CN108513762B - 一种打破乔木种子休眠的层积方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种打破乔木种子休眠的新型层积方法，属于植物种子培育技术领域。本发明提供的是一种采用低温水层积处理的新型层积方法，该方法是将乔木种子置于无菌水中于2～5℃的低温下层积处理53～81天。本发明提供的低温水层积处理方法能够有效打破乔木种子的深度休眠特性，显著提高种子萌发特性，以君迁子和观赏海棠种子为试材，进行低温水层积处理，其萌发率和萌发势均比传统的低温沙藏层积方式要高，且低温水层积处理最短层积时间仅需53天，较沙藏层积处理期限为60天以上缩短了7天，能够有效代替传统的低温沙藏层积，且具备简便易行、安全卫生的特点。

Description

一种打破乔木种子休眠的层积方法

技术领域

本发明属于植物种子培育技术领域，具体涉及一种打破乔木种子休眠的新型层积方法。

背景技术

种子的萌发是作物生长的基础，是种子植物生命周期的重要环节和转折点，是高等植物生长发育的起点，也是植物适应环境变化以保持自身繁衍的重要特性。种子萌发直接关系着物种繁殖以及种群维持、扩展和恢复等生态过程，也直接影响着植被的分布、动态和多样性等。然而由于受到种皮的限制和内部营养物质存在状态的影响，植物种子普遍存在生理休眠现象。

种子休眠是指成熟的、有生命力的种子在适宜的环境条件(包括光照、温度、水分和氧气等)下仍不能萌发的现象。在植物实生苗繁殖过程中，若种子尚未通过后熟过程，常导致种子播种发芽率低甚至隔年发芽的现象，给正常的育苗工作带来严重的不良影响。打破植物种子休眠常用的方法有低温层积处理、变温处理和植物生长调节物质处理等3种。

近年来，很多研究者在打破植物种子休眠、促进其萌发等方面做了大量研究工作。人们发现：通过对种皮处理和低温层积可以解除果树种子休眠，如蔺经等采用常规低温沙层积处理砂梨种子发现，层积约60天即可解除砂梨休眠，同时采用果实低温贮藏+流水冲洗，种子发芽率可达95.3％，避免了种子在砂层积中种子霉烂，提高了种子发芽率。李会芳等研究发现层积100天后，红果带壳种子的萌发率为 72％，层积82天后，红果去壳种子的萌发率为70％，去除种壳，其萌发日提前了18天。黑果种子与红果种子的萌发情况基本相似。

种子休眠被认为是较难以解释的生命现象之一，尽管相关的研究已取得了一定的进展，但是至今仍未能阐述其分子机制，究其原因主要由于种子休眠不是受单一因素调控，而是受到很多条件影响。休眠是一种复杂的数量性状，受植物内在因素和环境的协同作用，种子休眠程度的大小还取决于植物种子中不同组织的贡献力。因而对于打破不同植物种子休眠特性的方法均会有所区别，而低温层积处理方法目前已被认为是一种能有效打破种子休眠的方法，在多种植物种子上已取得了较好的效果，但是在乔木上的处理效果仍有待进一步研究。

乔木种子大多具有深度休眠的特性，常见的乔木种子包括君迁子种子和海棠种子。君迁子(Diospyros lotus L.)是柿科落叶大乔木，高可达30米，胸高直径可达1.3米；树冠近球形或扁球形；其果近球形或椭圆形，初熟时为淡黄色，后则变为蓝黑色，常被有白色薄蜡层，8室；种子长圆形，褐色，侧扁，花期5-6月，果期10-11月。海棠是蔷薇科落叶小乔木，高可达8米；果实近球形，直径2厘米，黄色，萼片宿存，基部不下陷，梗洼隆起；果梗细长，先端肥厚，长 3-4厘米。花期4-5月，果期8-9月。

目前采用低温层积处理种子休眠的方式是沙藏层积处理，其是在植物种子上覆盖3～5重量倍的湿沙于4℃下进行低温层积处理，来打破种子的休眠。采用低温沙藏处理来打破小乔木海棠种子休眠已见诸多报道，但对能否打破大乔木君迁子种子休眠仍处于进一步研究当中。然而由于低温沙藏层积处理存在沙的用量大，低温下不易控制的缺陷，且沙的湿度难以控制均匀，在层积时间长达数个月时，操作可行性较差。因此，需要提供一种可替代低温沙藏层积处理的新型层积方法，能够很好用于打破乔木种子的休眠特性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种打破乔木种子休眠的新型层积方法，可很好用于打破乔木如君子迁和海棠种子休眠的特性，提高种子的萌发率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种打破乔木种子休眠的新型层积方法，所述方法是将乔木种子置于无菌水中于2～5℃的低温下层积处理53～81天。

