劉長青 王小平 古麗娜爾·巴合提別克
(1 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)林業(yè)工作管理總站,新疆 烏魯木齊 830011;2 新疆農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院園林科技學(xué)院,新疆 昌吉 831100;3 新疆石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,新疆 石河子 832000)
白榆(Ulmus pumila)為榆科榆屬落葉喬木,亦稱榆樹或家榆[1]。白榆在我國栽培歷史悠久,是華北、西北、東北地區(qū)的優(yōu)良鄉(xiāng)土樹種,是防護(hù)林和鹽堿地造林的主要樹種。歐洲大葉榆(Ulmus laevis)為榆科榆屬落葉喬木或灌木植物,分布于朝鮮、內(nèi)蒙古、遼寧、甘肅及青海東部[2,3]。
種子萌發(fā)是植物生長發(fā)育過程中的關(guān)鍵時期,也是最為脆弱敏感的發(fā)育階段,這一階段種子萌發(fā)特性對于良種繁育具有重要意義[4,5]。目前,國內(nèi)有很多研究人員對各種植物的種子萌發(fā)特性進(jìn)行了探討,有效促進(jìn)了林木良種繁育、森林經(jīng)營等行業(yè)的發(fā)展[6-9]。因此,研究出榆樹種子發(fā)芽最適宜溫度條件,對榆樹栽培方面具有很大的幫助。旨在探討榆樹種子最適宜的發(fā)芽溫度及發(fā)芽的極限溫度,以期為榆樹栽培提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
供試白榆和歐洲大葉榆種子于2017 年5 月采集于石河子市。該地區(qū)年平均氣溫為5~9℃,年降雨量為297.6mm,主要集中在5~7 月,最高氣溫可達(dá)39℃,最低氣溫可降至-30℃[10]。試驗日期為2017 年5 月15 日~2017 年5 月28 日。
1.2.1 不同溫度下發(fā)芽試驗設(shè)計。選擇籽粒飽滿、發(fā)育良好的成熟種子,將其均勻置于墊濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中。其中,5℃和10℃條件下,將榆樹種子置于冰箱中;15℃時,將種子置于光照培養(yǎng)箱中;20℃、25℃時,種子在溫箱中培養(yǎng)。試驗設(shè)4次重復(fù),每次重復(fù)40 粒種子。種子發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)以胚根出現(xiàn)為準(zhǔn),每天每8h 統(tǒng)計1 次種子發(fā)芽數(shù)量。試驗進(jìn)行至第14d 結(jié)束。保持濾紙濕潤,直到連續(xù)2d 沒有新種子發(fā)芽時視為發(fā)芽結(jié)束。統(tǒng)計發(fā)芽種子數(shù),計算發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢。
1.2.2 發(fā)芽指標(biāo)的計算。發(fā)芽率(G)=種子總發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%;發(fā)芽指數(shù)(G1)=Σ(Gt/Dt),Gt 指在時間t 的發(fā)芽數(shù),Dt 指相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù);發(fā)芽勢=種子發(fā)芽數(shù)達(dá)到高峰時的正常發(fā)芽種子的總數(shù)/供試種子總數(shù)×100%。
