張帥，譙四紅，樊孝萍，榮新軍，徐永鋼，劉少鋒，包一鳴

（石首市楊樹研究所，湖北荊州 434400）

不同環(huán)境條件對黑楊派楊樹種子萌發(fā)及成苗率的影響

張帥，譙四紅，樊孝萍，榮新軍，徐永鋼，劉少鋒，包一鳴

（石首市楊樹研究所，湖北荊州 434400）

本文研究了不同溫度、不同基質(zhì)含水量、不同光照強(qiáng)度對楊樹種子發(fā)芽與成苗的影響。結(jié)果表明，不同溫度梯度與基質(zhì)含水量對楊樹種子的發(fā)芽率與成苗率產(chǎn)生顯著影響，光照強(qiáng)度對楊樹種子的發(fā)芽與成苗影響不顯著。當(dāng)外界溫度達(dá)到25℃時萌發(fā)率、成苗率最高，達(dá)到87.42%、63.40%，同等條件顯著高于10℃、20℃、30℃、35℃時楊樹種子的萌發(fā)率、成苗率；基質(zhì)含水量為55%時，楊樹種子的萌發(fā)率和成苗率達(dá)到最高，分別為85.78%、75.34%。相關(guān)性分析表明，萌發(fā)率與溫度、基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度間呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.936 1、0.568 9、0.143 1。成苗率與溫度、基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度間呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.801 4、0.531 6、0.873 5。

黑楊派；萌發(fā)率；成苗率

楊樹是楊柳科楊屬植物的統(tǒng)稱，因其具有速生、豐產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)、繁殖容易等特點，在全世界被廣泛栽植[1]。黑楊派楊樹是楊樹五大派中最為速生的楊樹樹種之一，育種工作中常作為遺傳改良的雜交父母本[2-5]。本文以黑楊派楊樹種子為試材，研究了不同環(huán)境因子對種子萌發(fā)與成苗的影響，旨為楊樹雜交育種工作提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2013年4月下旬分別從I-69楊（Populus deltoides cv.‘Lux’）4株不同母樹上剪取樹冠中部的自然雜交結(jié)果枝條，于溫室內(nèi)進(jìn)行水培。至蒴果成熟開裂，除去棉毛，收集當(dāng)天成熟的種子，并將不同母樹的種子充分混合待用。

1.2 試驗方法

（1）試驗方法。根據(jù)楊樹種子發(fā)芽所需條件，分別設(shè)置了環(huán)境溫度、基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度3個單因素試驗。分別為：①不同外界溫度梯度10℃、20℃、25℃、30℃、35℃，對楊樹種子萌發(fā)率及成苗率的影響，此時的培養(yǎng)條件為基質(zhì)含水量65%，光照強(qiáng)度3 000 lx；②基質(zhì)（珍珠巖）不同含水量梯度10%、35%、55%、65%、80%，對楊樹種子萌發(fā)率及成苗率的影響，此時溫度設(shè)置為單因素試驗①中確定的最適宜溫度，光照強(qiáng)度3 000 lx；③不同光照強(qiáng)度梯度2 500 lx、3 000 lx、3 500 lx、4 000 lx、4 500 lx，對楊樹種子萌發(fā)率及成苗率的影響，此時溫度設(shè)置為單因素試驗①中確定的最適宜溫度，基質(zhì)含水量設(shè)置為單因素試驗②中確定的最適宜含水量。每組試驗以自然條件下的楊樹種子萌發(fā)率和成苗率作對照（CK），所有處理3次重復(fù)，每次重復(fù)30粒種子。

（2）數(shù)據(jù)調(diào)查。24 h內(nèi)每間隔3 h觀察并記錄一次種子的萌發(fā)情況，并于24 h后統(tǒng)計萌發(fā)率。楊樹種子發(fā)芽以子葉和下胚軸均伸出種皮，且芽長達(dá)到種子長度一半時記為發(fā)芽。種子發(fā)芽后培養(yǎng)6 d統(tǒng)計成苗率，以幼苗生長正常記為成苗率。其中:萌發(fā)率=24 h后的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；成苗率=6 d后生長正常的幼苗數(shù)/供試種子數(shù)× 100%。

