浸种温度对巨柏种子萌发的影响

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(西藏农牧学院， 西藏 林芝 860000)

巨柏(Cupressusgigantea)，又名雅鲁藏布江柏木，为柏科柏木属高大常绿乔木，高30～50 m，胸径1～3 m，少数可达6 m[1]，为国家一级保护物种[2]。巨柏分布范围极其狭窄，仅在西藏林芝市朗县、米林县、波密县和林芝县等地的雅鲁藏布江边及支流有散生单株分布，多在海拔3 000～3 400 m的阳坡上形成疏林[3]。该树雌雄同株，雄花多于雌花，球花单生枝顶，花芽于每年10月开始分化，至翌年2月越冬花芽继续分化，2月底分化成熟，3月初花芽开始萌动，至4月中下旬花期结束，5—6月份开花结实，第3年4—5月份球果成熟[4]。球果呈矩圆状球形，一般较大，长1.6～2 cm，径1.3～1.6 cm，种鳞6对，每枚种翅中含有10～15粒种子，球果顶部平，常呈五角形或六角形，或上部的种鳞呈四角形，中央有明显而凸起的尖头[1]。巨柏种子为油性种子，呈扁椭圆形，两侧有窄翅，种鳞顶部大而明显[4]。

目前，对巨柏的研究主要涉及生物学特性、种群与群落生态学、濒危机制与保护、苗木培育等方面[5-6]。在巨柏育苗生产中，种子播前处理方法多种，有常温浸种法、50 ℃浸种法，也有干燥种子直接播种的情况，亟待理论上开展相关研究，以规范浸种生产环节。另外，巨柏种子发芽实验条件还没有统一标准，虽然李永霞等[7]提出了巨柏沙培发芽法的适宜发芽温度，但发芽测定持续时间在实践中还未统一。本实验主要研究不同浸种温度对巨柏种子吸水及萌发的影响，旨在比较不同浸种效果，确定巨柏沙培法发芽测定持续时间，为巨柏人工繁育和资源保护提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

实验用巨柏种子于2017年4月采自林芝市朗县洞嘎镇扎西塘村(28°59′49″N，93°18′0″E)雅鲁藏布江右岸的阶地巨柏林，海拔3 060 m。球果经阴干后得到纯净种子，千粒重为4.651 g，含水量为11.95%。

1.2 浸种方法及种子吸水测定

根据巨柏苗木生产中种子播前浸种方法，设计了不浸种和浸种2类处理，5种浸种温度，即20 ℃(常温)，30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃温水浸种。

按照抽样方法，抽取6组样品，供实验之用。每组随机取160粒种子，分别于20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃等5种温度条件下浸种。每2 h称量1次种子重量，连续3次测量稳定后结束实验。

1.3 发芽方法

巨柏种子发芽实验采用培养皿沙培法，即采用粒级≤1 mm的细沙，经0.5%高锰酸钾溶液消毒后作为发芽基质。培养基质相对含水量控制在60%左右，沙床厚度0.7 cm，种子上覆0.3 cm细沙。

根据巨柏浸种实验结果，当种子吸水达到平衡时，将种子置床做发芽实验。共6组处理，即干燥种子和上述5种温度浸种。每个样品50粒种子，每组3个重复。人工培养箱的发芽环境条件为：温度25 ℃、相对湿度60%、光照条件为13 h光照/11 h黑暗。

培养皿上加盖附有小孔的塑料薄片以减少水分蒸发。实验过程中，每天定时补充水分，以保证培养基质的相对湿度在60%左右。

1.4 数据统计分析

以胚根长度达到2 mm作为萌发计数标准，逐日统计发芽数量。以连续3 d无种子发芽作为结束发芽实验的时间。计算发芽势和发芽率。

用Excel 2003软件进行数据统计、数据处理和作图，用SPSS 22软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 巨柏种子的吸水过程

不同浸种温度条件下巨柏种子的吸水过程见图1。

由图1可知，不同温度条件下浸种，巨柏种子吸水过程有共同的规律性，即吸水速率呈先快后缓的趋势，最后达到平衡。在浸种最初12～18 h，种子吸水速率最快，之后逐渐下降，直至达到平衡。

图1 不同浸种温度处理下巨柏种子重量的变化

不同温度条件下巨柏种子的吸水过程也存在比较大的差异。一是浸种温度越高，种子吸水达到平衡的时间越短。浸种温度为60 ℃时，种子达到吸胀的时间为34 h；浸种温度为50 ℃时，达到吸胀的时间约为36.5 h；浸种温度为20 ℃时，种子达到吸胀的时间约为44 h。浸种温度每提高10 ℃，种子达到吸胀的时间平均缩短约2.5 h。可见，高温能够促进种子的吸水过程，提高吸水速率，从而尽早达到吸水平衡。二是浸种温度越高，种子吸水量越大。尽管不同温度条件下，种子吸水量差异不大，但吸水量仍旧存在差异。较高温度浸种比较低温度浸种，种子吸水量较多，这可能与较高温度条件下，脂肪等各类大分子活化对水分子的吸附有关。

