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摘要[目的]研究大别山山核桃催芽影响因子,探寻大别山山核桃最佳催芽方法。[方法]对比大别山山核桃种子增温催芽、蒲壳、无纺布及种源对发芽的影响。[结果]增温催芽方法使得大别山山核桃种子发芽提前到2月中旬,比常规播种发芽提前25 d以上,且增温能够提前激活大别山山核桃种子中与催芽相关的生物酶活性,但蒲壳中如二氢黄酮醇苷等部分抑制酶活性的化学物质的存在会有效减弱温度对于生物酶系统的活化效果,也会使增温催芽的效果减弱。采用无纺布处理的大别山山核桃种子出芽率以及后期芽苗生长发育情况明显优于未设置无纺布处理的对照组。[结论]增温催芽、不带蒲壳、设置无纺布处理能显著提高大别山山核桃发芽率及芽苗生长量,不同种源间苗生长量差异显著。
关键词大别山山核桃;增温催芽;发芽率;芽长
中图分类号S722.1文献标识码A文章编号0517-6611(2016)22-152-04
Abstract[Objective] The aim was to study influential factors on speeding up germination of Carya dabieshanensis, and find out the optimal germination accelerating method. [Method] Effects of high temperature, hickory hull, nonwoven fabrics and provenance on germination of C. dabieshanensis seeds were compared. [Result]Increasing temperature pregermination method made of C. dabieshanensis seed germination in advance by the mid Feb., more than 25 days earlier than conventional seed germination. And raising temperature could activate in advance enzyme activity related with germination, but the presence of chemical substances that inhibit the activity of enzymes in nonhickory hull such as dihydroflavonol glycosides could effectively weaken the activation effect of temperature to enzyme system, also weaken germination accelerating effect by raising temperature. The germination rate and seedling growth of C. dabieshanensis in nonwoven fabrics treatment was obviously better than that in without nonwoven fabrics treatment. [Conclusion] High temperature, nonhickory hull, nonwoven fabrics can significantly improve the germination rate and seedling increment of C. dabieshanensis, seedling growth was different significantly among C. dabieshanensis from different provenances.
Key wordsCarya dabieshanensis; Germination accelerating with high temperature; Germination rate; Bud length
大别山山核桃属胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya Nutt),为我国特有种,主要分布在皖西鄂东大别山区的安徽省金寨县、霍山县,湖北省罗田县、商城县也有零星分布,是高档的特色干果和木本油料树种,也是经济和生态兼用型树种[1-4]。大别山山核桃具有果大、壳薄、出仁率和出油率高等特点,其果仁含有高蛋白质、维生素、胡萝卜素、核黄素和Ca、Fe等多种微量元素,种仁脂肪含量达50%~70%[5],含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸达88%~96%,有降低血脂及预防冠心病的功效,经济效益高,核果价格达50元/kg(2015年)。近年,人工栽培面积不断增加,苗木供不应求。
