紫荆种子休眠解除及促进萌发的研究
林业科学研究 1998,11(4):407～411ForestResearch
紫荆种子休眠解除及促进萌发的研究
孙秀琴 安蒲瑷 李庆梅
*
摘要 研究结果表明:紫荆种子用浓H2SO4酸蚀30min后,再于13～17℃条件下混湿沙层积20～30d即可解除休眠。最佳发芽条件为20℃夜/30℃昼,黑暗变温培养,其发芽率82%,成苗率80%,发芽指数9.41,活力指数73.78,根茎长7.92cm/株。若用250mg/L赤霉素水溶液浸泡种子24h,可代替湿沙层积,即发芽率90%,成苗率83%,发芽指数9.09,活力指数71.00,根茎长8.81cm/株。很明显地促进了种子萌发和幼苗生长。
关键词 紫荆种子 双重休眠 休眠解除 促进萌发
紫荆(CercischinensisBunge)是苏木科(Caesalpiniaceae)紫荆属(CercisL.)落叶乔木或灌木,又名满条红,花冠假蝶型,荚果扁平,种子具少量胚乳。约有11种分布于南欧、北美、东亚。我国有6种,主要在黄河流域以南、华北、西北、西南分布。北京多在庭院、公园栽培。紫荆木材结构较细,供建筑、家具等用;树皮、木材、根药用,可消肿、活血、解毒。该树还是著名观赏树种,每年早春满树紫红色的繁花,倍受人们喜爱[1]。
紫荆一般是用种子繁殖。紫荆种子具有双重休眠特性,种皮透性差,又有内休眠。目前生产上在育苗前需将种子进行80d左右层积处理[2],这样就给播种育苗和种子检验带来不便。为此,于1995～1996年对紫荆种子的休眠解除及促进早出苗、出齐苗、出壮苗进行了综合处理的探索,目的是为种子检验和育苗提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 材料
紫荆种子于1995年10月由河南省栾川县秋扒林果基地供给。种子净度73.6%,千粒重14.2g,饱满度90%。1.2 方法
1.2.1 种子吸水性能的测定 采用称重法:分别称取经硫酸酸蚀30min及未经任何处理的紫荆种子各5.20g,分别放入小烧杯中,各加入45℃温水50mL浸种,搅拌至冷却。分4、8、16、24、36、48、72h取出种子,用滤纸吸干表面水分,称重,记录。然后再把种子放回小烧杯,加50mL水浸泡,称重。
吸水率=×100%
浸种前重量
1.2.2 不同水温浸种 用45、60、80、100℃温水浸种48h。
1997—06—26收稿。
孙秀琴副研究员,安蒲瑷,李庆梅(中国林业科学研究院林业研究所 北京 100091)。
408
林业科学研究 11卷
1.2.3 擦伤种皮层积 擦伤种皮后的种子,用1%次氯酸钠消毒2min,然后用45℃始温水浸泡48h,再混湿沙置于室温13～17℃下层积(种沙比为1∶3)。
1.2.4 浓硫酸酸蚀层积 种子用浓硫酸酸蚀30min后,用自来水冲洗种子至中性后,再用45℃始温水浸泡48h,混湿沙分别在室温(13～17℃)和冰箱(0～5℃)中层积。
1.2.5 赤霉素(GA3)处理 将用浓硫酸酸蚀30min的种子,分别用125、250、500、1000mg/L的赤霉素水溶液浸泡种子48h后,倾去浸泡液,反复冲洗种子至中性。
1.2.6 温度及光照 设计的温度(夜16h/昼8h)为:20℃/30℃,20℃/25℃,恒温25℃;分别给以每天8h光照和黑暗两种处理进行对比试验。
1.2.7 发芽试验 每组50粒,4个重复,1%琼脂为基质,在ZF-32型光照发芽器和HHB11型电热恒温培养箱内发芽。测定发芽率(%)、成苗率(%)、发芽指数、根茎长(cm)、活力指数、初次计数(d)及末次计数(d)。
2 结果与分析
2.1 种子吸水性能
紫荆种子种皮虽不厚,但很致密,从表1可见种子透水性能很差,不经任何处理的种子,水浸4h吸水率仅3.08%,从24h吸水率为6.15%至72h仍是6.15%。而经浓硫酸酸蚀的紫荆种子,水浸4h吸水率即达59.91%,8h达79.43%,24h达85.58%,从36～72h,吸水率一直保持在85.59%,故紫荆种子经浓硫酸酸蚀30min后,吸水时间只需36h即达最大吸水量。
表1 紫荆种子吸水性能进程
吸水时间(h)
[1**********]
浓硫酸酸蚀30min
重量(g)吸水率(%)5.2008.3158.8609.5009.5609.5609.560
059.9179.4385.5885.5985.5985.59
未经任何处理
重量(g)5.2005.2405.4205.5205.5205.5205.520
吸水率(%)
03.084.236.156.156.156.15
2.2 不同水温对种子萌发的影响
从表2可以看出,紫荆种子用45℃水浸48h,种子不吸胀;用60℃水浸48h,种子部分吸
