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赤霉素对檀香种子发芽及幼苗生长的影响

  赤霉素对檀香种子发芽及幼苗生长的影响问题探讨刘小金等:赤霉素对檀香种子发芽及幼苗生长的影响 问题探讨?赤霉素对檀香种子发芽及幼苗生长的影响 刘小金.徐大平,张宁南,谢正生.陈浩福 (1.中国林业科学研究院热带林业研究所,广东广州510520; 2.华南农业大学林学院,广东广州 510642;3.雷州市珍稀树木实业有限公司,广东雷 州524200) EffectsofGibberellinonSeedGerminationandSeedlingGrowthof Sandalwood(SantalumalbumL.) LIUXiao-jin,XUDa-ping,ZHANGNing—nan,XZheng-sheng,CHENHao- fu 摘要:研究了场圃条件下不同浓度(800,100o,1200mg/L)赤 霉素和不同处理时间(6,12,24h)对檀香种子发芽及种子萌发 后幼苗生长的影响.试验结果表明,使用赤霉素处理檀香种子 能显着地促进檀香种子的萌发及萌发后幼苗的生长,场圃条件 下播种1 个月内最高平均发芽率为67.3%,发芽高峰期在13 个月后幼苗最高平均高度为5.87cm,最高平均叶片数量为7;赤霉素在800—1200mg/L 的浓度范围内,各发芽指标及幼 苗生长之间的差异不显着;相应的处理时间以及浓度和时间的 交互作用对各发芽指标和幼苗各生长指标的影响也不显着. 结合生产成本与幼苗生长情况,采用800mg/L 赤霉素浸种6h 以上为檀香种子最佳的催芽方法. 关键词:檀香;赤霉素;种子萌发;幼苗生长 中图分类号:S573.9 文献标志码:A 文章编号:1001—47o5(2010)08-0071-04 檀香(SantalumalbumL.),又名旃檀,真檀,老山 香等,是檀香科(Santalaceae)檀香属的一种半寄生常 绿小乔木.原产于印度尼西亚的帝汶岛(Timor),后来 被引种到印度并得到大面积扩展-lJ.檀香是一种集 药用,香料,化妆品,宗教用品,精细工艺品以及优良雕 刻材料于一体的重要珍贵经济树种,其有用部分主要 是具有芳香气味的心材和从心材中提取的精油,近年 来,已在我国华南地区引种成功J,目前我国檀香人 工林的种植面积达600 余hm. 檀香目前主要用种子繁殖,但其种子具有一定的 休眠期.为了解决种子休眠期长,发芽率低以及发芽 不整齐等问题,国内外学者做了不少的试验研究,如机 械去壳J,冷热水交替浸种J,浓硫酸浸种J,外源激 素处理等,效果各异.机械去种皮和浓硫酸浸种对 檀香种胚的伤害较大,并且操作比较繁琐,效果也不稳 定,同时还会增加烂种率等;进一步的试验研究发 现,檀香种子休眠的主要原因是种子存在生理后熟作 用,使用外源激素赤霉素处理可以有效促进其萌发,提 高发芽整齐性. 我国华南热带,亚热带地区现在正大力发展檀香 这一重要珍贵树种的种植,但一个重要的限制因子是 缺乏优质的檀香壮苗J.优质壮苗的培育通常涉及 种子处理技术,栽培基质的筛选以及苗期高效的管理 技术等方面.檀香幼苗栽培基质的筛选研究已见报 道,效果较为理想J,而有关檀香种子处理技术的场 圃试验研究则较少.本试验旨在通过在场圃设计种子 处理试验,拟从外源激素(赤霉素)的浓度和对应的处 理时间筛选出较为理想的组合,为大批量优质檀香苗 木的培育提供基础与指导,进一步推动檀香种植业的 发展. 材料与方法1.1 试验地点基本概况 试验地点在中国林业科学研究院热带林业研究所 檀香试验示范基地苗圃内,该基地位于广东省雷州市 珍稀树木实业有限公司(E109.5815~110.135, N21.528~21.713),为热带北缘海洋性季风气 候,年平均气温为23.1oC,年降雨量为1567mm,年平 均相对湿度为8O.4%. 收稿日期:2010—05—27 基金项目:国家十一五科技支撑计划,檀香栽培技术(20o6BAD24B0903);广东省 科技计划项目,檀香的高效培育与种植技术示范 (2009B020415018). 