采用传统方法播种的大别山山核桃种子出苗率较低、出苗不整齐且苗木年生长量低、经济效益差。传统对种子进行沙藏或放入保鲜库保存的方法较难控制温度,温度过高易导致大别山山核桃种子提前发芽,温度过低时种子遭受冻害且沙藏后直接春播生长缓慢。该研究对比大别山山核桃种子冬季增温催芽与传统常温沙藏处理下发芽情况,探寻大别山山核桃最佳催芽方法,克服了以往大别山山核桃秋播[6]或春播育苗的生长周期过长、苗木出土慢、出苗率低、苗木保存率低、苗木质量差以及经济效益差等问题,为尽快提供大量优质大别山山核桃壮苗、扩大栽培面积、提高大别山区生态及经济效益提供生产技术上的参考。
1材料与方法
1.1试验地概况
催芽试验地位于金寨县燕子河镇两河村(115°56′738″E、31°13′237″N),苗圃位于坡度约为25°的山体阳坡上,海拔为500~530 m,土壤为深厚肥沃的山地黄棕壤,催芽苗床高25 cm,为沙壤土,含水率较高。 1.2试验材料
试验采种母树分别来源于金寨县关庙乡仙桃村周院组、金寨县沙河乡祝畈村丁湾组、金寨县天堂寨镇渔潭村柳冲组、金寨县古碑镇水竹坪王湾组、金寨县关庙乡仙桃村周院组等不同种源。选择无病虫害、长势好、结实盛期的优树为采种母树,为保证种用山核桃充分成熟,于白露后7 d采集籽粒饱满、充分成熟的种子作为试验材料。种用山核桃采集后,先用清水漂洗,筛除上浮的山核桃空蒲和不饱满的山核桃果蒲,选取完全下沉的山核桃果蒲留为种用,经浮选后阴干备用,忌暴晒。将所采集种子一部分去除蒲壳,一部分保留蒲壳用作对比试验。
1.3试验设计
1.3.1种源试验。
试验选择4个不同种源种子,试验设计如表1所示,各样地处理方式完全相同,比较最终催芽结果。
1.3.2温湿度控制。
试验设置样地6为对照组(种源与样地4相同,为皖金1号),在未铺设无纺布保温的拱棚内进行催芽,其他样地采用在拱棚内覆盖无纺布催芽方式,比较样地4与样地6的出芽效果。
试验中搭设拱棚以及铺设无纺布均为简易增温措施[7],其中有无设立拱棚的试验样地为1组对照,设立拱棚内是否铺设无纺布的试验样地为第2组对照。表2中传统催芽为未设置拱棚,也未铺设无纺布的催芽方式。
试验采用相同条件(均去除蒲壳)不同处理(简易拱棚和裸露地育苗)对比法。在样地8搭设拱棚内覆盖无纺布育苗。2个处理均布置在样地的中间两畦,以减少边际影响。设施覆盖对比试验的露地栽培、无纺布覆盖栽培为对照,重复2次。试验主要考查增温、保湿效果及对催芽及效益等的影响[8]。
1.3.3带蒲催芽和不带蒲催芽。
大别山山核桃成熟后,包覆着果壳及蒲壳2层外壳。蒲壳由含叶绿体且排列紧密的薄壁组织层和复杂维管束网络结构组成[9]。采用山核桃蒲壳作为基质生产有机肥,将山核桃连同蒲壳一起播种,利用山核桃蒲壳腐化后形成的有机肥重金属含量低,具有改善土壤、防止病虫害的作用,是一种无公害、无污染的清洁肥料。
该试验设定样地5为对照组(种源与样地4相同,为皖金1号),进行带蒲壳催芽,其他样地采用去除蒲壳催芽方式,比较样地4与样地5的出芽效果。
1.3.4传统播种与冬季增温催芽。
试验在样地7和样地8(种源与样地4相同,为皖金1号)分别进行随采随播和沙藏后春播的传统方式,比较样地4与样地7、样地8的出芽效果。
1.3.4.1随采随播。
在样地7采用随采随播传统出芽方式,即2015年9月中旬采集种子,经浮选后播种,经历冬季休眠期,至翌年2月,比较样地7中去除蒲壳在裸露地随采随播育苗的大别山山核桃种子生长量与样地4经过试验处理的大别山山核桃种子生长量。
1.3.4.2沙藏后春播。
样地8采用沙藏后春播的传统出芽方式,将收获山核桃种子薄摊于通风室内阴干数天,再将其在含水量为3%~4%湿沙内层积贮藏,贮藏时在湿沙堆中放置竹篓或竖放草束保持通气。沙堆每14 d翻动1次,防止种子霉变。第2年2月9日加大湿沙的湿度,保持湿沙含水率为5.5%~7.0%,促进种子吸水催芽,当多数种子开裂即可进行春播,比较样地8中去除蒲壳在裸露地春播育苗的大别山山核桃种子生长量与样地4经过试验处理的大别山山核桃种子生长量。
1.4指标测定
催芽结果:分为未出芽、出芽种子、带种芽苗、成熟芽苗4种程度。未出芽是指种子完全没有出芽迹象,果壳未破;出芽种子是指种子呈现刚刚出芽状态,即出芽长度小于3 cm;带种芽苗指种子出芽长度大于3 cm,但仍然由完整种子在芽苗下连接为其提供养分;芽苗是指完全脱离种子且根系及地上部分皆生长成熟的芽苗。
