歐洲垂枝樺不同種源種子形態(tài)及萌發(fā)特性研究

摘要： ?以引進(jìn)俄羅斯歐洲垂枝樺不同種源種子為材料，對不同種源種子形態(tài)及其萌發(fā)特性進(jìn)行研究的結(jié)果表明：不同種源種子吸水量沒有顯著差異，而在種長、種寬、種厚、翅長、翅寬、千粒重、含水率、生活力、發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)存在顯著差異;新西伯利亞種源種子最大、質(zhì)量最重、發(fā)育最好、有生活力種子高達(dá)82.75%;采用混雪冷藏處理種子萌發(fā)能力最強(qiáng)，新西伯利亞種源種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別達(dá)到67.63%、55.41%、27.19;而對照種源采用低溫冷藏處理種子萌發(fā)效果最差，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為38.51%、32.42%、11.89。

關(guān)鍵詞： ?歐洲垂枝樺; ?不同種源; ?種子萌發(fā)

中圖分類號： ? S 722. 1， ?S 792. 159 ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： ? A ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1001 - 9499（2020）02 - 0006 - 04

歐洲垂枝樺（Betula pendula）屬樺木科樺木屬中型落葉喬木，具有自然樹齡長、能耐極寒、生長迅速、材質(zhì)優(yōu)良等特性[ 1 - 5 ]。歐洲垂枝樺材質(zhì)較硬、富有彈性、結(jié)構(gòu)均勻、心邊材沒有差別、纖維較長，特別適合生產(chǎn)液體包裝紙板、高級印刷紙張和膠合板材的木材[ 4， 5 ];其樹型優(yōu)美，樹冠圓錐形，枝條細(xì)長下垂，葉色季相變化多彩，樹皮白色，是一種優(yōu)良的園林綠化景觀樹種。由于歐洲垂枝樺具有極高材用和觀賞價值，使其成為了歐洲北部及東部國家重要培育的森林樹種[ 1 ]。我國對歐洲垂枝樺的引進(jìn)較晚，培育資源數(shù)量較少，難以滿足日益增長的市場需求。播種育苗因其繁殖費用低、繁殖效率高、繁殖苗木數(shù)量多等優(yōu)點，成為了歐洲垂枝樺常用的育苗方式[ 1 - 3 ]，而目前針對歐洲垂枝樺種子形態(tài)特征及萌發(fā)特性方面的研究較少[ 1， 5 ]。本試驗以引進(jìn)俄羅斯歐洲垂枝樺不同種源種子為材料，研究了種子形態(tài)、生活力、吸水量及不同種子處理方式對種子萌發(fā)的影響，以期為歐洲垂枝樺種苗繁育提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

試驗材料為引進(jìn)俄羅斯阿爾泰、巴爾瑙爾和新西伯利亞3個種源歐洲垂枝樺種子，并以本地白樺種子作為對照，采集種子于4 ℃下密封貯存。

1. 2 試驗方法

1. 2. 1 種子表型性狀測定

隨機(jī)選取不同種源種子各50粒，重復(fù)3次，用電子游標(biāo)卡尺測量種子長度、種子寬度、種子厚度、種翅長度、種翅厚度;隨機(jī)選取不同種源種子各1 000粒，重復(fù)3次，用電子天平稱重種子千粒重;每個種源各稱取3 g種子，重復(fù)3次，采用105 ℃烘箱烘干至恒重，測定種子含水量。

1. 2. 2 種子生活力測定

采用三苯基氯化四唑法（TTC染色法）對不同種源種子生活力進(jìn)行測定，每個種源隨機(jī)選取100粒種子，重復(fù)3次，浸泡于20～30 ℃水中48 h，再將種子縱剖，在38 ℃下0.5%TTC溶液中染色3 h，按國際種子檢驗規(guī)程上標(biāo)準(zhǔn)圖鑒定種子的生活力。

1. 2. 3 種子吸水量測定

隨機(jī)稱取不同種源種子3 g，重復(fù)3次，浸泡于蒸餾水中置于25 ℃恒溫箱中自然吸脹，每隔1 h取出種子，吸干種子表面浮水稱重，直至恒重，測定種子吸水量。