本发明提供的是一种新型的层积方法，该方法是采用低温水层积处理方式，能够有效打破乔木种子的深度休眠特性，显著提高种子萌发率。低温水层积是乔木种子层积处理的一种新型形式，且简便易行、安全卫生。通过以君迁子和观赏海棠种子为试材，进行低温水层积处理，能够很好打破种子的休眠，与常用的低温沙藏层积处理方式相比，其打破种子休眠的效果更显著，种子发芽率和发芽势均得以提高，且最短处理期限只需53天，较沙藏层积处理期限为60天以上缩短了7 天，可很好替代现有的低温沙藏层积处理。

作为优选的实施方案之一，本发明所述的新型低温水层积处理是将乔木种子置于无菌水中于2～5℃的低温下层积处理67～74天。如本发明实施例所示，当进行低温水层积处理67天以上，君迁子的发芽个数达60个，发芽率可达100％，发芽势为96.7％；进一步当低温水层积处理74天后，君迁子的发芽率和发芽势均达到100％。而海棠种子由于对环境适应能力差、对温度敏感等特点，其种子的发芽率较低，但与对照相比，各处理的种子发芽率及发芽势均有显著提高，到74天时海棠种子的发芽率和发芽势均达到高峰上升到74.3％和69.5％，与低温沙藏层积处理相比效果显著。

作为本发明最优选的实施方式，是将乔木种子置于无菌水中于 2～5℃的低温下层积处理74天。当处理天数达到74天时，种子萌发特性均达到最大化。

进一步的，所述无菌水的用量为乔木种子重量的3～5倍。

进一步的，所述乔木种子包括君迁子种子和海棠种子。

进一步的，所述乔木种子经洗净后自然晾干，然后于冰箱中保存 24小时以上。

进一步的，所述冰箱的温度设置为2～5℃。

进一步的，所述乔木种子是选取成熟饱满、无病虫害且未度过休眠期的种子。

进一步的，层积处理完毕后，将乔木种子取出于25～28℃恒温培养箱中进行催芽。

进一步的，催芽过程中保持相对湿度为75～85％。

本发明的有益效果如下：本发明提供的低温水层积处理方法能够有效打破乔木种子的深度休眠特性，显著提高种子萌发特性，以君迁子和观赏海棠种子为试材，进行低温水层积处理，其萌发率和萌发势均比传统的低温沙藏层积方式要高，且低温水层积处理最短层积时间仅需53天，较沙藏层积处理期限为60天以上缩短了7天，能够有效代替传统的低温沙藏层积，且具备简便易行、安全卫生的特点。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例

1试验材料与方法

1.1材料

君迁子和海棠果实均采于河南科技学院园艺园林学院教学实习基地——新乡县古固寨基地进行。于2016年12月5日采摘君迁子和海棠成熟饱满、无病虫害、能够充分代表本品种特性性状的果实。将收集的果实堆放待果实腐熟变软，搓去果肉，洗净种子，自然晾干后贮藏于低温冰箱(2～5℃)中保存24小时以上备用，并于2016年 12月20日对君迁子和海棠分别进行低温沙藏层积和低温水层积处理，以低温空白放置作对照，并不定期检查其层积进度。

1.2方法

1.2.1低温沙藏层积处理

于2016年11月20日，取干净无杂物的适量湿沙将种子与3～5 倍的湿沙混匀。湿沙的湿度以手握成团、一触即散为宜。将种子倒入适当容器后加清水搅拌，去除漂浮物以及杂质后装入玻璃瓶，置于 2-5℃的冰箱中进行低温沙藏层积处理。分别设53、60、67、74和 81天等5种不同层积处理时间，以2-5℃下不层积种子为对照，每种处理种子数为20粒，并设3个重复。

1.2.2低温水层积处理

于2016年12月20日，将种子清洗干净，去除漂浮物以及杂质后装入玻璃瓶，加入3～5倍的无菌蒸馏水，置于2-5℃的冰箱中进行低温水层积处理。分别设53、60、67、74和81天等5种不同层积处理时间，以2-5℃下不层积种子为对照，每种处理种子数为20粒，设3个重复。

