王 慶, 李 艷, 尉 倩, 劉國宇, 張瑞博, 劉安成
(陜西省西安植物園,陜西省植物研究, 西安710061)
天竺葵(Pelargonium hortorum)屬牻牛兒苗科天竺葵屬植物,其花型優(yōu)美,花色豐富艷麗,花期較長(可達(dá)數(shù)月),為廣泛栽培的室內(nèi)觀花植物[1]。天竺葵整齊度一致、球型花序、花色純正、花期持久非常適合作為園林綠化植物進(jìn)行造景配置,并具有觀賞期長或換花頻率低的優(yōu)勢[2]。在美國、北歐等地天竺葵是花壇和盆栽植物的主要材料之一,但在國內(nèi)只有大型活動時,天竺葵才作為花壇植物進(jìn)行應(yīng)用,主要原因是花壇栽植時要求植株高度的統(tǒng)一性,天竺葵通常通過扦插進(jìn)行繁殖,扦插苗不能保證植株高度的統(tǒng)一,只能進(jìn)行播種繁殖,而播種繁殖種子的成本較高,從而限制了天竺葵的推廣應(yīng)用。因此,研究天竺葵種子的萌發(fā)特性,提高天竺葵種子的萌發(fā)率,對天竺葵在園林應(yīng)用上的推廣具有重要意義。
實驗材料為2015年6月采收于陜西省西安植物園的天竺葵自然雜交種。
1.2.1 種子千粒重及大小的測定
取天竺葵種子1 000粒,稱重,記錄種子重量,重復(fù)3次,計算平均值,為種子的千粒重。隨機(jī)抽取種子100粒,測量種子的長寬高,取平均值,計算種子的大小。
1.2.2 種子吸水百分比的測定
對照種子及15%PEG-6000處理1h的天竺葵種子各30粒,重復(fù)3次,恒溫25℃ 條件下進(jìn)行吸水百分比的測定[3]。
1.2.3 種子處理及相關(guān)指標(biāo)測定
1)PEG-6000處理。種子用0、5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000分別浸泡1h,用自來水沖洗干凈,置于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中。每個培養(yǎng)皿放30粒種子,重復(fù)3次。30℃恒溫條件下進(jìn)行萌發(fā)實驗。
2)赤霉素處理。種子用濃度分別為0,100,200,300,400mg/L的赤霉素浸泡30min,然后用清水沖洗干凈,置于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中。每個培養(yǎng)皿放30粒種子,重復(fù)3次。30℃恒溫條件下進(jìn)行萌發(fā)實驗。
3)溫度處理。種子用清水沖洗浸泡12h后,置于鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中,每個培養(yǎng)皿放種子30粒,分別在18,23,28,33℃的光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行種子萌發(fā)實驗。重復(fù)3次。
4)種子萌發(fā)指標(biāo)。種子胚根突破種子種皮1mm記為發(fā)芽種子。從第1天處理種子開始記錄種子的萌發(fā)情況及發(fā)芽數(shù),第30天記錄結(jié)束,記為一個發(fā)芽周期。測定種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、始發(fā)芽粒數(shù)和發(fā)芽天數(shù)[4]。
發(fā)芽率(%)=萌發(fā)周期內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽勢(%)=種子從發(fā)芽開始到發(fā)芽高峰時段內(nèi)(10d)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt),式中Gt表示t日時的發(fā)芽數(shù),Dt表示相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)[5]。
5)數(shù)據(jù)分析。使用 SPSS 13.0分析軟件[6]對天竺葵種子萌發(fā)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。使用One-way ANOVA方法進(jìn)行單因素方差分析,采用LSD法進(jìn)行多重比較。
天竺葵種子千粒重為4.42g,種子長橢圓形,大小為3.987mm×1.688mm×1.25mm。
如圖1所示,15%PEG-6000處理1h后,天竺葵種子的吸水率顯著升高,2h后吸水幅度最大,為21.96%,24h后吸水率達(dá)到最高。對照未處理種子的吸水率在8h內(nèi)吸水量達(dá)到44.25%,吸水幅度最大,顯著低于15%PEG處理1h后的種子吸水率,24h后兩者的吸水率都達(dá)到了最高。
圖1 天竺葵種子吸脹曲線
由表1可知,PEG-6000處理能夠提高天竺葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù),延長種子的發(fā)芽天數(shù)。天竺葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)與PEG-6000處理的關(guān)系呈負(fù)拋物線型。5%PEG-6000處理的天竺葵種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、始發(fā)芽粒數(shù)最高,分別 為71.11%、54.44%、4.33 粒,顯 著 高 于 未 經(jīng)PEG-6000處理的種子。
表1 PEG-6000處理對天竺葵種子萌發(fā)的影響
由表2可知,GA3處理可以顯著提高天竺葵種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù),對始發(fā)芽粒數(shù)和發(fā)芽天數(shù)無顯著影響。200mL/L GA3處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最高,分別為64.22%和6.18。
表2 赤霉素對天竺葵種子萌發(fā)的影響
由表3可知,溫度對天竺葵種子的萌發(fā)影響顯著。天竺葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽天數(shù)隨溫度的升高呈先升高后降低的趨勢。23,28℃處理,天竺葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和始發(fā)芽粒數(shù)顯著高于18,33℃處理;23℃處理,天竺葵種子發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽天數(shù)顯著高于18℃,28℃處理和33℃處理。33℃處理時,天竺葵種子的萌發(fā)率最低。天竺葵種子的發(fā)芽天數(shù)隨溫度升高而縮短,33℃處理發(fā)芽天數(shù)最短,為8.00d。23℃處理,發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽天數(shù)最高,分別為68.89%,4.11和18.67d。23℃為天竺葵種子發(fā)芽的最佳處理溫度。
表3 溫度處理對天竺葵種子萌發(fā)的影響
PEG-6000是一種滲透調(diào)節(jié)劑,用作種子滲透調(diào)節(jié)處理是目前生理學(xué)研究的熱點[7],可以選擇不同濃度和處理時間對種子進(jìn)行高滲處理,提高種子的發(fā)芽率[8-9]。本研究 結(jié) 果 表 明 ,5% 的 PEG-6000 處 理 顯 著提高天竺葵種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和始發(fā)芽粒數(shù),分別為71.11%、54.44%、4.33粒,顯著高于未經(jīng) PEG 處理的種子。且種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢與PEG-6000濃度呈負(fù)拋物線,這與一些牧草種子的萌發(fā)規(guī)律一致[10]。
外源GA3處理可以顯著提高天竺葵種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。在4個濃度處理中,以200mL/L GA3處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)最顯著,300,400 mg/L次之,100mg/L最低。這表明,外源GA3促進(jìn)天竺葵種子的發(fā)芽,200mg/L最高,隨后降低,這與GA3可以打破種子休眠,促進(jìn)種子的萌發(fā)的相關(guān)研究一致[11-14]。
溫度是影響種子萌發(fā)的重要因素之一,直接或間接影響種子的萌發(fā)[15-17]。本研究結(jié)果表明,溫度對天竺葵種子萌發(fā)影響顯著,在一定溫度范圍內(nèi),天竺葵種子萌發(fā)會隨著溫度升高而加快,但過低或過高的溫度會抑制種子細(xì)胞的生活力,從而影響種子萌發(fā)。23~28℃為天竺葵的最佳播種溫度,在23~28℃,天竺葵種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)最高。
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