1. 2. 4 種子萌發(fā)試驗

隨機(jī)選取不同種源種子各1 000粒，重復(fù)3次，分別置于4 ℃冰箱冷藏、濕沙貯藏和混雪貯藏，至翌年5月進(jìn)行發(fā)芽試驗。

1. 3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)采用SSPS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，采用Duncan檢驗進(jìn)行多重比較，并采用Sigma Plot 12.5進(jìn)行作圖。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同種源種子表型性狀

由表1可知，歐洲垂枝樺不同種源種子表型性狀值存在顯著差異。種子長度最大的種源是巴爾瑙爾（3.16 mm），最小的為對照（2.15 mm）;種子寬度最大的種源是新西伯利亞（4.29 mm），最小的為對照（2.95 mm）;種子厚度最大的種源是新西伯利亞（0.32 mm），最小的為對照（0.21 mm）;種翅長度最大的種源是巴爾瑙爾（3.15 mm），最小的為對照（2.14 mm）;種翅寬度最大的種源是新西伯利亞（1.51 mm），最小的為對照（0.95 mm）;種子千粒重以新西伯利亞種源的最大（0.32 g），而對照的千粒重最小（0.16 g）。其中，巴爾瑙爾種源的種子含水率最高，為12.78%，對照種源種子含水率最低，為9.51%。由此可以看出，新西伯利亞種源的種子最大、千粒重最重，且處于安全含水率范圍，因此質(zhì)量最好，而對照種源種子質(zhì)量最差。歐洲垂枝樺不同種源的種子質(zhì)量依次為新西伯利亞種源、巴爾瑙爾種源、阿爾泰種源、對照。

2. 2 不同種源種子生活力

由表2可知，新西伯利亞種源有生活力的種子最高可達(dá)82.75%;巴爾瑙爾種源和阿爾泰種源有生活力的種子也比較高，分別為79.25%和75.24%;對照種源有生活力的種子最低為47.51%。阿爾泰種源無生活力的種子最少為8.75%;對照種源無生活力的種子多達(dá)34.51%。同樣歐洲垂枝樺空粒種子也較少，新西伯利亞種源空粒種子最少為8.01%;對照種源空粒種子多達(dá)17.98%。由此可以看出，歐洲垂枝樺有生活力的種子均在75%以上，而且無生活力和空粒種子都比較少，說明歐洲垂枝樺不同種源的種子發(fā)育良好，有利于進(jìn)行播種繁殖。

2. 3 不同種源種子吸水量

由圖1可知，不同種源種子吸水量隨著吸水時間的延長而增加，最終種子吸水量分別為對照88.15%、阿爾泰種源87.33%、新西伯利亞種源85.83%、巴爾瑙爾種源85.63%。當(dāng)種子吸脹1 h后，阿爾泰、巴爾瑙爾和新西伯利亞種源種子吸水量顯著高于對照;而從種子吸脹2 h后，巴爾瑙爾、阿爾泰和新西伯利亞種源種子吸水量低于對照，但不同種源種子吸水量之間不存在顯著差異。不同種源種子吸脹速度在1～2 h內(nèi)最快，吸脹6 h后不同種源種子吸水量基本趨于飽和（水溫25 ℃），說明不同種源種皮透水性良好，在水分充足時不同種源種子能迅速吸水，為萌發(fā)做準(zhǔn)備。

2. 4 不同種源種子萌發(fā)

由表3可知，不同種子處理方式對不同種源種子萌發(fā)的影響不同。混雪冷藏處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為58.61%、48.24%、22.33;濕沙冷藏處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為53.81%、44.75%、19.82;低溫冷藏處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為50.12%、41.07%、17.31?；煅├洳靥幚淼姆N子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)顯著高于濕沙冷藏處理，兩者又都顯著高于低溫冷藏處理種子。混雪冷藏處理中，新西伯利亞種源種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)最高，分別為67.63%、55.41%、27.19;而對照種源種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)最低，分別為43.28%、35.51%、13.82。不同種源種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)從高到低分別為新西伯利亞、巴爾瑙爾、阿爾泰、對照種源。