（3）數(shù)據(jù)分析。運用SAS 8.0對試驗結(jié)果進(jìn)行分析處理。其中萌發(fā)率、成苗率等百分?jǐn)?shù)先反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析（ANOVA），采用LSD法做多重比較，用CORR法進(jìn)行相關(guān)性分析[6-7]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度對楊樹種子萌發(fā)率、成苗率的影響

種子發(fā)芽的溫度要求與植物生長習(xí)性以及長期所處生態(tài)環(huán)境有關(guān)。試驗數(shù)據(jù)的方差分析結(jié)果表明，不同溫度梯度對楊樹種子萌發(fā)率、成苗率的影響均達(dá)到顯著水平（ANOVA，P＜0.01，見表1）。經(jīng)LSD多重比較，不同溫度梯度下楊樹種子的萌發(fā)率、成苗率在0.01水平和0.05水平均表現(xiàn)一致。環(huán)境溫度25℃時，24 h后萌發(fā)率和6 d后成苗率分別達(dá)到87.42%、63.40%，均顯著高于本試驗中其他溫度條件下楊樹種子的萌發(fā)率及成苗率。不同溫度梯度下楊樹種子的24 h發(fā)芽動態(tài)差異較大（見表2）。環(huán)境溫度10℃時，播種10 h才開始發(fā)芽，24 h后萌發(fā)率僅達(dá)到44.20%；而環(huán)境溫度25℃時，楊樹種子在第4 h觀察到發(fā)芽且萌發(fā)率為10.65%，24 h后萌發(fā)率達(dá)89.56%。

表1 不同溫度梯度楊樹種子萌發(fā)率、成苗率方差分析及LSD檢驗

表2 不同溫度楊樹種子24 h發(fā)芽動態(tài)

2.2 不同基質(zhì)含水量對楊樹種子萌發(fā)率、成苗率的影響

種子發(fā)芽需水量與其化學(xué)成分有密切關(guān)系，淀粉類種子和油質(zhì)類種子萌發(fā)的需水量較少，高蛋白類的種子萌發(fā)需水量較高，楊樹種子屬于淀粉類種子。試驗結(jié)果的方差分析表明，基質(zhì)不同含水量楊樹種子的萌發(fā)率、成苗率的差異均達(dá)到極顯著水平（ANOVA，P＜0.01，見表3）。經(jīng)LSD多重比較，基質(zhì)不同含水量梯度下，楊樹種子的萌發(fā)率、成苗率0.01水平和0.05水平均表現(xiàn)一致?；|(zhì)含水量達(dá)到55%時，楊樹種子24 h萌發(fā)率（見表4）和6 d后成苗率達(dá)到最高，分別為85.78%、75.34%。基質(zhì)不同含水量時，種子24 h發(fā)芽動態(tài)差異性較大。在基質(zhì)含水量低于10%或者高于80%時，24 h種子萌發(fā)率分別僅為17.80%、35.27%?；|(zhì)含水量55%條件下，楊樹種子在第4 h已經(jīng)觀察到發(fā)芽，且7 h后萌發(fā)率達(dá)到12.69%，24 h后萌發(fā)率達(dá)85.39%。

表3 不同含水量樹種子萌發(fā)率、成苗率方差分析及LSD檢驗

表4 基質(zhì)不同含水量楊樹種子24 h發(fā)芽動態(tài)