温湿度采用WS500B型号温湿度表测定;山核桃地径采用(IP54)数显游标卡尺测定,量程0~200 mm,精度0.01 mm;试验地所在方位采用GPS手持定位仪测定。
1.5数据统计与分析
千粒重(g)=5×200 粒种子质量(g)。试验第10天观察到有少量种子萌发时开始每天中午观察并记载种子发芽的情况。以胚根突破种皮1 mm作为种子发芽的标准,记录种子发芽数,并计算种子发芽率、发芽势和发芽指数。发芽率是指在测定天数内正常发芽的种子数占供检种子数的百分率。
发芽率=正常发芽的种子数/供试种子数×100% (I)
发芽势=发芽达到高峰期的种子数/供试种子数×100% (II)
数据采用R数据分析软件和Microsoft Excel 2003软件进行统计分析并作图,采用单因素方差分析的Duncan法对不同处理之间差异进行比较分析。
2结果与分析
2.1种源对芽苗的影响
大别山山核桃分布区地形复杂,特殊的山地小气候条件和多样的土壤类型,使大别山山核桃种内分化明显,类型繁多,在籽粒大小、果形指数等商品坚果外观性状,以及粗脂肪、粗蛋白、氨基酸种类及含量等坚果品质性状方面均存在显著差异[10]。
由表3可知,不同种源大别山山核桃表型性状存在差异,种源4鲜果重、果长、果径、果形指数小于其他3个种源,种源4山核桃出籽率、出仁率都要高于另外3个种源,分别达47.25%和50.71%,种源2的核壳厚度以及核隔膜厚度均最小,分别为6.64 mm和4.13 mm,最大为种源1,分别达9.76 mm和6.00 mm。
由表4可知,不同种源大别山山核桃营养成分存在差异[11]。种源1的粗脂肪以及不饱和脂肪酸含量显著小于其他3个种源,但饱和脂肪酸与粗蛋白含量显著高于另外3个种源,而种源3可溶性糖含量最高,达79.28 mg/g。
这可能与不同种源大别山山核桃固有的遗传表达特性有关。总的来说,所选大别山山核桃地理种源分布较为狭窄,但是其表型变异丰富,4个种源的大别山山核桃表型性状以及营养成分均差异显著,说明种源对于大别山山核桃的种子质量是一个重要影响因素。 不同种源间大别山山核桃幼苗生长存在差异。由表5可知,种源4根长显著高于种源1,催芽21 d后根长达19.63 cm,而种源1、2、4之间根长差异不显著;此外,地上部分生长量以及根系总长同样受到种源的影响,且都表现为种源1与种源4差异显著,种源1、2、4间差异不显著。母树年龄是造成不同大别山山核桃生长量差异的原因之一,母树处于壮年时期,其种子实生后代苗木长势更优[12]。
2.2蒲壳对增温催芽的影响
由表6可知,进行新式增温催芽时,带有蒲壳时明显不利于大别山山核桃的催芽,未发芽的种子占81.5%,而出芽种子率仅有11.8%,带种芽苗率和成熟芽苗率分别仅为6.7%和0;与此相反,去除蒲壳时,出芽情况相对较好,其未出芽种子率、出芽种子率、带种芽苗率和成熟芽苗率分别为12.4%、30.0%、5.3%和52.2%。表6的结果可能和山核桃外部蒲壳理化性质有关。大别山山核桃蒲壳较厚,能够有效地将内部的种子与外部的环境隔绝开,将增温处理对于内部种子的影响有效减弱,进而影响到催芽效果;另外,虽然增温能够提前激活大别山山核桃种子中与催芽相关的生物酶活性,但蒲壳中如二氢黄酮醇苷等部分抑制酶活性的化学物质的存在会明显减弱温度对于生物酶系统的活化效果,也会使得增温催芽的效果减弱。
2.3温湿度对芽苗发育的影响
由表7可知,无纺布对于大别山山核桃出芽以及生长影响显著,设置无纺布的山核桃种子出芽以及萌发后的芽苗生长情况要明显好于未设置无纺布的处理。设置无纺布后,山核桃未出芽种子率仅为12.4%,而出芽种子率和成熟芽苗率分别为30.0%和52.2%,要显著高于未设置无纺布的种子;此外,无纺布处理后山核桃苗苗高、根长和苗长分别为9.75、19.63和29.38 cm,显著高于未设置无纺布处理的山核桃苗[13]。说明通过无纺布处理所形成的温度优势对于大别山山核桃出芽和生长是有影响的。
设置无纺布处理后的出芽率高于对照组,这与无纺布的设置提高了催芽的环境温度有关。温度升高能显著提高与种子萌发相关的GA3、CTK等内源激素含量,而这些内源激素能够促进山核桃种子中包括乙醛酸循环、脂类水解等代谢过程,有助于种子休眠的打破。因而,提高温度能刺激大别山山核桃产生种胚生长所需的生长促进因子。
2.4增温催芽与常温播种对大别山山核桃出芽影响的比较
该试验使大别山山核桃种子发芽提前到2月中旬,比常规播种发芽提前25 d以上。截至3月1日,随采随播处理下,未出芽种子率为55.13%,出芽种子率为44.96%,带种芽苗率和成熟芽苗率分别为0;沙藏后春播处理下,未出芽种子率为33.16%,出芽种子率为62.19%,带种芽苗率为3.75%;而增温催芽下,未出芽种子率为12.44%,出芽种子率为31.31%,其成熟芽苗率为52.26%。
3结论与讨论