胀,但在适宜条件下培养30d,不论光照或黑暗,种子均不发芽,也不腐烂;用80℃、100℃水浸48h,种子全部吸胀,但在20℃夜/30℃昼,黑暗变温条件下培养5d即全部腐烂。说明紫荆种子的种皮吸水性能差,且不耐高温,又鉴于虽吸胀,但不萌发,说明还具有某种生理休眠特性。
2.3 擦伤种皮层积对紫荆种子萌发及生长的影响
由表3可见,种子擦伤后再水浸,虽导致紫荆种子吸胀,但不进行层积仍不能萌发。擦伤种皮混湿沙在13～17℃层积20d、变温20℃/30℃、黑暗条件下培养,种子可部分解除休眠。4d,,19
4期 孙秀琴等:紫荆种子休眠解除及促进萌发的研究
表2 不同水温浸种对种子萌发的影响
水 温(℃)[1**********]
发芽条件
基 质1%琼脂1%琼脂1%琼脂1%琼脂1%琼脂
温度(℃夜/℃昼)
20/2520/2520/2520/2520/25
光照光光暗光光
发芽率(%)00000
时 间(d)30303055
409
种子吸胀及萌发状况
未吸胀少数吸胀,但不萌发少数吸胀,但不萌发全部吸胀,腐烂全部吸胀,腐烂
层积30d,发芽率、成苗率、发芽指数、活力指数分别为层积20d的1.16倍、2.23倍、2.57倍和3.31倍。说明擦伤种皮后再经30d湿沙层积的紫荆种子已完成了生理成熟,解除了休眠,证明该种子确实具有种皮强迫休眠和生理后熟双重休眠特性。
表3 擦伤种皮后层积对种子萌发及生长的影响
层积
温度(℃)对照13～1713～17
层积时间(d)02030
发芽条件温度
光照
(℃夜/℃昼)
20/30黑暗
20/3020/30
黑暗黑暗
发芽率
(%)06879
成苗率(%)03476
发芽指数
03.569.16
活力指数
020.1966.82
43
1513
初次计数(d)
末次计数(d)
[3]
2.4 浓硫酸处理层积对种子萌发及生长的影响
紫荆种子具双重休眠特性。现将用浓硫酸酸蚀30min的种子,用两种不同温度层积,其休眠解除情况见表4。
表4 浓硫酸处理后层积对种子萌发及幼苗生长的影响
层积温度(℃)对照13～1713～170～5
层积时间(d)0203020
发芽条件温度
光照
(℃夜/℃昼)
20/30黑暗
20/3020/3020/30
黑暗黑暗黑暗
发芽率
(%)0758225
成苗率(%)0648022
发芽指数
06.189.410.85
活力指数
048.9373.784.12
4312
1513
初次计数(d)
末次计数(d)
由表4可以看出,酸蚀不加层积的紫荆种子,在相同培养条件下,无一粒萌发。然而在13～17℃层积20d的种子,4d初次计数,15d末次计数,发芽率为75%,成苗率64%,发芽指数6.18,活力指数48.93。随着层积时间的延长,种子内部发生的一系列生理生化变化也逐步提高,使原来不能萌发的种子达到可以萌发状态。其中包括了胚的生长,贮藏物质的转化,酶活性的变化以及内源激素的消长等都已达到了种子萌发前的水平[4]。所以层积30d的种子不仅发芽率、成苗率大大提高,其发芽指数、活力指数提高得更为显著(见表4)。由表4还可看出0～5℃冷层积远不如13～17℃暖层积效果好,如冷层积20d的种子,12d才初次计数,发芽率、成苗率、发芽指数和活力指数均很低。表4与表3相比硫酸处理也优于擦伤种皮后在13～17d
410
林业科学研究 11卷
休眠的好措施。
2.5 赤霉素(GA3)处理对种子萌发及生长的影响
用赤霉素水溶液浸种,能促进种子内部的生理生化变化,使树木种子解除休眠的报道很多[5～7]。据RobertL.Geneve报道[5],加拿大紫荆种子用GA3能刺激萌发,并增加种胚的生长能力。本文在紫荆种子研究中也已获得很好的结果。其中以250mg/L最好,发芽率已达90%,成苗率达83%,发芽指数9.09,活力指数71.00,平均根茎长8.81cm/株,见表5。其它3个浓度的排列顺序是500>1000>125mg/L。总之不同浓度的赤霉素处理都能解除紫荆种子的生理休眠,并促进其幼苗生长。
表5 赤霉素处理对种子萌发及幼苗生长的影响
浓 度
(mg/L)
[1**********]000
发芽条件
温度(℃夜/℃昼)
20/30
20/3020/3020/3020/30
光照黑暗黑暗黑暗黑暗黑暗
发芽率(%)068907676
成苗率(%)058836663
发芽指数
07.019.098.468.12
活力指数
038.7171.0064.8761.67
根茎长(cm/株)
05.528.817.677.60
注:种子预先用浓H2SO4酸蚀30min后,再用赤霉素水溶液浸泡48h。
2.6 温度和光照对紫荆种子萌发及生长的影响
从表6可以看出,紫荆种子黑暗培养优于光照培养,现以20℃夜/30℃昼为例:黑暗培养发芽率是87%,成苗率达76%,发芽指数6.18,活力指数48.94,平均根茎长7.92cm/株(4d初次计数,13d末次计数);而在光照条件下的发芽率、成苗率、发芽指数、活力指数、平均根茎长等都比前者低(6d初次计数,17d末次计数)。从表6还可以看出:恒温不如变温,低温不如高温。所以紫荆种子的最佳发芽条件是黑暗条件下变温20℃夜/30℃昼。
