不同处理对映山红和蓝荆子种子萌发的影响

不同处理对映山红和蓝荆子种子萌发的影响

杜鹃花是世界著名的花卉和中国传统的名花，也是山东的特色植物。杜鹃花科杜鹃花属(Rhododendron)约有1000余种,分布于亚洲、北美洲和欧洲。杜鹃花属植物以其物种繁多、花姿婀娜、花色艳丽而闻名于世,也是中国十大传统名花之一。杜鹃花种子休眠机制和破眠技术的研究是育种、育苗的基础。我们在杜鹃花繁殖的研究中,发现杜鹃花种子播种不出苗,各种激素组合处理后幼枝扦插不生根,因此种子休眠是限制育苗的关键因素之一。杜鹃花种子极小,千粒重0.12g,贮藏营养物质极为有限,因此种子休眠机制也是种子贮藏,延长种子寿命的基础工作。杜鹃花属植物有3种生态型,即适应热带高温高湿的环境附生型、适应寒冷环境的高山型和适应林下光环境的森林型,为了适应这些恶劣环境,种子形成复合休眠的机制,以维持种群的繁衍。因此种子休眠机制研究是了解它起源和分布基础。我国杜鹃花品种培育工作进展迟缓却拥有最丰富的种质资源,野生杜鹃花的利用是目前重要途径之一。种子休眠机制及其打破的研究资料很少,主要是杜鹃花引种和育种研究中所涉及的一些零散资料。以五莲山野生杜鹃花为对象,系统研究其种子休眠机制及休眠打破技术,旨在为育种、育苗、种群适应和发展,以及野生资源观赏利用提供理论和技术的基础。1材料和方法1.1材料表面山东五莲山杜鹃花品种映山红和蓝荆子种子。1.2方法1.2.1有机溶剂与种子萌发用不同浓度的酸处理种皮,可以利用其酸性和腐蚀性对种皮的作用来研究种皮的机械障碍;用有机溶剂处理种皮,可以溶解种皮上的有机物质,这样来研究种皮上的有机物质对种子萌发的影响;不同的氧化剂处理种子,可以对种皮上的一些物质进行氧化处理,能研究种皮上的氧化还原物质对种子萌发的影响。1.2.2关于第一大的原因分析用不同浓度的赤霉素处理种子,加上层积和变温处理种子,以达到破除休眠的目的,将处理过的种子进行萌发,观察并比较其萌发情况,探索杜鹃花胚休眠的原因。变温的目的是模拟自然界层积的昼夜温差效应,让杜鹃花种子在短时间内达到层积的目的。层积处理的种子(未将映山红与蓝荆子分开)与沙体积比为1:50,加入适量水分,在4℃层积,分别到30天、60天和90天取出部分种子进行萌发实验。1.2.3正常发芽粒数f从萌发第7天进行观察并在每天固定的时间记录每天种子的萌发数,实验完后计算在15天内的发芽势及最终发芽率。萌芽率、发芽势和发芽指数的计算:发芽率F(%)=n/N×100%,式中:n-额定天数正常发芽粒数;N-供检种子总数。发芽势%=十天内正常发芽的种子粒数/供检种子总数(%)。发芽指数:Gi=∑Gj/Dt,其中Gj为发芽增值数,Dt为相当天数。2结果与分析2.1不同处理对种子萌发的影响在显微镜下观察用硫酸处理过种子的种皮,70%硫酸处理种皮10分钟全部破损,当浓度降到40%时,破损率才降到5%以下。所以用硫酸处理种皮进行萌发实验的浓度都不超过40%。从表1中可以看出,用硫酸处理的映山红种子只有浓度为40%,且处理20分钟时效果较好,能显著提高杜鹃花种子萌发的发芽率、发芽势和发芽指数。而表2中结果表明,硫酸处理能普遍提高蓝荆子种子的发芽率,且20%硫酸处理10min和30min均能提高蓝荆子种子的发芽势和发芽指数,前者效果更好;30%硫酸处理能普遍提高蓝荆子种子的发芽率和发芽势并能有效提高发芽指数;40%硫酸处理10min和20min均能提高种子的发芽率和发芽指数。用100%乙醚处理映山红和蓝荆子的种子能普遍提高种子萌发的三项指标。用100%乙醚处理20分钟能有效提高映山红种子发芽率、发芽势和发芽指数,而乙醚处理10分钟能有效提高蓝荆子种子发芽率、发芽势和发芽指数。说明种皮上具有抑制杜鹃花种子萌发的有机物质,并能用有机溶剂乙醚溶解掉。用3.0%双氧水处理,处理10分钟可提高种子发芽率、发芽势及发芽指数。对蓝荆子种子来讲,双氧水处理能普遍提高发芽率、发芽势和发芽指数,且处理30分钟能显著提高发芽率和发芽指数。5.0%次氯酸钠处理30分钟能也有效提高映山红种子的发芽率、发芽势和发芽指数,其效果明显高于双氧水的效果。赤霉素处理24小时均能显著提高映山红和蓝荆子种子的发芽率、发芽势和发芽指数。