3種中國特有槭屬植物種子萌發(fā)特性研究

吳超然 王熙 權(quán)鍵 劉東燕

摘要 ［目的］探索3種槭屬種子最佳處理方法。［方法］以五小葉槭、廟臺槭、秦嶺槭種子為試驗材料，研究不同種子處理方法、低溫層積處理時間對種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響。［結(jié)果］五小葉槭種子最佳處理方法是低溫層積210 d，種子的發(fā)芽率為36%，發(fā)芽勢36%；廟臺槭種子最佳處理方法為低溫層積240 d，種子的發(fā)芽率為33%，發(fā)芽勢為30%；秦嶺槭種子最佳處理方法是低溫層積240 d，種子的發(fā)芽率為27%，發(fā)芽勢為25%。［結(jié)論］210 d以上的低溫層積能夠促進3種槭屬植物種子萌發(fā)。

關(guān)鍵詞 特有槭屬；種子；發(fā)芽率；發(fā)芽勢

中圖分類號 S 722.3? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2023）12-0098-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.022

Study on Germination Characteristics of Three Specific of Acer from China

WU Chao-ran1，2，3， WANG Xi1，2，3， QUAN Jian1，2，3 et al

（1. China National Botanical Garden（North garden），Beijing 100093;2.Beijing Floriculture Engineering Technology Research Center，Beijing 100093;3. Beijing Laboratory of Urban and Rural Ecological Environment， Beijing 100093）

Abstract ［Objective］To explore the best germination conditions for three kinds of Acer seeds.［Method］The effects of different treatment and different low temperature stratification time on seed germination of 3 species Acers were studied using standard germination rate and germination potentials measurement method.［Result］The results showed that the best method of Acer pentaphyllum treatment was low temperature stratification for 210 days， seed germination rate and germination potentials was 36%; the best method of Acer miaotaiense treatment was low temperature stratification for 240 days， seed germination rate and germination potentials was 33%，30%；the best method of Acer tsinglingense treatment was low temperature stratification for 240 days， seed germination rate and germination potentials was 27%，25%.［Conclusion］Low temperature stratification over 210 days promoted seed germination of three Acer species.

Key words Specific of Acer;Seed;Germination rate;Germination potentials

基金項目 國家植物園（北園）園管課題“植物園露地瀕危木本植物現(xiàn)狀分析研究”（BZ202102）。

作者簡介 吳超然（1982—），女，北京人，高級工程師，從事瀕危木本植物引種與保育研究。*通信作者，高級工程師，從事溫室環(huán)境控制及植物配置、珍稀瀕危植物保育研究。

收稿日期 2022-06-20；修回日期 2022-09-13

槭屬（Acer）為無患子科植物，全球共有槭屬植物200余種，我國有槭屬植物151種，是世界槭屬植物的天然分布中心之一。槭屬的許多種類是名貴的風(fēng)景樹，特別是優(yōu)美雅致的秋季觀葉樹種。我國有近30種槭屬植物為中國特有。這些中國特有槭屬植物中，很大一部分植物還是國家保護植物（如五小葉槭、廟臺槭等）。由于種群數(shù)量稀少，分布范圍狹窄，人工砍伐，自然更新速度慢等原因，部分槭屬植物面臨著種類散失和瀕于滅絕的嚴重威脅［1-3］ 。槭屬植物的天然更新主要依靠種子繁殖，但是該屬植物種子大多存在休眠現(xiàn)象。很多瀕危的槭屬植物種子還存在結(jié)實率低、種子敗育率高、空利率高等現(xiàn)象［2，4］。現(xiàn)階段對我國特有槭屬植物研究大多集中在地理分布、種群變化、天然更新等方面，而針對其種子方面的研究主要是休眠機理、儲藏特性、育苗方法等方面［2，5-13］，針對種子萌發(fā)特性的研究較少。