白榆種子在5~25℃溫度范圍內(nèi),發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽天數(shù)不斷升高,白榆種子最適宜發(fā)芽溫度是25℃。歐洲大葉榆種子在5℃條件下的無種子發(fā)芽,在10℃、15℃、20℃、25℃下,歐洲大葉榆種子發(fā)芽率、發(fā)芽天數(shù)不斷升高,而歐洲大葉榆發(fā)芽指數(shù)隨溫度升高呈先升高、后降低的趨勢,20℃是歐洲大葉榆種子最適宜發(fā)芽溫度。白榆種子和歐洲大葉榆種子的發(fā)芽勢隨溫度升高呈先升高、后降低的趨勢(表1)。
表1 不同溫度處理對兩種榆樹種子發(fā)芽特性的影響
在5℃、10℃的低溫處理和15℃、20℃、25℃的恒溫處理下,種子的發(fā)芽過程有所不同。白榆在5~25℃均可發(fā)芽,歐洲大葉榆在10~25℃時能發(fā)芽,白榆種子的最適宜發(fā)芽溫度是25℃,種子發(fā)芽周期為4d,2~4d 是發(fā)芽高峰期,這期間種子發(fā)芽率達(dá)到最高,為83.13%~96.25%。歐洲大葉榆種子在5℃條件下的發(fā)芽率為0,在20℃條件下發(fā)芽率比在其他溫度條件下有大幅度提高(表1、圖1)。因此,確定榆樹種子發(fā)芽的最適溫度,對于確定種子的適宜播種期和規(guī)范化種植具有一定的意義。
圖1 不同溫度下各榆樹種子的發(fā)芽率結(jié)果
白榆種子在5~25℃溫度范圍內(nèi),隨著溫度的升高,發(fā)芽指數(shù)也增大。15℃、20℃時發(fā)芽指數(shù)較大,在25℃培養(yǎng)條件下,發(fā)芽指數(shù)達(dá)到高峰值,5℃時發(fā)芽指數(shù)最低;歐洲大葉榆在10~25℃溫度范圍內(nèi),發(fā)芽指數(shù)隨著溫度的升高呈先升高、后降低的趨勢;在20℃培養(yǎng)條件下,發(fā)芽指數(shù)最大,而5℃時為0,沒有發(fā)芽,歐洲大葉榆種子在極端的低溫下不能正常發(fā)芽(表1)。
白榆種子的發(fā)芽勢隨著溫度的升高呈先升高、后降低的趨勢。在10℃培養(yǎng)條件下,發(fā)芽勢最高;5℃時發(fā)芽勢最低;歐洲大葉榆種子的發(fā)芽勢也隨著溫度的升高呈先升高、后降低的趨勢,在20℃培養(yǎng)條件下,發(fā)芽勢最高,5℃時無種子萌發(fā)(表1)。
始發(fā)芽天數(shù)和發(fā)芽天數(shù)在5℃條件下,白榆種子不但始發(fā)芽天數(shù)較長,且約2 周才發(fā)芽完畢,發(fā)芽不整齊。而歐洲大葉榆在5℃條件不能發(fā)芽;10℃、15℃條件下,白榆種子從第3d 即開始發(fā)芽,但發(fā)芽天數(shù)不一樣,10℃時10d 內(nèi)發(fā)芽結(jié)束,15℃時第5d 就發(fā)芽結(jié)束了;在20℃條件下,第2d 即開始發(fā)芽,發(fā)芽速度快,發(fā)芽時間較集中,4d 內(nèi)發(fā)芽結(jié)束,發(fā)芽較整齊;25℃條件下,種子始發(fā)芽天數(shù)最少,第2d 即開始發(fā)芽,發(fā)芽速度最快,發(fā)芽較整齊,3d 內(nèi)發(fā)芽結(jié)束??梢?5℃是白榆種子的最佳發(fā)芽溫度,其次為恒溫15℃和20℃。歐洲大葉榆在10℃、15℃、25℃條件下,始發(fā)芽天數(shù)有幾天的差別,但都是11d 內(nèi)發(fā)芽結(jié)束,發(fā)芽速度慢,不太適合種子發(fā)芽。20℃條件下,第3d 開始發(fā)芽,第10d 發(fā)芽結(jié)束,發(fā)芽較整齊,是最適宜歐洲大葉榆發(fā)芽的溫度(表1)。
(1)白榆在5~25℃均可發(fā)芽,而歐洲大葉榆在10~25℃時能發(fā)芽。25℃是白榆種子的最適宜發(fā)芽溫度,20℃是歐洲大葉榆種子的最適宜發(fā)芽溫度。
(2)白榆種子是隨著溫度的升高,發(fā)芽指數(shù)也增大。歐洲大葉榆的發(fā)芽指數(shù)隨著溫度的升高呈先升高、后降低的趨勢。
(3)白榆種子和歐洲大葉榆種子的發(fā)芽勢隨著溫度升高呈先升高、后降低的趨勢。
(4)始發(fā)芽天數(shù)和發(fā)芽天數(shù)在5℃條件下,白榆種子不但始發(fā)芽天數(shù)較長,且約2 周才發(fā)芽完畢,發(fā)芽不整齊,而歐洲大葉榆在5℃條件不能發(fā)芽。