赤霉素浸泡對薄殼山核桃種子萌發(fā)的影響

肖之炎，汪芳玲，韓夢壯，汪 楊，段藝璇，姜德志，徐永杰

（1.武漢市林業(yè)工作站，武漢 430023；2.湖北省林業(yè)科學研究院，武漢 430075）

薄殼山核桃（Carya illinoensis）又名長山核桃、美國薄殼山核桃，屬胡桃科山核桃屬植物，具有用途廣、受益期長、經(jīng)濟效益高等特點［1］。薄殼山核桃種子在自然環(huán)境下需要經(jīng)過一段休眠期后才能發(fā)芽［2，3］，所以在實際生產(chǎn)中薄殼山核桃種子萌發(fā)率不高、出苗不規(guī)律，嚴重阻礙了薄殼山核桃集約化、優(yōu)質(zhì)化育苗進程［4］。經(jīng)適宜濃度赤霉素浸種催芽后，烏桕、楠木等種子發(fā)芽率明顯提高［5-7］。但有關(guān)赤霉素對薄殼山核桃種子萌發(fā)的影響研究報道較少，試驗通過研究赤霉素在一定濃度下對薄殼山核桃種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，篩選出合適的種子處理方法，為薄殼山核桃的規(guī)?；耘嗪陀缣峁┮罁?jù)［8］。

1 材料與方法

1.1 材料

市場上購買產(chǎn)自美國的薄殼山核桃種子，所用赤霉素為含量≥90%的分析純。

1.2 方法

1.2.1 種子吸水特性 隨機挑選大小均勻、飽滿無病蟲危害的干燥種子，分為3 組，每組20 粒。稱取干重后，分別裝入3 個敞口玻璃瓶，用清水浸泡30 d，每天換水1～2 次。每隔24 h 從清水中取出，用布擦干表面水分后稱重。

1.2.2 赤霉素對薄殼山核桃萌發(fā)的影響 赤霉素浸泡試驗共設(shè)置7 個處理，①不浸泡直接催芽；②清水浸泡1 d 后催芽；③赤霉素浸泡1 d 后催芽；④清水浸泡7 d 后催芽；⑤赤霉素浸泡7 d 后催芽；⑥清水浸泡30 d 后催芽；⑦赤霉素浸泡30 d 后催芽。每個處理設(shè)置3 個重復，每個重復50 粒種子。赤霉素浸泡濃度為150 mg/L［9］。

催芽時，將紫外線消毒2 h 后的毛巾用蒸餾水浸泡至飽和，鋪在托盤上。將處理后的種子均勻擺放在濕毛巾上，蓋上同樣處理的毛巾，放入恒溫培育箱（HED-590L），溫度設(shè)定為（31±1）℃，濕度設(shè)定為（85±5）%，暗培養(yǎng)。每天計算發(fā)芽種子數(shù)量后更換毛巾。催芽結(jié)束（約60 d）后，測定各處理萌發(fā)幼苗的胚根、胚芽長度和粗度。

1.2.3 吸水率和發(fā)芽率計算 根據(jù)吸水后種子的重量變化計算吸水速率。

式中，Q0為每組20 粒薄殼山核桃種子浸種前干種子的質(zhì)量；Qn為浸種后某一測量時間點種子的質(zhì)量；Qn-1為浸種后Qn前一個測量時間點種子的質(zhì)量，t為間隔時間（1 d）。

試驗數(shù)據(jù)用Microsoft Excel 處理，采用SPSS 22.0 軟件統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 薄殼山核桃種子的吸水特性

圖1 為薄殼山核桃種子隨浸泡時間延長的吸水率，圖2 為薄殼山核桃種子隨浸泡時間延長的吸水速率。從圖1、圖2 可以看出，薄殼山核桃種子浸泡過程中，吸水大致經(jīng)過快速吸水期（0～1 d）、緩慢吸水期（2～12 d）、平緩吸水期（13～30 d）、吸水停滯期（31 d 后）。在快速吸水期，種子吸水率達到7.02%，吸水速率達到5.77 g/d。緩慢吸水期結(jié)束時，種子吸水率達到23.89%，當天吸水速率僅為0.43 g/d，而在平緩吸水期結(jié)束時，種子吸水率達到35.58%，當天吸水速率為0。說明薄殼山核桃播種前浸泡時間最長為30 d，最短浸泡時間應(yīng)不低于12 d。

圖1 薄殼山核桃種子平均吸水率

圖2 薄殼山核桃種子平均吸水速率

2.2 赤霉素對薄殼山核桃種子萌發(fā)的影響

圖3 為不同處理下薄殼山核桃種子的萌發(fā)進程。從圖3 可知，當薄殼山核桃種子不作任何浸泡處理進行催芽，10 d 開始發(fā)芽；在水中浸泡1 d 后進行催芽，5 d 開始發(fā)芽；在赤霉素中浸泡1 d 后進行催芽，7 d 開始發(fā)芽；在水中浸泡7 d 后進行催芽，8 d 開始發(fā)芽；在赤霉素中浸泡7 d 后進行催芽，8 d 開始發(fā)芽；在水中浸泡30 d 后進行催芽，6 d 開始發(fā)芽，在赤霉素中浸泡30 d 后進行催芽，6 d 開始發(fā)芽。水中浸泡1 d 進行催芽，發(fā)芽最早，且赤霉素浸泡對薄殼山核桃發(fā)芽速率影響不明顯。