该研究结果显示,在用于试验的大别山山核桃种源一致的条件下,对大别山山核桃种子进行增温催芽处理,种子发芽时间明显提前,出芽情况也显著优于传统催芽方法,且在一定温度范围内,随着温度的升高,催芽种子提前发芽的效果更佳。
不同种源大别山山核桃的催芽影响不同,其中一方面是因为不同种源地母树树龄不同,处于壮龄的母树树势较其他母树稍好[14],所产生种子质量要高于其他种源母树;另一方面对于干果和木本油料树种,不同种源尤其能显示果实表型性状和油脂中脂肪酸组成及含量的差异[15-19]。主要体现在不同种源的大别山山核桃鲜果重、出籽率、果长、果径、果形指数、出仁率、核壳厚、核隔膜厚等表型性状以及粗脂肪含量、饱和与不饱和脂肪酸含量、粗蛋白含量、可溶性糖等营养成分含量存在差异。
该研究还发现在大别山山核桃进行增温催芽试验时,带有蒲壳的大别山山核桃不利于催芽的进行,产生的催芽效果与去除蒲壳进行催芽试验的大别山山核桃差异明显,去除蒲壳进行催芽的大别山山核桃的苗高、地径以及根系生长情况和成熟程度在很大程度上优于对照组。产生差异的原因初步推断为其结果与大别山山核桃蒲壳理化性质有关,该试验的预期增温能够提前激活大别山山核桃种子中与催芽相关的生物酶活性,但蒲壳中存在的如二氢黄酮醇苷等部分抑制酶活性的化学物质会抑制生物酶对于种子生长的影响,从而使增温催芽的效果明显减弱。采用无纺布处理下的大别山山核桃种子出芽率以及后期芽苗生长发育情况明显优于未
设置无纺布处理的对照组。该试验方法可以在大别山山核桃种子育苗催芽实践中应用。
参考文献
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关键词大别山山核桃;增温催芽;发芽率;芽长
中图分类号S722.1文献标识码A文章编号0517-6611(2016)22-152-04
Abstract[Objective] The aim was to study influential factors on speeding up germination of Carya dabieshanensis, and find out the optimal germination accelerating method. [Method] Effects of high temperature, hickory hull, nonwoven fabrics and provenance on germination of C. dabieshanensis seeds were compared. [Result]Increasing temperature pregermination method made of C. dabieshanensis seed germination in advance by the mid Feb., more than 25 days earlier than conventional seed germination. And raising temperature could activate in advance enzyme activity related with germination, but the presence of chemical substances that inhibit the activity of enzymes in nonhickory hull such as dihydroflavonol glycosides could effectively weaken the activation effect of temperature to enzyme system, also weaken germination accelerating effect by raising temperature. The germination rate and seedling growth of C. dabieshanensis in nonwoven fabrics treatment was obviously better than that in without nonwoven fabrics treatment. [Conclusion] High temperature, nonhickory hull, nonwoven fabrics can significantly improve the germination rate and seedling increment of C. dabieshanensis, seedling growth was different significantly among C. dabieshanensis from different provenances.
