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(1.新疆林業(yè)科學(xué)院,烏魯木齊 830063; 2.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院,遼寧 沈陽 110161)
鳶尾屬植物是多年生宿根草本植物,我國種質(zhì)資源豐富[1]。鳶尾屬植物品種繁多,適應(yīng)性強,花大色艷,花型奇特,是綠化城市的優(yōu)良材料之一,還可用于藥物和飼料[2],在切花和園林綠化上前景廣闊。
野生鳶尾植物主要采用分株繁殖[3],但繁殖系數(shù)低,還可利用播種繁殖,但大部分鳶尾種子具有休眠現(xiàn)象[4-5],出苗困難,給鳶尾資源引種栽培、育種等工作帶來了一定的困難,阻礙了其在園藝栽培、雜交育種上的應(yīng)用。大量學(xué)者對其種子休眠進行了研究[6-8],然而,不同鳶尾屬植物種子的休眠原因及促進其萌發(fā)措施各不相同。本研究以溪蓀(I.sanguineaDonn. ex Horn.)、馬藺(I.lacteaPall.var.chinensisKodiz.)和玉蟬花(I.ensataThunb.)3種野生鳶尾種子為材料,研究GA3、6-BA、KNO3、H2O2等4種藥劑處理種子提高其萌發(fā)的研究,以期篩選出較好的種子處理方法,旨在為我國鳶尾屬植物的種質(zhì)資源、雜交育種、擴繁及園林應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。
采收當(dāng)年成熟的種子為試驗材料。馬藺和溪蓀采自沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉基地,玉蟬花采自吉林省安圖縣二道白河。
1) GA3處理。先以蒸餾水充分浸種,然后再分別用濃度為50,100,200,300,400,500 mg/L的GA3處理浸種48 h。以蒸餾水浸種為對照。
2) 6-BA處理。100,200,300 mg/L的6-BA浸種48 h。
3) KNO3處理。0.1%、0.2%、0.4%的KNO3浸種48 h。
4) H2O2處理。0.1%、0.2%、0.4%的H2O2浸種24 h。
種子萌發(fā)的溫度30 ℃(8 h光照)/20 ℃(16 h黑暗),光照強度2 400~2 600 lx。以胚根露出種皮1 mm為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)。統(tǒng)計萌發(fā)率(馬藺培養(yǎng)90 d,其余鳶尾種類培養(yǎng)30 d,下同)、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)。每個處理3次重復(fù),每重復(fù)30粒種子。
計算公式如下:
萌發(fā)率(%)=(種子萌發(fā)數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;
萌發(fā)勢(%)=(萌發(fā)種子數(shù)達到高峰時的萌發(fā)數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;
萌發(fā)指數(shù)=∑(Gt/Dt)(式中:Gt為t時間內(nèi)萌發(fā)數(shù),Dt為相應(yīng)萌發(fā)日數(shù))。
實驗數(shù)據(jù)采用Excel軟件和SPSS 17.0專業(yè)版軟件進行方差分析。
從表1可以看出,不同濃度GA3處理對溪蓀種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)的影響差異不顯著,各處理間萌發(fā)率均可達到94.44%以上,萌發(fā)指數(shù)均可達到2.32以上。但萌發(fā)勢各處理間存在一定差異,其中GA3濃度為100 mg/L時,其萌發(fā)勢最大,為80.00%。
不同濃度GA3處理對馬藺種子的萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)的影響差異不顯著,各處理間萌發(fā)率均可達到10.00%以上,萌發(fā)指數(shù)均可達到0.06以上。但萌發(fā)勢各處理間存在一定差異,其中GA3濃度為100 mg/L時,其萌發(fā)勢最大,為32.22%。當(dāng)濃度大于300 mg/L則會抑制種子萌發(fā),表明GA3濃度過大則會抑制種子萌發(fā),說明GA3對提高馬藺種子萌發(fā)不明顯。