浓度为10mg/L的赤霉素对种子萌发的效果最好。说明赤霉素能够诱导糊粉层中α-淀粉酶的形成,而α-淀粉酶有扩散到胚乳中使淀粉水解,从而为种子萌发提供能量和物质基础,促进杜鹃花种子萌发。2.2多层处理对杜鹃种子萌发的影响2.2.1种子萌发的影响层积处理是打破各种休眠因素的一种有效处理方法。从表3中不难看出,与对照组比较,层积处理对杜鹃花种子萌发有显著地效果,大幅度提高杜鹃花种子的发芽率、发芽势和发芽指数。在小于90天的层积处理条件下,杜鹃花种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着层积天数的增加而逐渐提高,且都明显高于对照,在60～90天内趋于稳定。说明杜鹃花种子存在胚休眠现象,并且胚休眠的打破需要一定得需冷量和一定数量的温度变化。2.2.2提高蓝荆子种子发芽率变温处理可以模拟自然界高低温变化的效应,从而在短时间内让其完成层积处理的生理生化进程,从而达到破除胚休眠的目的。表4中显示,周期为6小时循环20次能显著提高映山红种子的发芽率,而周期10小时循环15次、8小时15次和20次均可以显著提高蓝荆子种子发芽率。对发芽势来讲,变温能普遍提高杜鹃花种子的发芽势,说明变温处理能够加快杜鹃花种子的发芽速度和整齐度。其中周期6小时20次循环、4小时15和20次循环、2小时15次循环能有效提高映山红种子的发芽势,而周期6小时20次循环能有效提高蓝荆子种子的发芽势。变温处理能够从整体上大大提高映山红和蓝荆子种子的发芽指数,其中最显著的事周期为6小时,循环数为20次。所以,对于映山红和蓝荆子来讲,它们的最适变温周期为6小时,变温周期是20次。也就是说,6小时相当于杜鹃花种子在自然条件下经历一昼夜或者一个高低自然变温周期,这个自然变温周期可以使一天,也可能是几个月。3次氯酸钠氧漂系统催芽从实验中可以看出,种皮限制是抑制杜鹃花种子萌发的重要因素,杜鹃花种子的种皮致密,用40%硫酸可将种皮腐蚀,腐蚀到适当的厚度可增加种皮的通透性,提高种皮的透水透气能力,从而促进种子的吸胀作用,有利于种子的萌发。用乙醚可溶解杜鹃花种皮上的有机物,使种皮厚度降低,增加种皮通透性,达到和硫酸处理相同的效果;而另一方面,也可能是乙醚溶解了种皮上的某种抑制种子萌发的物质,减少了种子萌发的阻力,从而促进了杜鹃花种子萌发。5%次氯酸钠处理杜鹃花种子30分钟能有效促进杜鹃花种子的萌发,次氯酸钠的氧化性能把种皮上具有氧化还原能力的物质氧化掉,所以被次氯酸钠氧化的物质中包括限制杜鹃花种子萌发的物质。而次氯酸钠的强漂白性也会增加杜鹃花种子的透光能力,也有可能是当次氯酸钠把杜鹃花种皮上的物质氧化掉了之后会出现看不到的纤维孔状结构,从而增大了种子的透光能力,而光照是杜鹃花种子萌发所必须得环境因子,所以次氯酸钠的氧化或者漂白作用促进了杜鹃花种子的萌发。层积是贮藏在低温环境下(5℃左右)进行并兼有催芽目的时,就叫做低温层积处理或低温层积催芽。此法在生产上用途较广,操作简便,而且是比较安全的一种方法。具体方法是:在晚秋选择地势较高、排水良好、背风向阳处挖坑,坑深在地下水位以上,冻层以下,宽在1～1.5m,坑长视种子数量而定。在坑底放石子、石砾等有利于排水物,约10～20cm厚,或铺一层石子,上面加些粗沙,再铺3～4cm的湿沙。坑中每隔1～1.5m插一束草把,以便通气。在层积以前要进行种子消毒,然后将种子与湿沙混合,放入坑内,种子和沙体积比为1:3～5,或一层种子一层沙子交错层积。每层厚度约5cm左右。沙子湿度以手握成团,不出水,松手触之即散开为宜,种子堆到离地面10～20cm时停止。上覆5cm河沙和10～20cm厚的秸杆等。四周挖好排水沟。层积期间要定期检查温度、湿度及通气状况,并及时调节。如果种子催芽强度未达到要求时,在播种前1～2周(视种子情况而定),取出种子,转移到温暖处(一般15～25℃)再催芽,待种子达到催芽强度时(1/3露白为止)。低温沙藏层积处理必须满足四个基本条件:较好的通风条件;0～5℃的低温(取决于树种);适当的湿度(不要太潮);一定的时间,各树种时间很不一致,短的只要一周,长的需要3～4个月的时间。变温层积处理是用高温与低温交替进行催芽的方