìn)種子的吸脹作用,有利于種子的萌發(fā)。用乙醚可溶解杜鵑花種皮上的有機(jī)物,使種皮厚度降低,增加種皮通透性,達(dá)到和硫酸處理相同的效果;而另一方面,也可能是乙醚溶解了種皮上的某種抑制種子萌發(fā)的物質(zhì),減少了種子萌發(fā)的阻力,從而促進(jìn)了杜鵑花種子萌發(fā)。5%次氯酸鈉處理杜鵑花種子30分鐘能有效促進(jìn)杜鵑花種子的萌發(fā),次氯酸鈉的氧化性能把種皮上具有氧化還原能力的物質(zhì)氧化掉,所以被次氯酸鈉氧化的物質(zhì)中包括限制杜鵑花種子萌發(fā)的物質(zhì)。而次氯酸鈉的強(qiáng)漂白性也會增加杜鵑花種子的透光能力,也有可能是當(dāng)次氯酸鈉把杜鵑花種皮上的物質(zhì)氧化掉了之后會出現(xiàn)看不到的纖維孔狀結(jié)構(gòu),從而增大了種子的透光能力,而光照是杜鵑花種子萌發(fā)所必須得環(huán)境因子,所以次氯酸鈉的氧化或者漂白作用促進(jìn)了杜鵑花種子的萌發(fā)。層積是貯藏在低溫環(huán)境下(5℃左右)進(jìn)行并兼有催芽目的時,就叫做低溫層積處理或低溫層積催芽。此法在生產(chǎn)上用途較廣,操作簡便,而且是比較安全的一種方法。具體方法是:在晚秋選擇地勢較高、排水良好、背風(fēng)向陽處挖坑,坑深在地下水位以上,凍層以下,寬在1～1.5m,坑長視種子數(shù)量而定。在坑底放石子、石礫等有利于排水物,約10～20cm厚,或鋪一層石子,上面加些粗沙,再鋪3～4cm的濕沙?？又忻扛?～1.5m插一束草把,以便通氣。在層積以前要進(jìn)行種子消毒,然后將種子與濕沙混合,放入坑內(nèi),種子和沙體積比為1:3～5,或一層種子一層沙子交錯層積。每層厚度約5cm左右。沙子濕度以手握成團(tuán),不出水,松手觸之即散開為宜,種子堆到離地面10～20cm時停止。上覆5cm河沙和10～20cm厚的秸桿等。四周挖好排水溝。層積期間要定期檢查溫度、濕度及通氣狀況,并及時調(diào)節(jié)。如果種子催芽強(qiáng)度未達(dá)到要求時,在播種前1～2周(視種子情況而定),取出種子,轉(zhuǎn)移到溫暖處(一般15～25℃)再催芽,待種子達(dá)到催芽強(qiáng)度時(1/3露白為止)。低溫沙藏層積處理必須滿足四個基本條件:較好的通風(fēng)條件;0～5℃的低溫(取決于樹種);適當(dāng)?shù)臐穸?不要太潮);一定的時間,各樹種時間很不一致,短的只要一周,長的需要3～4個月的時間。變溫層積處理是用高溫與低溫交替進(jìn)行催芽的方