該研究選取了3種我國特有的槭屬植物作為試驗材料，五小葉槭（Acer pentaphyllum）為四川特有，其野外天然分布稀少，屬國家二級保護植物，僅分布在康定縣、雅江縣、九龍縣和木里縣海拔2 200～3 000 m的河谷地帶。廟臺槭（Acer miaotaiense）又名留壩槭，天然分布于陜西省西南部和甘肅東南部小隴山林區(qū)的闊葉林中，屬于國家二級保護植物。秦嶺槭（Acer tsinglingense）天然分布于河南西部、陜西南部和甘肅東南部，生于海拔1 200～1 500 m的疏林中［14-17］。筆者通過不同處理方法及不同層積時間處理，探討3種槭屬植物的種子萌發(fā)特性，以期為今后這3種槭屬植物在北京及北方地區(qū)的引種及保育工作提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

五小葉槭種子，2020年11月通過種子交換渠道得到樣品種子；廟臺槭種子，2020年10月采自陜西省西安市；秦嶺槭種子，2020年10月采自陜西省西安市。種子具體情況見表1。將3種種子去除雜質(zhì)后，放置于密封袋中，置于4 ℃冰箱中密封保存?zhèn)溆?。種子萌發(fā)試驗于2020年12月在科研中心實驗室進行，試驗儀器為智能人工氣候箱、電子天平等。

1.2 種子吸水率、有仁率的測定

種子的吸水率=（100粒種子吸水后重量-100粒種子原重）/100粒種子原重×100%［18］

種子的有仁率為隨機選取種子50粒，切開后，統(tǒng)計有完整胚的種子占總試驗種子數(shù)的百分比。重復(fù)5次［19］。

1.3 種子萌發(fā)特性測定方法

將不同處理組的種子置于直徑9 cm，鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿內(nèi)，皿內(nèi)滴入少許蒸餾水保濕。以上全部種子均經(jīng)過水洗法選擇，為飽滿種子。每組種子20粒，5組重復(fù)。種子置于恒溫20 ℃恒溫箱內(nèi)，光照條件為黑暗。統(tǒng)計其發(fā)芽率及發(fā)芽勢，計算公式如下：

發(fā)芽率= G1/T×100%

式中，G1 為發(fā)芽數(shù)；T為試驗種子總數(shù)。

發(fā)芽勢= G2/T×100%

式中，G2為播種20 d之內(nèi)的發(fā)芽數(shù)；T為試驗種子總數(shù)［18］。

1.4 不同處理方法對3種槭屬種子萌發(fā)的影響

處理方法分別是浸種處理組、低溫層積處理、室外層積處理、去除果殼處理、變溫層積處理。浸種處理：種子在室溫條件下用純凈水連續(xù)浸種5 d（每12 h換水1次）；低溫層積處理：種子在4 ℃低溫條件下層積300 d以上；室外層積處理：種子在冬季室外-15～5 ℃低溫層積90 d；變溫層積處理：先將種子置于在4 ℃低溫處層積45 d后，轉(zhuǎn)入20 ℃暖溫處層積45 d；在進行以上層積處理之前，種子均在室溫條件下浸種24 h。去除果殼處理：首先用剪刀除去一部分果殼后，種子浸種24 h。

1.5 不同層積時間對3種槭屬種子萌發(fā)的影響

根據(jù)預(yù)試驗，將4 ℃低溫層積組分為120、150、180、210、240 d 5個處理組。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

利用SPSS 19進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，繪圖采用Excel 2003軟件進行。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子的吸水率與有仁率

從圖1可以看出，3個槭屬植物種子的吸水率均超過了60%，表現(xiàn)為秦嶺槭89.39%> 五小葉槭78.05% >廟臺槭63.22%，在槭屬植物中是吸水能力較強的種類；種子的有仁率表現(xiàn)為秦嶺槭43%>五小葉槭41%>廟臺槭36%。3種種子的有仁率均低于50%，在槭屬植物中屬于比較偏低的水平［5，7］。孟慶法等［19］通過對不同地區(qū)廟臺槭種子有仁率的測定，發(fā)