2.3 不同光照強(qiáng)度對楊樹種子萌發(fā)率、成苗率的影響

根據(jù)對光照的需求性不同，種子可分為喜光種子和忌光種子。楊樹種子對于光照強(qiáng)度并不敏感，經(jīng)LSD多重比較（見表5），不同光照強(qiáng)度下楊樹種子萌發(fā)率、成苗率在0.01水平和0.05水平表現(xiàn)一致，差異性均不顯著。光照強(qiáng)度在3 000 lx，楊樹種子24 h萌發(fā)率達(dá)到最高為55.97%；光照強(qiáng)度在3 500 lx，6 d后成苗率達(dá)到最高為45.86%；光照強(qiáng)度超過4 000 lx后，楊樹種子萌發(fā)率、成苗率分別為48.31%、40.72%。結(jié)果表明，楊樹種子萌發(fā)及后期生長發(fā)育對于光照強(qiáng)度不敏感，實際育苗中，播種后可以少量覆土，對種子萌發(fā)率及成苗率無顯著影響。

表5 不同光照強(qiáng)度樹種子萌發(fā)率、成苗率方差分析及LSD檢驗

2.4 不同環(huán)境因子與楊樹種子萌發(fā)率、成苗率間的相關(guān)性

環(huán)境因子對植物種子萌發(fā)的影響是多因子綜合作用的結(jié)果。不同外部因子與楊樹種子萌發(fā)率、成苗率的相關(guān)性分析表明見（表6），楊樹種子萌發(fā)率與溫度、光照強(qiáng)度、基質(zhì)含水量的相關(guān)系數(shù)排序依次為溫度（0.936 1）＞基質(zhì)含水量（0.568 9）＞光照強(qiáng)度（0.143 1），說明溫度和基質(zhì)含水量是影響楊樹種子萌發(fā)的重要外部因子，光照強(qiáng)度與種子萌發(fā)率的相關(guān)系數(shù)并不大。基質(zhì)含水量和溫度高低間接影響種子內(nèi)部蛋白質(zhì)、糖類、核醛含量，生物膜透性以及酶活性，從而影響種子萌發(fā)率[8]。楊樹成苗率與溫度、基質(zhì)含水量、光照強(qiáng)度同樣呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，其相關(guān)系數(shù)排序依次為光照強(qiáng)度（0.873 5）＞溫度（0.801 4）＞基質(zhì)含水量（0.531 6），說明外部光照強(qiáng)度和溫度是影響楊樹成苗率的重要因子。同時可以得出，幼苗成苗率與種子萌發(fā)率之間的呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性并不大，相關(guān)系數(shù)僅為0.116 2。

表6 不同因子與楊樹種子萌發(fā)率、成苗率間的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

（1）本研究中黑楊派楊樹種子在環(huán)境溫度25℃，播種24 h后萌發(fā)率達(dá)89.56%。24 h發(fā)芽動態(tài)表明，在外界溫度高于35℃或低于10℃時其萌發(fā)遲緩，萌發(fā)率、成苗率均顯著降低。自然狀態(tài)下楊樹種子5月左右成熟，適宜楊樹種子的立即萌發(fā)。種子萌發(fā)時內(nèi)部進(jìn)行的物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化均為復(fù)雜的生化過程，需多種生化酶參與催化[9-10]，而酶的活性又與種子外部及內(nèi)部溫度相關(guān)，因此適宜的外部溫度便成了決定種子萌發(fā)率高低的關(guān)鍵因素之一。

（2）相關(guān)性分析結(jié)果表明，外界溫度與楊樹萌發(fā)率、成苗率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.936 1、0.801 4。適度的光照強(qiáng)度可促進(jìn)大部分植物種子的萌發(fā)，但會抑制少部分植物種子萌發(fā)[11]。本研究發(fā)現(xiàn)，楊樹種子萌發(fā)對光照條件沒有特別的需求，在光照強(qiáng)度2 500～4 500 lx之間，各處理間萌發(fā)率差異不顯著，其平均萌發(fā)率為49.70%，而相關(guān)性分析結(jié)果表明光照強(qiáng)度與楊樹種子萌發(fā)率相關(guān)系數(shù)僅為0.116 2。但是種子萌發(fā)后的成苗率與光照強(qiáng)度呈顯著正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.873 5。