作者简介:刘小金(1983 一),男,江西省莲花县人;在读博士研究生,主要从事热带珍 贵树种培育研究. 通讯作者:徐大平,E— 71?第29 月种子(Seed)发芽试验期间,场圃温度变化趋势为先升高,后降 低,其中最高温度为40,最低温度为22,最高最 低温度变化见图1. 试验期间场圃温度变化1.2 试验材料 试验所用的新鲜檀香种子采自于该试验示范基地 月.采集后用人工的方法去掉其果皮,然后在室温条件下晾干. 种子千粒重为153.4—157.8g,用 Trc 测定其种子活力为80%~90%,播种前用低浓度(2‰)的高锰 酸钾对种子进行表面消毒. 外源激素赤霉素(GA)为上海生化试剂厂生产, 播种苗床的基质为消毒过的细河沙. 1.3 试验方法 采用裂区设计的试验方法,以赤霉素的浓度为主 处理,相应的处理(浸种)时间为副处理,共设3 处理和3个副处理,每个处理选用大小比较一致的檀 香种子5O 次重复,以清水浸种为对照.各试验处理对应编号见表1,各处理在苗床上的位置随机 排列. 72?播种时间为2008 月25日,播种后从开始发 芽日起,每隔3d 记载1 次发芽数量以计算发芽率,发 芽势和发芽指数等,同时记录每天的温度情况.连续 观测记录30d 至试验结束,试验结束前测定幼苗的叶 片数量及高度,试验期间定期喷洒1%o 百虫以防治病虫害.发芽指标的计算公式为j: 发芽率(%)=(发芽种子总粒数/供试种子总粒 数)X100% 发芽势(%)=(发芽高峰时发芽的总粒数/供试 种子总粒数)X100% 公式(3)中,£为在时间t内的发芽粒数,Dt 日的发芽天数.1.4 统计分析方法 采用通用分析软件包SPSSforWindows(Version 13.O)对各项测定指标进行方差分析,采用邓肯氏 (Duncan)新复极差检验模型进行均值的多重比较,发 芽率和发芽势数值在进行方差分析前应用反正弦转换 以使数值方差齐性. 结果与分析2.1 发芽率 檀香种子在不同处理下,日发芽率(3d)和累积发 芽率变化见图2.由图2 可知,各试验处理逐日(3d) 发芽的种子数量呈先增加,后减少的趋势,并在出芽后 第l3~16 天达到发芽高峰,而对照处理则表现出发芽 很不稳定,时高时低,并且发芽缓慢.由表2 可知,赤 霉素的浓度对檀香种子的发芽率影响显着(P 0.05),但相应的处理时间(P=0.9890.05)以及浓 度和时间之间的交互作用(P=0.1170.05)则影响 不显着;进~步的均值多重比较(表3)表明,赤霉素的 浓度在800~1200mg/L 范围内均可以有效的促进檀 香种子在场圃的萌发,提高发芽的整齐度,缩短发芽时 间;同等条件下,比对照处理的发芽率分别提高了 117.1%,103.2%和103.2%,以800mg/L 较理想,场 圃平均发芽率达67.3%. 2.2 发芽势 赤霉素的不同浓度对于檀香种子场圃发芽势的影 响显着(P0.05),而其处理时间(P=0.0370.01) 及交互作用(P=0.3650.05)在仪=0.01 的检验水 平下影响不显着(表2).由赤霉素浓度均值之间的多 重比较结果(表3)可知,使用了适量的赤霉素处理可 以大大提高檀香种子发芽的速度和整齐程度,在发芽 问题探讨刘小金等:赤霉素对檀香种子发芽及幼苗生长的影响 不同处理下檀香种子各发芽指标方差分析注:表示PO.05,一表示P0.01,…表示PO.001,NS 表示差异不显着.下同. 不同浓度赤霉素对檀香各指标的多重比较结果注:,4-后的数值表示1 个标准差,各数值后的相同字母表示在d:0.05 的显着性水平 下它们不显着,反之则差异性显着. 高峰期其场圃发芽势高达48.0%,比对照处理提高了 11 2.3发芽指数 不同浓度的赤霉素对檀香种子场圃发芽指数的影 响差异显着(P=0.0010.05),相应的处理时间(P= 0.2190.05)以及浓度和时间的交互作用(P=0.527 0.05)则不显着(表2).浓度的多重比较分组结果 (表3)表明,其差异主要存在于是否使用赤霉素;与对 照处理相比,使用800,1000mg/L 和1200mg/L 霉素处理檀香种子,可以分别提高其场圃发芽指数的200.4%,250.O%和251.2%,最高场圃平均发芽指数 为8.64. 