Key wordsCarya dabieshanensis; Germination accelerating with high temperature; Germination rate; Bud length
大别山山核桃属胡桃科(Juglandaceae)山核桃属(Carya Nutt),为我国特有种,主要分布在皖西鄂东大别山区的安徽省金寨县、霍山县,湖北省罗田县、商城县也有零星分布,是高档的特色干果和木本油料树种,也是经济和生态兼用型树种[1-4]。大别山山核桃具有果大、壳薄、出仁率和出油率高等特点,其果仁含有高蛋白质、维生素、胡萝卜素、核黄素和Ca、Fe等多种微量元素,种仁脂肪含量达50%~70%[5],含油酸、亚油酸等不饱和脂肪酸达88%~96%,有降低血脂及预防冠心病的功效,经济效益高,核果价格达50元/kg(2015年)。近年,人工栽培面积不断增加,苗木供不应求。
采用传统方法播种的大别山山核桃种子出苗率较低、出苗不整齐且苗木年生长量低、经济效益差。传统对种子进行沙藏或放入保鲜库保存的方法较难控制温度,温度过高易导致大别山山核桃种子提前发芽,温度过低时种子遭受冻害且沙藏后直接春播生长缓慢。该研究对比大别山山核桃种子冬季增温催芽与传统常温沙藏处理下发芽情况,探寻大别山山核桃最佳催芽方法,克服了以往大别山山核桃秋播[6]或春播育苗的生长周期过长、苗木出土慢、出苗率低、苗木保存率低、苗木质量差以及经济效益差等问题,为尽快提供大量优质大别山山核桃壮苗、扩大栽培面积、提高大别山区生态及经济效益提供生产技术上的参考。
1材料与方法
1.1试验地概况
催芽试验地位于金寨县燕子河镇两河村(115°56′738″E、31°13′237″N),苗圃位于坡度约为25°的山体阳坡上,海拔为500~530 m,土壤为深厚肥沃的山地黄棕壤,催芽苗床高25 cm,为沙壤土,含水率较高。 1.2试验材料
试验采种母树分别来源于金寨县关庙乡仙桃村周院组、金寨县沙河乡祝畈村丁湾组、金寨县天堂寨镇渔潭村柳冲组、金寨县古碑镇水竹坪王湾组、金寨县关庙乡仙桃村周院组等不同种源。选择无病虫害、长势好、结实盛期的优树为采种母树,为保证种用山核桃充分成熟,于白露后7 d采集籽粒饱满、充分成熟的种子作为试验材料。种用山核桃采集后,先用清水漂洗,筛除上浮的山核桃空蒲和不饱满的山核桃果蒲,选取完全下沉的山核桃果蒲留为种用,经浮选后阴干备用,忌暴晒。将所采集种子一部分去除蒲壳,一部分保留蒲壳用作对比试验。
1.3试验设计
1.3.1种源试验。
试验选择4个不同种源种子,试验设计如表1所示,各样地处理方式完全相同,比较最终催芽结果。
1.3.2温湿度控制。
试验设置样地6为对照组(种源与样地4相同,为皖金1号),在未铺设无纺布保温的拱棚内进行催芽,其他样地采用在拱棚内覆盖无纺布催芽方式,比较样地4与样地6的出芽效果。
试验中搭设拱棚以及铺设无纺布均为简易增温措施[7],其中有无设立拱棚的试验样地为1组对照,设立拱棚内是否铺设无纺布的试验样地为第2组对照。表2中传统催芽为未设置拱棚,也未铺设无纺布的催芽方式。
试验采用相同条件(均去除蒲壳)不同处理(简易拱棚和裸露地育苗)对比法。在样地8搭设拱棚内覆盖无纺布育苗。2个处理均布置在样地的中间两畦,以减少边际影响。设施覆盖对比试验的露地栽培、无纺布覆盖栽培为对照,重复2次。试验主要考查增温、保湿效果及对催芽及效益等的影响[8]。
1.3.3带蒲催芽和不带蒲催芽。
大别山山核桃成熟后,包覆着果壳及蒲壳2层外壳。蒲壳由含叶绿体且排列紧密的薄壁组织层和复杂维管束网络结构组成[9]。采用山核桃蒲壳作为基质生产有机肥,将山核桃连同蒲壳一起播种,利用山核桃蒲壳腐化后形成的有机肥重金属含量低,具有改善土壤、防止病虫害的作用,是一种无公害、无污染的清洁肥料。
该试验设定样地5为对照组(种源与样地4相同,为皖金1号),进行带蒲壳催芽,其他样地采用去除蒲壳催芽方式,比较样地4与样地5的出芽效果。
