吳 濱 王 立
(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)
紅砂(Reaumurica soongorica),屬檉柳科(Tamaricaceae)紅砂屬(Reaumuria L.),別名琵琶柴[1],高80 cm,多數(shù)小枝呈曲拐狀,當(dāng)年生枝肉質(zhì)棕紅色,老枝灰褐色或淡棕色。葉細(xì)小,短圓柱形,長(zhǎng)2~4 mm,葉表面常具灰白色鹽霜,角質(zhì)層極厚,氣孔數(shù)很少,表面積極小且下陷很深。種子為蒴果,全面被淡褐色長(zhǎng)毛,具蠟層質(zhì)[2,3]。紅砂屬植物起源于第三紀(jì),是包括亞洲中部在內(nèi)的“古地中海區(qū)系”沿岸地域的代表種之一[3],全世界約有12 種,我國(guó)有4種2個(gè)變種[4]。
紅砂喜光、耐鹽、耐寒、耐干旱、耐瘠薄、抗鹽堿及抗風(fēng)沙,同時(shí)具有改良土壤、維持生態(tài)平衡等作用[5],是防止干旱土地荒漠化的重要生物屏障[6-8]。我國(guó)西北地區(qū)荒漠,經(jīng)常將紅砂作為防風(fēng)固沙樹種和藥用飼用植物[9,10]。
研究表明,溫度較低時(shí),紅砂種子即可發(fā)芽,但速度緩慢,所需時(shí)間較長(zhǎng),在最適溫度下種子能快速發(fā)芽,20~30 ℃為適宜的發(fā)芽溫度,但發(fā)芽速度依次減弱;在18 ℃低溫逆境條件下,種子活力明顯降低,尤其是低活力水平的毛子,受低溫影響更大,發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均明顯降低;在最適溫度范圍內(nèi),溫度有增加苗高和根長(zhǎng)的作用;30 ℃有利于幼苗生長(zhǎng),20~30 ℃變溫有利于幼根生長(zhǎng)[11-13]。
Harrington 等曾指出,在含水量為5%~14%時(shí),種子壽命隨著含水量的增加而逐漸縮短[14]。Ellis等早期研究表明,降低種子含水量,種子可在較高溫度下貯藏,其效果與較高含水量、低溫貯藏相同,貯藏溫度是影響種子活力的一個(gè)關(guān)鍵因素[15]。研究發(fā)現(xiàn),溫度與種子壽命的關(guān)系規(guī)律為:0~50 ℃,溫度每上升5 ℃,種子壽命會(huì)縮短1/2[16]。
目前,對(duì)于紅砂的研究集中在繁殖特性、種子萌發(fā)特性、種子萌發(fā)對(duì)鹽脅迫或干旱的響應(yīng)機(jī)制等方面[17],有關(guān)溫度對(duì)紅砂種子活力影響的研究甚少。本文主要結(jié)合試驗(yàn)探討不同溫度對(duì)紅砂種子活力的影響,以便提高紅砂種子培育效率。
供試紅砂種子于2016 年7 月采自甘肅省武威市(地處N 38°44′、E 103°10′,海拔1 343 m)。種子采回后于室外曬干,除去種殼,選取健壯飽滿、無(wú)損傷和無(wú)蟲害的種子置于紙袋中封口備用。
1.2.1 種子處理。將各個(gè)袋中的種子置于烘箱,分別在不同溫度和時(shí)間下處理。處理之后挑選大小、飽滿度基本一致的種子,用10%次氯酸鈉溶液浸泡種子30 min,用蒸餾水在流水條件下沖洗五六次,直到?jīng)]有次氯酸鈉溶液的氣味。
1.2.2 試驗(yàn)過程。種子經(jīng)高溫、浸種、消毒、沖洗后,均勻排放在鋪有2層濾紙、直徑為90 mm的培養(yǎng)皿中(培養(yǎng)皿預(yù)先消毒,用黑色記號(hào)筆在培養(yǎng)皿底部做標(biāo)記,防止混淆),每個(gè)培養(yǎng)皿中擺放100 粒種子[4]。種子處理溫度分別為25、30、35、40、45、50、55、60、65 ℃和70 ℃,處理時(shí)間分別為24、48、72 h,以及對(duì)照組CK(未做溫度處理),每個(gè)溫度設(shè)置3個(gè)重復(fù)。將裝有種子的培養(yǎng)皿放置在實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)臺(tái)上,在室溫25 ℃下觀察發(fā)芽情況(種子萌發(fā)以胚根突破種皮為標(biāo)準(zhǔn))。每天按時(shí)觀察并用滴管補(bǔ)充足量水分(蒸餾水),以浸潤(rùn)濾紙為標(biāo)準(zhǔn),每隔48 h更換一次濾紙,保持苗床干凈,防止種子發(fā)霉。觀察種子發(fā)芽間隔為24 h,安置發(fā)芽當(dāng)天為第1 天,每天按時(shí)觀察并統(tǒng)計(jì)記錄種子發(fā)芽數(shù)量,連續(xù)3 d沒有種子發(fā)芽時(shí)結(jié)束發(fā)芽試驗(yàn)。
