劉 穎,焦重達,呂偉偉
(吉林市林業(yè)科學研究院,吉林 吉林 132013)
東部白松(Pinusstrobus)為松科(Pinaceae)、松屬(PinusL.)植物,常綠喬木,樹高可達30~50 m。樹皮光滑,幼齡時呈灰綠色,隨著年齡增長逐漸加深,呈暗灰褐色。針葉5針一束,長6~14 cm,呈藍綠色,對空氣污染的抵抗力強。近年來,由于其優(yōu)良特性而受到重視,在遼寧省和吉林省已成為很有發(fā)展前途的優(yōu)良用材樹種[1]。
種子活力即種子健壯度,代表種子內在的發(fā)芽、生長及生產的潛力[2]。白麗韻等總結了東部白松在遼寧省的播種育苗方法[3],馬鳳艷等對東部白松苗期生長規(guī)律進行了總結[4]。對于如何提高東部白松種子活力,從而提高苗木生產量的研究未見報道。筆者采用正交試驗設計對東部白松種子進行室內發(fā)芽試驗,探討種子活力,為東部白松種子繁育苗木提供參考。
為東部白松引種試驗林優(yōu)良母樹的種子,種子千粒重為21.48 g,試驗林位于吉林市林科院松花湖試驗林場。試驗于吉林市林科院育種試驗室內進行。
1.2.1種子的處理
采用95 %的酒精處理種子表面,用流水清洗,置于冷水中浸泡,冷水要一天一換。浸泡完畢后按照種子與沙子體積比1∶3混合均勻,放在密閉塑料盒中,置于4 ℃的冰箱內層積處理。
1.2.2 試驗設計
設置酒精處理時間(A)、冷水浸泡時間(B)、沙混層積處理時間(C)3個因素,每因素設置3個水平,按L9(34)正交表(表1)設計開展不同處理時間對東部白松種子活力測定、發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響試驗,共設置9個處理,每個處理選取100粒種子。分析三因素對種子活力的影響,篩選種子處理時間的最優(yōu)組合。
1.3.1活力測定
采用溴麝香草酚蘭(BTB)測定酸度改變的方法[4],通過觀測種子周圍環(huán)境酸堿度的變化進行種子活力測定,有活力的種子周圍會呈現黃色的暈圈,而無活力的種子則仍表現為藍色。制作質量分數1 %BTB瓊脂凝膠,將處理過的種子整齊地埋于盛有BTB瓊脂凝膠的培養(yǎng)皿中,在光照培養(yǎng)箱中35 ℃恒溫、無光培養(yǎng)2 h。觀察種子附近是否呈現較深黃色暈圈,統(tǒng)計并計算具活力種子的百分率。
1.3.2發(fā)芽試驗
參照標準發(fā)芽試驗,將細沙消毒,裝在培養(yǎng)皿中,供試種子埋于細沙中,深度0.5 cm。在光照培養(yǎng)箱中30 ℃恒溫、85 %恒濕、光照8 h條件下發(fā)芽,每天觀察記載種子發(fā)芽情況。40 d統(tǒng)計試驗結果,計算種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率公式如下:
發(fā)芽勢(%)=8 d內發(fā)芽的種子數/供試種子數×100
發(fā)芽率(%)=40 d內發(fā)芽的種子數/供試種子數×100
試驗數據采用Excel 2016進行統(tǒng)計,以SPSS25進行差異顯著性分析。
表1 不同處理時間對種子活力影響的正交試驗設計
從表2中可以看出,酒精處理時間對種子發(fā)芽勢的F=23.55,P=0.041<0.05;冷水浸泡時間對種子發(fā)芽勢的F=73.05,P=0.014<0.05、發(fā)芽率的F=53.73,P=0.02<0.05;層積處理時間對種子發(fā)芽勢的F=421.90,P=0.002<0.05、發(fā)芽率的F=1 245.08,P=0.001<0.05。說明冷水浸泡時間、層積處理時間對提高種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響均達到了顯著水平(P<0.05),3個因素對種子活力測定影響未達到顯著水平(P>0.05),酒精處理時間對發(fā)芽率的影響未達到顯著水平(P>0.05)。
表2 3個因素對種子活力影響的方差分析
極差可反映因素對測定指標影響的主次關系,極差越大表明該因素越重要。從表3中可以看出,影響種子活力測定、發(fā)芽勢和發(fā)芽率的主次水平的因素排序均為C>B>A,即層積處理時間是影響種子活力測定、發(fā)芽勢和發(fā)芽率的最主要因素,冷水浸泡時間次之,最后是酒精處理時間。
綜上,根據y1、y2和y3值確定,對提高種子活力的較佳組合為A1B2C3和A1B3C3,即不用酒精處理或用酒精快速清洗種子表面,在冷水中浸泡7~14 d,然后種子和沙子體積比1∶3混合均勻,放在密閉塑料盒中,置于4 ℃的冰箱內層積處理60 d,效果較好。
表3 3個因素對種子活力影響的極差分析
從表4中可以看出,在A處理中,酒精處理0 min的發(fā)芽勢高于酒精處理2 min和5 min,而不同酒精處理時間對種子活力測定和發(fā)芽率的影響不顯著;在B處理中,冷水浸泡處理14 d對種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響均較高,冷水浸泡時間對種子活力測定的影響不顯著,0 d和7 d對種子發(fā)芽率的影響不顯著;在C處理中,層積處理60 d發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著高于30 d,30 d發(fā)芽率和發(fā)芽勢顯著高于0 d,層積處理時間對種子活力測定的影響不顯著。
表4 3個因素對種子活力影響的多重比較
試驗中3個因素均有效提高了東部白松種子的各項活力指標,而且發(fā)芽勢和發(fā)芽率的差異顯著。其中,酒精處理0 min、冷水浸泡處理14 d、層積處理60 d為最佳組合,可顯著提高種子活力,能有效解除東部白松種子的生理休眠。
本研究使用酒精處理種子表面,可起到溶解松脂吸附的雜質和消除易引起霉變的細菌。通過試驗可知,酒精處理時間不宜過長,處理后要用流水清洗干凈。
冷水浸泡處理7~14 d、4 ℃低溫層積處理60 d的發(fā)芽率達100 %,說明對于東部白松種子,在充分吸收水分后,低溫層積60 d的效果較30 d的好。在一定程度上有助于種子休眠的解除,能促使種子內活性物質的快速集中,從而增強種子活力,促進種子萌發(fā)。但需要注意的是,層積時間不要過久,種子長出胚根,播種時易被碰斷,失去胚根的種子播種后不再出苗。