不同濃度GA3處理對玉蟬花種子的萌發(fā)率、萌發(fā)勢的影響差異不顯著,各處理間萌發(fā)率均可達到38.89%以上,萌發(fā)勢均可達到26.67%以上。但萌發(fā)指數(shù)各處理間存在一定差異,其中GA3濃度為300 mg/L時,其萌發(fā)指數(shù)最大,為2.49,說明GA3對提高馬藺種子萌發(fā)不明顯。
從表2可知,不同濃度6-BA處理對溪蓀種子的萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)的影響差異不顯著,各處理萌發(fā)率均可達到95.56%以上,萌發(fā)勢均可達到47.78%以上,萌發(fā)指數(shù)均可達到2.31以上,說明6-BA對提高溪蓀種子萌發(fā)影響不顯著。
表1 不同GA3濃度處理對種子萌發(fā)的影響
注:不同大寫字母表示差異極顯著(p<0.01),不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),n=3。下同。
表2 不同濃度6-BA處理對種子萌發(fā)的影響
馬藺種子經(jīng)不同濃度6-BA處理后,濃度300 mg/L與其它處理間的萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)差異顯著或極顯著,濃度300 mg/L的處理萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)均最大,分別為78.89%、44.45%、0.40。由此可見,6-BA對提高馬藺種子萌發(fā)有顯著促進作用,最適濃度為300 mg/L。
不同濃度6-BA處理對玉蟬花種子萌發(fā)勢的影響差異不顯著,各處理萌發(fā)勢均可達到37.78%以上。但對萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)的影響差異極顯著,當(dāng)濃度為100~300 mg/L時,萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)都極顯著高于對照,萌發(fā)率均達到78.89%以上,萌發(fā)指數(shù)均達到3.50以上。可見,6-BA對打破玉蟬花種子休眠產(chǎn)生極顯著促進作用,最適濃度為200 mg/L,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)分別為93.33%、50.00%、4.36。
從表3可知,不同濃度KNO3處理對溪蓀種子萌發(fā)率、萌發(fā)勢的影響差異不顯著,各處理萌發(fā)率均達到90%以上,萌發(fā)勢均達到41.11%以上。但對萌發(fā)指數(shù)影響差異顯著,當(dāng)KNO3濃度為0時,其萌發(fā)指數(shù)為2.39。由此可見,KNO3對提高溪蓀種子萌發(fā)無顯著促進作用。
表3 不同KNO3濃度處理對種子萌發(fā)的影響
不同濃度KNO3處理使馬藺種子的始萌發(fā)天數(shù)縮短6~16 d,對其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)的影響差異極顯著,當(dāng)KNO3濃度為0.1%~0.4%時,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)極顯著高于對照,其萌發(fā)率均達到86.67%以上,萌發(fā)勢均達到62.22%以上,萌發(fā)指數(shù)均達到0.48以上,且當(dāng)濃度為0.4%時,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢均最高,分別為90.00%、68.89%。由此可見,KNO3對提高馬藺種子萌發(fā)有極顯著促進作用,最適濃度為0.4%。
不同濃度KNO3處理對玉蟬花萌發(fā)率和萌發(fā)指數(shù)的影響差異不顯著,其萌發(fā)率均達到37.78%以上,萌發(fā)指數(shù)均達到1.91以上。但對萌發(fā)勢的影響差異不顯著,當(dāng)濃度為0.4%時,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)均最高,分別為55.56%、48.89%、2.66。由此可見,KNO3對提高玉蟬花種子的萌發(fā)無顯著促進作用,最適濃度為0.4%。