1.2.3发芽试验

层积完毕后，将君迁子种子从湿沙或蒸馏水中取出，用水冲洗干净，置于铺有湿润滤纸的培养皿中，相对湿度为75～85％。在25-28℃恒温培养箱中催芽，每天去观察种子发芽状况并及时补充水分，避免失水影响试验效果。统计以种子露白为标准。第8天结束发芽试验，随之计算种子发芽率、发芽势。发芽势(种子发芽高峰)为第6天的种子发芽百分率。

与君迁子相比较的海棠种子表现出发芽慢、易腐烂变质、受外界环境影响大等特性。海棠水层积和沙藏层积在第17天结束发芽试验，发芽势(种子发芽高峰)为第14天的种子发芽百分率。

种子发芽率(％)＝所有发芽的种子粒数/供试的种子粒数×100％；

种子发芽势(％)＝前5天内发芽的种子粒数/供试的种子粒数×100％。

2结果与分析

不同层积处理方式和不同处理时间对君迁子和海棠种子萌发特性的影响结果如表1所示(采取平均值进行统计)。

表1

(一)不同处理方式对君迁子和海棠种子萌发特性的影响

由表1可见，不同层积处理方式对君迁子和海棠种子萌发特性有不同的影响。与对照相比，各处理的种子发芽率及发芽势均有所提高，在第74天时均达到最高。

两种层积方法比较发现，君迁子经低温沙藏层积处理60天时，发芽率和发芽势分别为80％和75％，随着层积时间的延长其萌发特性逐渐增加，到74天时达到高峰上升到95％和91.7％；君迁子经低温水层积处理53天时，发芽率和发芽势即可达到90％和85.0％；到 60天时，发芽率和发芽势分别为95％和86.7％，随着层积的时间延长萌发特性也呈上升趋势，到74天时达到高峰，发芽率和发芽势上升到100％和100％。由此可得出低温水层积具有良好的层积效果，能够打破君迁子种子的休眠状态，是代替低温沙藏层积的一种卫生、可行的方法。

海棠种子则表现出发芽率低、对环境适应能力差、对温度敏感等特点。虽然与对照相比，各处理的种子发芽率及发芽势均有所提高，但是和君迁子相比还是相差甚远。同样也是在第74天时均达到最高。两种层积方法比较发现，海棠种子在低温沙藏层积处理60天时，发芽率和发芽势分别为56.7％和55.7％，随着层积时间的延长种子萌发特性逐渐增加，到74天时达到高峰上升到68.3％和65％；而低温水层积处理在53天时，海棠种子发芽率和发芽势分别已达56.7％和 55.7％；到60天时，发芽率和发芽势分别为61.7％和58.3％，随着层积的时间延长种子萌发特性也呈上升趋势，到74天时达到高峰上升到71.7％和70％。与君迁子种子萌发特性相同的是海棠水层积发芽率效果比沙藏层积好，即用水层积代替沙藏层积在海棠上也适用。

(二)不同处理时间对君迁子和海棠种子萌发特性的影响

从表1可以看出，君迁子不经过层积处理的种子在任何情况下都不发芽。与对照相比，各层积处理均能提高君迁子种子的萌发特性，且随着层积天数的增加，发芽率和发芽势呈现上升趋势。在两种不同方法层积处理60天时，君迁子种子发芽率已达到80％以上，在层积时间内，以层积74天的君迁子种子发芽率最高：低温沙藏层积处理种子发芽率和发芽势最高分别为95％和91.7％，低温水层积处理种子发芽率和发芽势最高分别为100％和100％。由分析可知，君迁子种子具有较深的休眠特性，采用低温水层积处理能够很好打破其生理休眠状态，最短层积时间仅为53天。

对比可知海棠经过层积处理的效果明显，且随着层积天数的增加，发芽率和发芽势呈现上升趋势。在使用两种不同的层级方法处理 60天后，海棠种子发芽率均达到55％以上，并且以层积74天的海棠发芽率最高：低温沙藏层积发芽率和发芽势分别为68.3％和65％，低温水层积发芽率和发芽势分别为71.7％和70％。分析可知，采用低温水层积处理海棠种子，打破其生理休眠的最短层积时间仅需53 天，而低温沙藏处理则需60天。

Claims (1)

1.一种打破乔木种子休眠的层积方法，其特征在于，所述方法是将乔木种子经洗净后自然晾干，然后于2～5℃冰箱中保存24小时以上，然后乔木种子置于无菌水中于2～5℃的低温下层积处理74天，所述无菌水的用量为乔木种子重量的3～5倍；所述乔木种子是君迁子种子或海棠种子；层积处理完毕后，将乔木种子取出于25～28℃恒温培养箱中进行催芽，催芽过程中保持相对湿度为75～85％。