圖3 不同處理下薄殼山核桃種子的萌發(fā)進程

薄殼山核桃種子不作任何浸泡處理、水中浸泡1 d、赤霉素中浸泡1 d、水中浸泡7 d、赤霉素中浸泡7 d、水中浸泡30 d、赤霉素中浸泡30 d 最終發(fā)芽率分別為45.33%、48.67%、48.00%、58.67%、27.33%、68.67%、25.33%，隨著赤霉素浸泡時間的延長，薄殼山核桃發(fā)芽率逐漸降低。

由赤霉素處理對薄殼山核桃種子發(fā)芽率的影響（圖4）可知，赤霉素和水浸泡處理1 d 后催芽，2 種處理方式發(fā)芽率沒有顯著差異，但是顯著高于不作浸泡處理的對照組。隨著赤霉素浸泡時間的延長，浸泡7 d 和30 d 發(fā)芽率分別為27.33%和25.33%，顯著低于清水處理，隨著赤霉素浸泡時間的延長，薄殼山核桃種子發(fā)芽率逐漸降低，赤霉素浸泡處理對薄殼山核桃種子萌發(fā)起到了一定的抑制作用。隨著清水浸泡時間的延長，薄殼山核桃種子發(fā)芽率逐漸升高，清水浸泡處理對薄殼山核桃種子萌發(fā)起到了一定的促進作用。

圖4 赤霉素處理對薄殼山核桃種子發(fā)芽率的影響

2.3 赤霉素對薄殼山核桃種子胚根胚芽生長的影響

表1 為不同處理對薄殼山核桃種子胚根和胚芽生長的影響。從表1 可知，不同處理對薄殼山核桃種子胚根長度生長無顯著影響。赤霉素浸泡7 d 和30 d 顯著增加了胚芽直徑，說明赤霉素浸泡促進了薄殼山核桃種苗的增粗生長。清水浸泡1 d 后，能顯著抑制胚根直徑，說明清水浸泡1 d 不利于薄殼山核桃種子萌發(fā)后胚根的生長。

表1 不同處理對薄殼山核桃種子胚根和胚芽生長的影響

3 討論

薄殼山核桃種子內(nèi)存在抑制萌發(fā)的物質(zhì)，播種前在清水中浸泡能減輕這種抑制從而促進種子萌發(fā)［4，10］，與本試驗中清水浸泡薄殼山核桃種子后催芽，能加速種子萌發(fā)并且顯著提高發(fā)芽率相吻合。

多次研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)適宜濃度赤霉素處理的種子發(fā)芽率均顯著提高［8，11］，而本試驗表明赤霉素浸泡只是加快了薄殼山核桃種子的萌發(fā)速度，經(jīng)浸泡1 d 處理才能顯著提高發(fā)芽率，長時間（7 d 和30 d）浸泡對薄殼山核桃種子的發(fā)芽率沒有提高反而有抑制作用，并且隨著浸泡時長的增加，這種抑制作用越來越強。其原因可能是薄殼山核桃種子粗脂肪含量極高，種子萌發(fā)過程中，粗脂肪水解成脂肪酸進一步生成糖類從而釋放能量［12，13］。赤霉素可以正向調(diào)節(jié)編碼油酰去飽和酶FAD3基因表達，促進飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化為不飽和脂肪酸［14］，抑制脂肪酸的分解。而種子維持高含量的亞麻酸和亞油酸會導致種子活力下降［15］，薛婷婷等［16］有相似的結(jié)論。

試驗發(fā)現(xiàn)，赤霉素浸泡薄殼山核桃種子7、30 d后，能顯著促進胚芽的增粗，再次證明赤霉素具有促進幼苗生長的作用［8］，胚芽生長旺盛進一步提高嫁接的成活率［17］，故赤霉素處理可能對薄殼山核桃的育苗有一定促進作用。

種子萌發(fā)過程會分泌出一種黏液，其可能為三酰甘油，而甘油常被用作保存種子，有可能是抑制核桃種子萌發(fā)的原因。

4 結(jié)論

通過研究薄殼山核桃種子吸水特性、不同浸泡處理對其萌發(fā)率和萌發(fā)后胚根和培養(yǎng)生長的影響，結(jié)果表明，薄殼山核桃種子浸泡過程中，吸水大致經(jīng)過快速吸水期（0～1 d）、緩慢吸水期（2～12 d）、平緩吸水期（13～30 d）、吸水停滯期（31 d 后）。清水中浸泡1 d 后進行催芽，發(fā)芽最早；清水浸泡7 d 后催芽利于薄殼山核桃種子萌發(fā)后種苗的生長。赤霉素浸泡處理對薄殼山核桃種子萌發(fā)起一定的抑制作用，且隨著赤霉素浸泡時間的延長，薄殼山核桃發(fā)芽率逐漸降低。赤霉素浸泡30 d 促進薄殼山核桃種苗的增粗生長。