（3）基質(zhì)不同含水量對楊樹種子萌發(fā)的影響也不同[12]，差異性均達(dá)到顯著水平。在基質(zhì)含水量達(dá)到55%時楊樹種子萌發(fā)率、成苗率分別達(dá)到85.78%、75.34%，顯著高于基質(zhì)含水量在10%、65%、80%條件下楊樹種子的萌發(fā)率及成苗率。相關(guān)性分析結(jié)果表明，基質(zhì)含水量與楊樹種子萌發(fā)率和后期成苗率呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別為0.568 9、0.531 6。因此，實際雜交育苗過程中，保證適宜的基質(zhì)含水量與培養(yǎng)溫度有利于提高楊樹種子萌發(fā)率及后期成苗。

[1]蘇曉華，丁昌俊，馬常耕.我國楊樹育種的研究進(jìn)展及對策[J].林業(yè)科學(xué)研究，2010，23（1）:3-37

[2]蘇曉華，馬常耕，丁昌俊.建立健全我國楊樹育種科學(xué)發(fā)展體系[J].防護(hù)林科技，2011（1）:11-14

[3]杜克兵，許林，沈?qū)毾傻?黑楊派楊樹雜交子代的遺傳分析及苗期選擇[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009，28（5）:624-630

[4]Valbuena L，VeraM L.The effects of thermal scarification and seed storage on germination of four heathland species[J].Plant ecology，2002，161（1）:137-144.

[5]EllisRH，HongTD.Survivalofdry and ultradry seeds

ofcarrot，groundnut，lettuce，oil seed vape and onion during five years hermetic storage at two temperatures[J].Seed Sc.iTechno，l 1996，24:347-358.

[6]余家林，肖枝洪.多元統(tǒng)計及SAS應(yīng)用[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2008.

[7]續(xù)九如，黃智慧.林業(yè)試驗設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，1995.

[8]段加玉，勾天兵，謝朋等.溫度對紫椴種子萌發(fā)及萌發(fā)過程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化的影響[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（19）: 31-34.

[9]杜克兵，許林，沈?qū)毾傻?貯藏溫度、含水量及干燥方法對黑楊派楊樹種子耐貯性的影響[J].種子，2009，28（4）:1-7.

[10]孫海群，田新靚.不同處理方法對2種白刺種子萌發(fā)的影響[J].種子，2013，32（9）:75-77.

[11]王家源，郭杰，喻方圓等.不同種源苦楝種子生物學(xué)特性差異[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2013，37（1）: 49-54.

[12]張進(jìn)虎，王翔宇等.天然沙冬青土壤種子庫特征研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2013，29（22）:78-82.

（責(zé)任編輯：楊婷婷）

Effects of Different Environment Conditions on Germination and Seedling Rates of Populus aigeiros

ZHANG Shuai，QIAO Sihong，F(xiàn)AN Xiaoping，RONG Xinjun，XU Yonggang，LIU Shaofeng，BAO Yiming
（Poplar Research Institute of Shishou City，Jingzhou 434400，Hubei，China）

In this paper effects of different temperature gradient，substrate water content gradient and light intensity gradient on germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds were studied.The results showed that different temperature gradient and substrate water content gradient had significant effects on germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds，while different light intensity gradient showed little influence on them.When the temperature reached 25℃，the germination and seedling rates of Populus aigeiros seeds reached the peaks of 87.42%and 63.40%respectively，significantly higher than those at 10℃，20℃，30℃and 35℃on the same conditions.When the substrate water content was 55%，the germination and seedling rates reached the peaks of 85.78%and 75.34%respectively.Correlation analysis showed that the germination rate was positively correlated with the temperature，substrate water content and light intensity with the correlation coefficients of 0.9361*，0.5689 and 0.1431 respectively.The seedling rate was positively correlated with the temperature，substrate water content and light intensity with the correlation coefficients of 0.801 4，0.531 6 and0.873 5.

Populus aigeiross；Germination rate；Seedling rate

S792.11

A

2095-0152（2014）03-0015-03

2014-05-05

2014-05-13

張帥（1985-），男，工程師，主要從事林木育種工作。E-mail:wxwsyty@163.com