1.3.4传统播种与冬季增温催芽。
试验在样地7和样地8(种源与样地4相同,为皖金1号)分别进行随采随播和沙藏后春播的传统方式,比较样地4与样地7、样地8的出芽效果。
1.3.4.1随采随播。
在样地7采用随采随播传统出芽方式,即2015年9月中旬采集种子,经浮选后播种,经历冬季休眠期,至翌年2月,比较样地7中去除蒲壳在裸露地随采随播育苗的大别山山核桃种子生长量与样地4经过试验处理的大别山山核桃种子生长量。
1.3.4.2沙藏后春播。
样地8采用沙藏后春播的传统出芽方式,将收获山核桃种子薄摊于通风室内阴干数天,再将其在含水量为3%~4%湿沙内层积贮藏,贮藏时在湿沙堆中放置竹篓或竖放草束保持通气。沙堆每14 d翻动1次,防止种子霉变。第2年2月9日加大湿沙的湿度,保持湿沙含水率为5.5%~7.0%,促进种子吸水催芽,当多数种子开裂即可进行春播,比较样地8中去除蒲壳在裸露地春播育苗的大别山山核桃种子生长量与样地4经过试验处理的大别山山核桃种子生长量。
1.4指标测定
催芽结果:分为未出芽、出芽种子、带种芽苗、成熟芽苗4种程度。未出芽是指种子完全没有出芽迹象,果壳未破;出芽种子是指种子呈现刚刚出芽状态,即出芽长度小于3 cm;带种芽苗指种子出芽长度大于3 cm,但仍然由完整种子在芽苗下连接为其提供养分;芽苗是指完全脱离种子且根系及地上部分皆生长成熟的芽苗。
温湿度采用WS500B型号温湿度表测定;山核桃地径采用(IP54)数显游标卡尺测定,量程0~200 mm,精度0.01 mm;试验地所在方位采用GPS手持定位仪测定。
1.5数据统计与分析
千粒重(g)=5×200 粒种子质量(g)。试验第10天观察到有少量种子萌发时开始每天中午观察并记载种子发芽的情况。以胚根突破种皮1 mm作为种子发芽的标准,记录种子发芽数,并计算种子发芽率、发芽势和发芽指数。发芽率是指在测定天数内正常发芽的种子数占供检种子数的百分率。
发芽率=正常发芽的种子数/供试种子数×100% (I)
发芽势=发芽达到高峰期的种子数/供试种子数×100% (II)
数据采用R数据分析软件和Microsoft Excel 2003软件进行统计分析并作图,采用单因素方差分析的Duncan法对不同处理之间差异进行比较分析。
2结果与分析
2.1种源对芽苗的影响
大别山山核桃分布区地形复杂,特殊的山地小气候条件和多样的土壤类型,使大别山山核桃种内分化明显,类型繁多,在籽粒大小、果形指数等商品坚果外观性状,以及粗脂肪、粗蛋白、氨基酸种类及含量等坚果品质性状方面均存在显著差异[10]。
由表3可知,不同种源大别山山核桃表型性状存在差异,种源4鲜果重、果长、果径、果形指数小于其他3个种源,种源4山核桃出籽率、出仁率都要高于另外3个种源,分别达47.25%和50.71%,种源2的核壳厚度以及核隔膜厚度均最小,分别为6.64 mm和4.13 mm,最大为种源1,分别达9.76 mm和6.00 mm。
由表4可知,不同种源大别山山核桃营养成分存在差异[11]。种源1的粗脂肪以及不饱和脂肪酸含量显著小于其他3个种源,但饱和脂肪酸与粗蛋白含量显著高于另外3个种源,而种源3可溶性糖含量最高,达79.28 mg/g。
这可能与不同种源大别山山核桃固有的遗传表达特性有关。总的来说,所选大别山山核桃地理种源分布较为狭窄,但是其表型变异丰富,4个种源的大别山山核桃表型性状以及营养成分均差异显著,说明种源对于大别山山核桃的种子质量是一个重要影响因素。 不同种源间大别山山核桃幼苗生长存在差异。由表5可知,种源4根长显著高于种源1,催芽21 d后根长达19.63 cm,而种源1、2、4之间根长差异不显著;此外,地上部分生长量以及根系总长同样受到种源的影响,且都表现为种源1与种源4差异显著,种源1、2、4间差异不显著。母树年龄是造成不同大别山山核桃生长量差异的原因之一,母树处于壮年时期,其种子实生后代苗木长势更优[12]。
2.2蒲壳对增温催芽的影响