2.2 不同浸种温度对巨柏种子萌发的影响

巨柏种子发芽过程见图2，7 d时的发芽势、15 d和26 d时的发芽率见表1。

由图2可知，巨柏种子的发芽过程呈S形变化趋势，但不同浸种处理之间存在明显差异。一是经过浸种处理的巨柏种子的始发芽天数都为5 d，但比干燥种子少1 d。可以推测，田间条件下由于土壤水分不足，加之土壤温度偏低，干种子的吸水过程会变得更加缓慢，使种子发芽过程大大延长，故通常情况下巨柏种子田间播种后往往需要30 d左右才能出苗。二是以连续3 d无种子发芽作为结束发芽实验的时间，30，40，50 ℃和60 ℃浸种处理的巨柏种子，在15 d结束发芽，而20 ℃处理和干种子在16 d结束发芽。三是不同温度浸种处理之间种子发芽势有显著差别。50 ℃浸种处理下7 d时巨柏种子发芽势最高，为22.67%，而60 ℃浸种为16.67%，干燥种子最低，为3.33%。方差分析表明，干燥种子发芽势与50，60 ℃浸种处理的发芽势存在显著性差异，与20，30 ℃和40 ℃浸种处理差异不明显。四是不同温度浸种处理下种子发芽率存在差别，经过浸种处理的巨柏种子，发芽率明显高于干燥种子；在20～50 ℃范围内，15 d时种子发芽率与浸种温度成正比，50 ℃浸种处理种子发芽率最高，为48.00%，但60 ℃浸种处理种子发芽率有所降低，为45.33%。延长发芽时间至26 d，不同处理之间巨柏种子发芽率有所提高，但差异性进一步缩小。

表1 不同浸种温度对巨柏种子发芽率的影响

浸种温度(℃)始发芽天数(d)7d发芽势(%)15d发芽率(%)26d发芽率(%)干燥种子(ck)63.33b39.33a44.00a20513.33a41.33a46.00a30514.00a45.33a47.33a40515.33a47.33a48.67a50522.67a48.00a50.67a60516.67a45.33a50.00a

图2 巨柏种子的发芽过程

综上所述，尽管6种处理之间15 d、26 d种子发芽率不存在显著性差异，但从发芽过程看，50 ℃浸种处理效果较好，其种子发芽势具有明显优势。60 ℃浸种处理种子发芽势降低，这可能与较高温度对种子产生了微弱伤害，从而降低了种子活力。这意味着60 ℃浸种处理的巨柏种子在田间条件下将面临较大的风险。

2.3 巨柏种子发芽测定的持续时间

从图2可见，采用培养皿沙培法，在25 ℃条件下，各种浸种处理的种子，第5天开始发芽，第7天时发芽速率最快，在15 d时基本结束。即便再延长发芽测定时间到26 d，发芽率只增加了1.33%～4.67%，在延长的11 d里只有0.7～2.3个种子发芽。所以，可以初步确定在该实验设定条件下，巨柏种子发芽测定时间大致为15 d。由于发芽过程受产地、成熟度等因素影响，无论是计算发芽天数，还是计算发芽率的天数，可以根据发芽的具体情况而提前或延后，但在检验或实验报告中要注明实际计算发芽势和发芽率的实际天数。

2.4 未发芽种子的鉴定

在本实验条件下，巨柏未发芽种子数量比较多，占50%～55%，这与王景升等[8]的实验结果基本一致。对未发芽种子逐一鉴定，大致分为发育不全、空粒、涩粒、木栓粒和虫粒5种情况，其比例分别为供试种子的8.67%～14.00%、10.67%～14.67%、12.00%～12.67%、4.00%～8.67%和1.33%～2.67%。其中，发育不全、空粒、涩粒所占比例较高。

3 结 论

1) 浸种温度影响种子的吸水过程，浸种温度越高，种子吸水量越大，吸水速率加快，达到平衡的时间越短。浸种温度60 ℃时，巨柏种子吸水达到平衡的时间为34 h；浸种温度为20 ℃时，吸胀时间约为44 h。

2) 浸种温度影响种子的发芽过程，巨柏种子最佳浸种温度为50 ℃，浸种时间为36 h。

3) 采用培养皿沙培法，在25 ℃条件下，巨柏种子发芽势测定时间约为7 d，发芽率测定持续时间大致为15 d。

4) 巨柏未发芽种子存在发育不全、空粒、涩粒、木栓粒和虫粒等5种情况，未发芽种子比例达50%～55%。