表6 温度和光照对种子萌发及幼苗生长的影响
发芽条件温度
光照
(℃夜/℃昼)
20/30黑暗20/25黑暗
25/2520/3020/25
黑暗光照光照
发芽率
(%)8778387758
成苗率(%)7666317252
发芽指数6.184.522.345.414.29
活力指数48.9428.5714.8132.4221.29
根茎长(cm/株)7.926.324.425.994.97
初次计数(d)
46867
1718末次计数(d)
1315
注:种子预先用浓H2SO4酸蚀30min后,又在13～17℃湿沙层积30d。
3 小 结
(1)紫荆种子的萌发受到种皮限制、种胚生理后熟的制约。通过擦伤种皮或浓H2SO4酸蚀排除了吸水及阻氧的障碍作用,满足了种子吸胀阶段所需的水分、氧气,促进了内部的一切生理生化进程。
(2)紫荆种子擦伤种皮后经湿沙层积,虽能解除休眠,但此法既费工,又易烂种,不可取;用浓4,
4期 孙秀琴等:紫荆种子休眠解除及促进萌发的研究
411
(3)用250mg/L赤霉素水溶液浸泡经浓H2SO4酸蚀过的紫荆种子可代替湿沙层积,并能促进其幼苗生长,在种子检验工作中可采用此法。
(4)紫荆种子发芽的最佳条件是20℃夜/30℃昼,黑暗,变温,4d初次计数,13d末次计数。
参 考 文 献
1 郑万钧.中国树木志(第2卷).北京:中国林业出版社,1985.1225～1230.
2 陈植,刘玉莲,徐大陆,等.观赏树木学(增订版).北京:中国林业出版社.1984.319～321.
3 美国农业部主编(李霆,陈幼生,颜启传,等译).美国木本植物种子手册.北京:中国林业出版社,1984.208～209. 4 傅家瑞.种子生理.北京:科学出版社,1985.186～199.
5 RobertL.Geneve.Seeddormancyineasternredbud(Cerciscanadensis).J.Amer.Soc.Hort.Sci.,1991,116(1):85～
88.
6 史晓华,俞仲启,史忠礼.玉兰种子休眠和萌发生理的研究.林业科学,1987,23(营林专辑),77～82. 7 孙秀琴,胡春姿,陶章安.赤霉素对乌桕种子萌发及幼苗生长的影响.种子,1987,32(6):20～22.
StudyonBreakingtheSeedDormancyandStimulating
theSeedGerminationforCercischinensis
SunXiuqin AnPuai LiQingmei
Abstract Inthispaper,themethodsofbreakingtheseeddormancyandstimulatingtheseedgerminationforCercischinensiswerestudied.Theresultsshowedthattheseeddorman-cyofthisspeciescouldbebrokenthroughcorrosionwithhighconcentratedH2SO4for30minandthenwithstratificationin13～17℃for20～30d.Theoptimalgerminationresultswereobtainedthroughculturingtheseedsindarknessunder20℃atnightand30℃indaytime.Thegerminationrate,thesurvivalrateofseedlings,thegerminationindex,thevitalityindexandtheaveragetotallengthofstemandrootperindividualwererespectively82%,80%,9.41,73.78and7.92cmundertheseconditions,andthosewererespectively90%,83%,9.09,71.0and8.81cmiftheseedsweresoakedinsolutionofgibberellinfor24h.
Keywords seedsofCercischinensis dualdormancy seeddormancybreaking seedgerminationstimulation
SunXiuqin,AssociateProfessor,AnPuai,LiQingmei(TheResearchInstituteofForestry,CAF Beijing 100091).