由表6可知,进行新式增温催芽时,带有蒲壳时明显不利于大别山山核桃的催芽,未发芽的种子占81.5%,而出芽种子率仅有11.8%,带种芽苗率和成熟芽苗率分别仅为6.7%和0;与此相反,去除蒲壳时,出芽情况相对较好,其未出芽种子率、出芽种子率、带种芽苗率和成熟芽苗率分别为12.4%、30.0%、5.3%和52.2%。表6的结果可能和山核桃外部蒲壳理化性质有关。大别山山核桃蒲壳较厚,能够有效地将内部的种子与外部的环境隔绝开,将增温处理对于内部种子的影响有效减弱,进而影响到催芽效果;另外,虽然增温能够提前激活大别山山核桃种子中与催芽相关的生物酶活性,但蒲壳中如二氢黄酮醇苷等部分抑制酶活性的化学物质的存在会明显减弱温度对于生物酶系统的活化效果,也会使得增温催芽的效果减弱。
2.3温湿度对芽苗发育的影响
由表7可知,无纺布对于大别山山核桃出芽以及生长影响显著,设置无纺布的山核桃种子出芽以及萌发后的芽苗生长情况要明显好于未设置无纺布的处理。设置无纺布后,山核桃未出芽种子率仅为12.4%,而出芽种子率和成熟芽苗率分别为30.0%和52.2%,要显著高于未设置无纺布的种子;此外,无纺布处理后山核桃苗苗高、根长和苗长分别为9.75、19.63和29.38 cm,显著高于未设置无纺布处理的山核桃苗[13]。说明通过无纺布处理所形成的温度优势对于大别山山核桃出芽和生长是有影响的。
设置无纺布处理后的出芽率高于对照组,这与无纺布的设置提高了催芽的环境温度有关。温度升高能显著提高与种子萌发相关的GA3、CTK等内源激素含量,而这些内源激素能够促进山核桃种子中包括乙醛酸循环、脂类水解等代谢过程,有助于种子休眠的打破。因而,提高温度能刺激大别山山核桃产生种胚生长所需的生长促进因子。
2.4增温催芽与常温播种对大别山山核桃出芽影响的比较
该试验使大别山山核桃种子发芽提前到2月中旬,比常规播种发芽提前25 d以上。截至3月1日,随采随播处理下,未出芽种子率为55.13%,出芽种子率为44.96%,带种芽苗率和成熟芽苗率分别为0;沙藏后春播处理下,未出芽种子率为33.16%,出芽种子率为62.19%,带种芽苗率为3.75%;而增温催芽下,未出芽种子率为12.44%,出芽种子率为31.31%,其成熟芽苗率为52.26%。
3结论与讨论
该研究结果显示,在用于试验的大别山山核桃种源一致的条件下,对大别山山核桃种子进行增温催芽处理,种子发芽时间明显提前,出芽情况也显著优于传统催芽方法,且在一定温度范围内,随着温度的升高,催芽种子提前发芽的效果更佳。
不同种源大别山山核桃的催芽影响不同,其中一方面是因为不同种源地母树树龄不同,处于壮龄的母树树势较其他母树稍好[14],所产生种子质量要高于其他种源母树;另一方面对于干果和木本油料树种,不同种源尤其能显示果实表型性状和油脂中脂肪酸组成及含量的差异[15-19]。主要体现在不同种源的大别山山核桃鲜果重、出籽率、果长、果径、果形指数、出仁率、核壳厚、核隔膜厚等表型性状以及粗脂肪含量、饱和与不饱和脂肪酸含量、粗蛋白含量、可溶性糖等营养成分含量存在差异。
该研究还发现在大别山山核桃进行增温催芽试验时,带有蒲壳的大别山山核桃不利于催芽的进行,产生的催芽效果与去除蒲壳进行催芽试验的大别山山核桃差异明显,去除蒲壳进行催芽的大别山山核桃的苗高、地径以及根系生长情况和成熟程度在很大程度上优于对照组。产生差异的原因初步推断为其结果与大别山山核桃蒲壳理化性质有关,该试验的预期增温能够提前激活大别山山核桃种子中与催芽相关的生物酶活性,但蒲壳中存在的如二氢黄酮醇苷等部分抑制酶活性的化学物质会抑制生物酶对于种子生长的影响,从而使增温催芽的效果明显减弱。采用无纺布处理下的大别山山核桃种子出芽率以及后期芽苗生长发育情况明显优于未
设置无纺布处理的对照组。该试验方法可以在大别山山核桃种子育苗催芽实践中应用。
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