表1 不同溫度對(duì)紅砂種子發(fā)芽勢(shì)的影響
由圖1 可知,在25 ℃(常溫組)和30 ℃下,不同時(shí)間處理的發(fā)芽率變化不大;30 ℃下處理72 h的發(fā)芽率略高于25 ℃下不同時(shí)間處理以及30 ℃下24、48 h 處理;在35 ℃下,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),發(fā)芽率呈上升趨勢(shì);在40 ℃下,隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),發(fā)芽率呈降低趨勢(shì),處理48 h 和處理72 h 發(fā)芽率差異不大,40 ℃下處理24 h 發(fā)芽率最高,為75.3%;50、55、60、65 ℃和70 ℃下處理72 h發(fā)芽率均低于常溫處理。
由此得出,在40 ℃溫度環(huán)境下,紅砂發(fā)芽率最高,可能是這個(gè)溫度范圍內(nèi)種子體內(nèi)的酶活性最高,有助于提高發(fā)芽率;當(dāng)溫度高于或低于40 ℃時(shí),種子體內(nèi)的酶活性降低,發(fā)芽率隨之下降。
通過對(duì)比各處理時(shí)間均值發(fā)現(xiàn),處理24 h 的平均發(fā)芽勢(shì)為49%;處理48 h 和72 h 的平均發(fā)芽率為45%。結(jié)果表明,處理24 h與常溫處理(50%)發(fā)芽勢(shì)變化不大,處理48 h與處理72 h沒有變化,均為45%。
通過對(duì)比各處理溫度均值發(fā)現(xiàn),30 ℃的平均發(fā)芽率為36.78%,35 ℃的平均發(fā)芽率為43.45%,40 ℃的平均發(fā)芽率為57.44%,45 ℃的平均發(fā)芽率為44.22%,50 ℃的平均發(fā)芽率為44.89%,55 ℃的平均發(fā)芽率為47.78%,60 ℃的平均發(fā)芽率為39.44%,65 ℃的平均發(fā)芽率為50.33%,70 ℃的平均發(fā)芽率為47%(見表1)。在40 ℃下,紅砂種子發(fā)芽勢(shì)最高,為57.44%??傮w來看,隨著溫度的升高,紅砂種子的發(fā)芽勢(shì)呈現(xiàn)先增后減的趨勢(shì)。
如表2所示,在25 ℃下,處理24、48、72 h的發(fā)芽時(shí)間均為9 d;在24 h 處理下,除25 ℃和70 ℃發(fā)芽時(shí)間為9 d外,其他均為10 d;在48 h處理下,平均發(fā)芽時(shí)間為10 d,其中60 ℃為13 d;在72 h 處理下,平均發(fā)芽時(shí)間為10 d,其中35、55 ℃為12 d??傮w來看,在不同時(shí)間處理下,平均發(fā)芽時(shí)間沒有變化,均為10 d;在不同溫度處理下,隨著溫度的升高,發(fā)芽時(shí)間呈現(xiàn)出先增后減的趨勢(shì),差距為一兩天。這表明不同溫度、不同處理時(shí)間對(duì)發(fā)芽時(shí)間的影響不大。
表2 不同溫度對(duì)紅砂種子發(fā)芽時(shí)間的影響
試驗(yàn)結(jié)果表明,紅砂種子發(fā)芽率隨著處理溫度的升高,在25~40 ℃呈上升趨勢(shì),50~70 ℃與常溫組25 ℃相比呈下降趨勢(shì),總體表現(xiàn)為先增后減。隨著溫度的變化,紅砂種子的發(fā)芽勢(shì)沒有顯著變化。隨著時(shí)間的延長(zhǎng),紅砂種子的發(fā)芽勢(shì)呈降低趨勢(shì)。在高溫條件下,活力低的種子會(huì)失活,活力高的種子隨著溫度的增加而活力會(huì)降低。隨著處理溫度的升高,發(fā)芽勢(shì)呈先增后減的趨勢(shì),在40 ℃時(shí)達(dá)到最高。不同溫度對(duì)發(fā)芽時(shí)間的影響不大,在不同處理時(shí)間下,平均發(fā)芽時(shí)間沒有變化,均為10 d。