3 結(jié)論與討論

3. 1 種子作為林木繁殖器官，其表型性狀在相同樹種內(nèi)具有相對的穩(wěn)定性，而在種源間、種源內(nèi)個體間會存在著一些差異。這些種子表型性狀差異可以作為分類鑒定、遺傳育種等重要參考依據(jù)，同時也會對種子擴(kuò)散、出土萌發(fā)、幼苗生長和競爭能力等早期生長發(fā)育有著密切的影響[ 1 ]。歐洲垂枝樺不同種源種子表型性狀比較分析表明，不同種源種子表型性狀存在著顯著差異，其種子表型性狀優(yōu)良從高到低分別為新西伯利亞、巴爾瑙爾、阿爾泰和對照種源。新西伯利亞種源因其種子形狀最大、千粒重最重，而且種子還處于安全含水率范圍內(nèi)，所以其種子質(zhì)量最好。

3. 2 種子生活力是反映種子品質(zhì)優(yōu)劣的一個重要指標(biāo)，在實際工作中主要是采用化學(xué)方法快速測定[ 6 ]。目前常用測定種子生活力的方法是化學(xué)試劑染色法，其中三苯基氯化四唑法（TTC染色法）是國內(nèi)外通用的標(biāo)準(zhǔn)方法。通過TTC染色法對歐洲垂枝樺不同種源種子生活力測定發(fā)現(xiàn)，不同種源種子生活力存在著顯著差異，并且不同種源種子生活力都顯著高于對照。其中新西伯利亞、巴爾瑙爾和阿爾泰種源都在75%以上，而且無生活力和空粒種子都比較少，說明新西伯利亞、巴爾瑙爾和阿爾泰種源種子品質(zhì)優(yōu)良，有利于種子繁殖。

3. 3 水分是調(diào)節(jié)種子萌發(fā)的一個關(guān)鍵生態(tài)環(huán)境因素，其調(diào)控著種子萌發(fā)啟動和發(fā)芽速率[ 3 ]。種子只有吸收充足水分后才能完成萌發(fā)啟動過程，這也是種子長期適應(yīng)生態(tài)環(huán)境的結(jié)果，因此對種子吸水量的研究能更好地了解種子萌發(fā)特性[ 2 ]。通過對歐洲垂枝樺不同種源種子吸水量的測定發(fā)現(xiàn)，不同種源種子吸水量隨著吸脹時間的延長而增加，在吸脹6 h后，不同種源種子吸水量基本趨于飽和（水溫25 ℃），最終不同種源種子吸水量在85.63%～88.15%之間，說明不同種源種子有相對一致的吸水進(jìn)程，不同種源種子之間的最終吸水量沒有差異。

3. 4 發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)是種子萌發(fā)能力的重要指標(biāo)，也是種子播種品質(zhì)的重要指標(biāo)[ 5 ]。種子萌發(fā)能力強(qiáng)，表示種子活力旺盛、萌發(fā)速度快而整齊、播種后出苗率高[ 6 ]。種子萌發(fā)能力是進(jìn)行種子分級、調(diào)整貯藏條件、進(jìn)行種子調(diào)撥、選拔優(yōu)良種子的重要依據(jù)。通過不同種源種子處理萌發(fā)試驗測定發(fā)現(xiàn)，種子混雪冷藏處理萌發(fā)能力最好，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)分別為58.61%、48.24%、22.33，種子濕沙冷藏處理萌發(fā)能力次之，種子低溫冷藏處理萌發(fā)能力最差。不同種源種子的萌發(fā)能力從高到低分別為新西伯利亞、巴爾瑙爾、阿爾泰、對照種源。

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第1作者簡介： ?梁立東（1982-）， ?男， ?碩士， ?高級工程師， ?主要從事樹木組織培養(yǎng)及種苗培育和森林培育等方面的研究工作。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（責(zé)任編輯： ? 張亞楠）

Abstract The seed morphological characteristics and germination characteristics of different provenances were studied by introducing Russian different provenance seeds from Betula pendula. The results showed that there were no significant differences in seed water absorption ratin different provenances， but there were significant differences in seed length， seed width， seed thickness， seed wing length， seed wing width， 1000-grain weight， moisture content， viability， germination rate， germination potential and germination index; Novosibirsk has the largest seed， the highest quality， the best development， and the viable seeds were up to 82.75%; The seed germination ability of the mixed snow storage treatment was the strongest， and the germination rate， germination potential and germination index of the seeds of Novosibirsk reached 67.63%， 55.41% and 27.19， respectively while the seed germination ability from the control provenances were the worst and the germination rate， germination potential and germination index were 38.51%， 32.42% and 11.89% respectively.

Key words Betula pendula; ?Different provenances; ?Seed germination