從表4可知,不同濃度H2O2處理對溪蓀種子的萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)的影響差異不顯著,其萌發(fā)率均達到88.89%以上,萌發(fā)勢均達到30.0%以上,萌發(fā)指數(shù)均達到2.16以上,當(dāng)濃度為0.2%時,其萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)均最高,分別為98.89%、2.31。由此可見,H2O2對提高溪蓀種子萌發(fā)無顯著促進作用。
不同濃度H2O2處理使馬藺種子的始萌發(fā)天數(shù)延遲10~16 d。當(dāng)濃度為0.1%~0.4%時,其萌發(fā)率極顯著高于對照,萌發(fā)率均達到85.56%以上。由此可見,H2O2對提高馬藺種子萌發(fā)有極顯著促進作用,最適濃度為0.1%,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)分別為86.67%、61.11%、0.50。
不同濃度H2O2處理使玉蟬花種子的始萌發(fā)天數(shù)縮短了3 d,對萌發(fā)率、萌發(fā)指數(shù)的影響差異顯著或極顯著,但對其種子萌發(fā)勢的影響差異不顯著。當(dāng)濃度為0.4%時,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)均最高,分別為50.00%、30.00%、2.66。由此可見,H2O2對提高玉蟬花種子萌發(fā)有顯著促進作用,最適濃度為0.4%。
表4 不同H2O2濃度處理對種子萌發(fā)的影響
許多藥劑可以促進種子萌發(fā)或打破休眠,GA3、濃H2SO4和過氧化物等氧化劑能解除種子休眠[9]。Holoway將種子層積處理后GA3浸泡,在恒溫21 ℃暗培養(yǎng)條件下,種子萌發(fā)率為95%[10]。研究證明,GA3能取代一些種子對低溫后熟、光暗處理等條件的需求[11]。GA3對喜鹽鳶尾、黃菖蒲、山鳶尾、西南鳶尾等種子萌發(fā)有顯著促進影響[12-14],但對玉蟬花種子不敏感[14],這與本實驗結(jié)果一致,本研究發(fā)現(xiàn),GA3對提高溪蓀、馬藺和玉蟬花種子萌發(fā)不明顯。
化學(xué)試劑處理的作用主要是通過化學(xué)溶液浸泡而改變種皮的物理性狀,使種皮軟化、破裂以增加種皮透性,從而加快物質(zhì)交換,提高種子萌發(fā)率[15]。有研究指出,細葉鳶尾、馬藺和變色鳶尾種子分別用濃H2SO4、NaOH及KNO3溶液浸泡處理后,萌發(fā)率顯著提高[16-18]。H2O2、KNO3對打破部分作物種子休眠促進種子萌發(fā)具有明顯作用[19-21],Lee Eunju等研究發(fā)現(xiàn),KOH、H2SO4對提高溪蓀種子萌發(fā)率不明顯,而用NaClO、HNO3則有效提高了其萌發(fā)率,發(fā)現(xiàn)用二甲苯效果最佳,其萌發(fā)率為83.0%[22]。本試驗中,6-BA、KNO3、H2O2對提高溪蓀種子萌發(fā)無顯著促進作用;6-BA、KNO3和H2O2對提高馬藺種子萌發(fā)有顯著促進作用,且效果明顯,最適濃度分別為300 mg/L、0.4%、0.1%,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)分別為78.89%、44.45%、0.40;90.00%、68.89%、0.49;86.67%、61.11%、0.50。6-BA和H2O2對提高玉蟬花種子萌發(fā)有極顯著或顯著促進作用,最適濃度分別為200 mg/L、0.4%,其萌發(fā)率、萌發(fā)勢、萌發(fā)指數(shù)分別為93.33%、50.00%、4.36;50.00%、30.00%、2.66。但KNO3對提高玉蟬花種子的萌發(fā)無顯著促進作用。由試驗結(jié)果可知,各藥劑對不同鳶尾種子萌發(fā)的影響與其濃度、種類關(guān)系緊密。在低濃度時,對馬藺、玉蟬花種子萌發(fā)有促進作用,而在高濃度時(大于最適濃度),則促進作用降低,因此,藥劑處理野生鳶尾種子時應(yīng)該摸索出合理的藥劑種類及濃度,才能達到更好的提高野生鳶尾種子萌發(fā)力及促進幼苗生長的效果。