2.4 幼苗高度 在不同的赤霉素浓度处理下,檀香种子萌芽后经 个月的生长,其幼苗高度之间的差异显着(P=0.0050.05),而相应的处理时间(P=0.0700.05) 以及浓度和时间的交互作用(P=0.1250.05)则对 幼苗高度的生长影响不显着(表2).多重比较结果 (表3)显示,使用了赤霉素浸种可以显着地促进檀香 幼苗高度的生长,分别比对照处理提高18.2%, 24.4%和15.7%,平均的最高高度为5.87cm. 2.5 幼苗叶片数 不同的种子处理方法对檀香幼苗叶片数量的影响 与幼苗高度的影响相似,赤霉素浓度(P=0.013 0.05)对其影响差异显着,而相应的处理时间(P= 0.0700.05)及其之间的交互作用(P=0.187 0.05)影响不显着.多重比较的结果也类似于幼苗高 度(表3),使用一定浓度的赤霉素处理檀香种子比对 照的叶片数量依次提高了29.6%,33.1%和27.1%, 平均最多叶片数量约为7 片(幼时偶有对生或轮生 叶片). 80 70 ,,60 5O 斟40 林30 划20 10 2831发芽时间(d) 不同处理下檀香种子发芽率的变化A:日均发芽率(3d)B:累积发芽率 结论与讨论植物种子的休眠是植物经过长期进化和演变从而 获得的一种对不利环境及季节变化的一种生物学适应 月种子(Seed)性.不经过处理的新鲜檀香种子发芽时间很长,可长 达540d,并且发芽极不整齐…,其主要原因则是由于 种子的生理休眠(后熟)作用所引起的.按照休眠理 论的激素三因子调节假说引,种子休眠和萌发主要取 决于种子内部赤霉素(GA),脱落酸(ABA)和细胞分 裂素(CTK)3 种激素的存在状况及相对浓度的大小, 在种子发芽的生理过程中,GA 起促进作用,ABA 制作用,而CTK则起解抑制作用.种子由休眠 到萌发,有赖于激素的刺激,从这个意义上说,一切可 以解除休眠的天然因子如光,冷,变温等方法都可能通 过改变这些激素控制者之间的平衡而起到加速种 子发芽(催芽)的作用. 从本试验结果来看,檀香种子休眠很大可能是由 于檀香种子内缺乏赤霉素或是赤霉素含量未达到有效 的生理浓度.因此,在使用适量浓度的外源赤霉素进 行浸种处理后,可以有效地改变这些激素控制者之 间的平衡,促进种子的萌发.李应兰等通过正交试 验研究发现,使用较低浓度的赤霉素(400mg/L 以下) 处理檀香种子,效果并不理想,当浓度达到1000mg,/L 时,效果非常明显,但该试验并没有对相应的处理时间 进行研究.本试验以不同的赤霉素浓度和相应的处理 时间结合,并且直接在场圃条件下观测各种处理对檀 香种子发芽及幼苗生长的影响,以寻求最佳的种子处 理方法.试验结果表明,赤霉素浓度在800~1200 mg/L 的范围内,檀香种子发芽及发芽后幼苗的生长情 况之间的差异均不显着,但各种发芽指标值均比对照 处理明显提高,促进檀香幼苗的生长;赤霉素处理的时 间对檀香种子的发芽及发芽后的生长影响不显着.因 此,打破檀香种子休眠所需的赤霉素浓度很可能是在 400~800mg/L 之间,这点尚需要通过更进一步的精 确试验来证明. 种子的新鲜程度,播种期间温度的高低等外界环 境条件都可影响檀香种子的发芽情况.种子在收藏了 段时间后,由于生命活动,其内部的激素会发生一系列的生理变化,从而进一步影响萌发的时间.檀香是 种热带树种,其种子的萌发需要较高的外界温度,本田间试验期间,白天的最高温度为40c【=,夜间的最低 温度为22,在檀香的适生范围内,如果在较低的温 度环境下,发芽的时间可能会更长一些. 苗木的形态特征是苗木生理状态和遗传特性与生 存环境条件相互作用的外在表现,它在一定程度上反 映了苗木的质量[18],而成本预算是大规模苗木培育 要考虑的重要问题之一.生化试剂赤霉素(GA)价格 74?昂贵,综合考虑成本与苗木质量,檀香种子的最佳催芽 方法为:使用800mg/L 的赤霉素浸种,浸种时间则根 据当时的具体情况作安排,在6~24h 内都可以,在实 际的生产过程中可广泛地推广应用. 参考文献: [1]李应兰.檀香引种研究[M].北京:科学出版社,2003. 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