不同處理對映山紅和藍荊子種子萌發(fā)的影響

不同處理對映山紅和藍荊子種子萌發(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。杜鵑花種子休眠機制和破眠技術的研究是育種、育苗的基礎。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鍵因素之一。杜鵑花種子極小,千粒重0.12g,貯藏營養(yǎng)物質極為有限,因此種子休眠機制也是種子貯藏,延長種子壽命的基礎工作。杜鵑花屬植物有3種生態(tài)型,即適應熱帶高溫高濕的環(huán)境附生型、適應寒冷環(huán)境的高山型和適應林下光環(huán)境的森林型,為了適應這些惡劣環(huán)境,種子形成復合休眠的機制,以維持種群的繁衍。因此種子休眠機制研究是了解它起源和分布基礎。我國杜鵑花品種培育工作進展遲緩卻擁有最豐富的種質資源,野生杜鵑花的利用是目前重要途徑之一。種子休眠機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)研究其種子休眠機制及休眠打破技術,旨在為育種、育苗、種群適應和發(fā)展,以及野生資源觀賞利用提供理論和技術的基礎。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荊子種子。1.2方法1.2.1有機溶劑與種子萌發(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械障礙;用有機溶劑處理種皮,可以溶解種皮上的有機物質,這樣來研究種皮上的有機物質對種子萌發(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進行氧化處理,能研究種皮上的氧化還原物質對種子萌發(fā)的影響。1.2.2關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,以達到破除休眠的目的,將處理過的種子進行萌發(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,讓杜鵑花種子在短時間內達到層積的目的。層積處理的種子(未將映山紅與藍荊子分開)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天取出部分種子進行萌發(fā)實驗。1.2.3正常發(fā)芽粒數f從萌發(fā)第7天進行觀察并在每天固定的時間記錄每天種子的萌發(fā)數,實驗完后計算在15天內的發(fā)芽勢及最終發(fā)芽率。萌芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數的計算:發(fā)芽率F(%)=n/N×100%,式中:n-額定天數正常發(fā)芽粒數;N-供檢種子總數。發(fā)芽勢%=十天內正常發(fā)芽的種子粒數/供檢種子總數(%)。發(fā)芽指數:Gi=∑Gj/Dt,其中Gj為發(fā)芽增值數,Dt為相當天數。2結果與分析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行萌發(fā)實驗的濃度都不超過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。而表2中結果表明,硫酸處理能普遍提高藍荊子種子的發(fā)芽率,且20%硫酸處理10min和30min均能提高藍荊子種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽指數,前者效果更好;30%硫酸處理能普遍提高藍荊子種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢并能有效提高發(fā)芽指數;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。用100%乙醚處理映山紅和藍荊子的種子能普遍提高種子萌發(fā)的三項指標。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,而乙醚處理10分鐘能有效提高藍荊子種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數。說明種皮上具有抑制杜鵑花種子萌發(fā)的有機物質,并能用有機溶劑乙醚溶解掉。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。對藍荊子種子來講,雙氧水處理能普遍提高發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數,且處理30分鐘能顯著提高發(fā)芽率和發(fā)芽指數。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,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荊子種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數。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糊粉層中α-淀粉酶的形成,而α-淀粉酶有擴散到胚乳中使淀粉水解,從而為種子萌發(fā)提供能量和物質基礎,促進杜鵑花種子萌發(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。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)芽指數隨著層積天數的增加而逐漸提高,且都明顯高于對照,在60～90天內趨于穩(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量的溫度變化。2.2.2提高藍荊子種子發(fā)芽率變溫處理可以模擬自然界高低溫變化的效應,從而在短時間內讓其完成層積處理的生理生化進程,從而達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荊子種子的發(fā)芽指數,其中最顯著的事周期為6小時,循環(huán)數為20次。所以,對于映山紅和藍荊子來講,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小時相當于杜鵑花種子在自然條件下經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,腐蝕到適當的厚度可增加種皮的通透性,提高種皮的透水透氣能力,從而促進種子的吸脹作用,有利于種子的萌發(fā)。用乙醚可溶解杜鵑花種皮上的有機物,使種皮厚度降低,增加種皮通透性,達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,減少了種子萌發(fā)的阻力,從而促進了杜鵑花種子萌發(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氧化掉,所以被次氯酸鈉氧化的物質中包括限制杜鵑花種子萌發(fā)的物質。而次氯酸鈉的強漂白性也會增加杜鵑花種子的透光能力,也有可能是當次氯酸鈉把杜鵑花種皮上的物質氧化掉了之后會出現(xiàn)看不到的纖維孔狀結構,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。在層積以前要進行種子消毒,然后將種子與濕沙混合,放入坑內,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,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,并及時調節(jié)。如果種子催芽強度未達到要求時,在播種前1～2周(視種子情況而定),取出種子,轉移到溫暖處(一般15～25℃)再催芽,待種子達到催芽強度時(1/3露白為止)。低溫沙藏層積處理必須滿足四個基本條件:較好的通風條件;0～5℃的低溫(取決于樹種);適當的濕度(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行催芽的方