現(xiàn)其有仁率在8%～42%，這與該試驗結(jié)果相差不大。

2.2 不同處理方法對3種槭屬種子萌發(fā)的影響

由表2可知，3種槭屬植物種子發(fā)芽率最高的是低溫層積處理；其次是室外層積處理，變溫層積處理次之。而浸種處理和去除果殼處理對種子萌發(fā)沒有促進作用。方差分析結(jié)果顯示，五小葉槭種子浸種處理與低溫層積處理、室外層積處理、變溫層積處理間存在顯著差異（P<0.05），與去除果殼處理間差異不顯著（P>0.05）。廟臺槭種子低溫層積處理、室外層積處理與其他處理組間差異顯著（P<0.05），二者之間也存在顯著差異（P<0.05）；而浸種處理、去除果殼處理、變溫層積處理之間差異不顯著（P>0.05）。秦嶺槭種子只有低溫層積處理與其他處理組之間差異顯著（P<0.05），其他處理間均差異不顯著（P>0.05）。幾種處理方法中，室外層積處理五小葉槭和廟臺槭均有少量種子萌發(fā)；變溫層積處理只有五小葉槭種子有少量萌發(fā)。孟慶法等［19］通過試驗發(fā)現(xiàn)，廟臺槭種子在層積120 d后種子發(fā)芽率在8%左右，與該試驗結(jié)果近似。

2.3 不同層積時間對3種槭屬種子萌發(fā)的影響

由表3可知，3種槭屬植物種子經(jīng)歷150 d的低溫層積陸續(xù)萌發(fā)，五小葉槭種子低溫層積150、180、210 d 3個處理均有種子萌發(fā)，210 d處理發(fā)芽率最高。廟臺槭種子低溫層積180、210、240 d均有種子萌發(fā)，240 d處理種子發(fā)芽率最高。秦嶺槭種子低溫層積180、210、240 d均有種子萌發(fā)，240 d處理種子發(fā)芽率最高。

方差分析結(jié)果顯示，五小葉槭150、180和210 d處理與其他處理間存在顯著差異（P<0.05），三者之間也存在顯著差異（P<0.05），層積120 d與層積240 d處理間差異不顯著（P>0.05），與其他處理間差異顯著（P<0.05）。廟臺槭120、150 d處理間差異不顯著（P>0.05），與其他處理間差異顯著（P<0.05）；180 d處理與其他處理間差異顯著（P<0.05）；210、240 d處理間差異不顯著（P>0.05），二者與其他處理間差異顯著（P<0.05）。秦嶺槭120、150 d處理間差異不顯著（P>0.05），與其他處理間差異顯著（P<0.05），180、210、240 d處理間差異顯著（P<0.05），與其他處理差異顯著（P<0.05）。

3 結(jié)論與討論

通過試驗發(fā)現(xiàn)，3種槭屬植物種子均存在有仁率低的共性（均低于50%）。這與孟慶法等［19］對槭屬植物有仁率的研究基本一致。3種槭屬植物種子的吸水率超過60%，在槭屬植物中屬于吸水較強的種類。試驗中采取了破壞果殼的處理方法，對3種槭屬種子萌發(fā)沒有促進作用，證明果殼不是3種槭屬植物種子休眠的主要因素。

低溫層積處理法能夠有效促進3種槭屬植物種子萌發(fā)。與其他處理方法對比發(fā)現(xiàn)，3種槭屬種子發(fā)芽率最高的處理組均為低溫層積處理，其他只有室外層積處理與變溫層積處理有少量種子萌發(fā)。通過試驗發(fā)現(xiàn)，3種種子均至少需要150 d以上的低溫層積才打破休眠。3種種子所需低溫層積大致相同，其中五小葉槭種子的休眠程度略淺，廟臺槭與秦嶺槭的休眠程度更深。后兩者需要180 d低溫層積處理種子開始萌發(fā)。

種子的發(fā)芽率及發(fā)芽勢與層積時間呈正相關(guān)關(guān)系。層積150 d后，3種種子只有極少量種子開始萌發(fā)，種子的發(fā)芽率最高值均出現(xiàn)在層積210～240 d，證明這3種種子存在著程度很深的休眠（長達180～240 d）。這與孟慶法等［20］研究發(fā)現(xiàn)的短時間低溫層積處理下廟臺槭種子極少量萌發(fā)的結(jié)論一致。

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