温度、盐分和pH值对银杏种子萌发的影响

陆维超， 夏东进， 杨 帆， 赵建国

（1.扬州大学园艺与植物保护学院， 江苏 扬州225009； 2.扬州市城市绿化养护管理处， 江苏 扬州225009）

银杏（Ginkgo biloba L.），为银杏科、银杏属落叶乔木，裸子植物，又名白果树、公孙树等。银杏出现在2.7亿年前，是第四纪冰川运动后遗留下来最古老的孑遗树种，素有“活化石”之称。银杏具有极高的经济价值、药用价值以及园林应用价值。如银杏叶片和种子均含有丰富的黄酮类化合物、萜类内酯等特异有效成分，具有调节抵抗免疫力、预防老年痴呆和糖尿病等功效［1］。银杏的繁殖方式主要有播种繁殖、分蘖繁殖、扦插繁殖以及嫁接繁殖等方法。其中，播种繁殖应用最广泛，一般采用大田播种［2］。目前，前人对银杏播种研究主要集中在播种前处理，如种子的沙藏、水浸、赤霉素处理等［3－4］。然而，对种子播种后环境处理的研究却很少。种子发芽一般会受到土壤的酸碱度和盐分以及外界环境温度的影响，而银杏种子发芽与这些环境因子之间的关系却至今未见报道。本实验通过研究环境温度、土壤pH值及盐分对银杏种子萌发影响，探讨银杏种子萌发特性，为银杏播种繁殖提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验所用银杏种子均采自扬州大学银杏实验基地内（32°20′N，119°30′E）的同株银杏，树龄约为20年，生长发育正常。于2014年10月15日采集地面上自然脱落的果实，置于阴凉处，待果肉腐烂后去除外种皮与果肉，种子洗净后晾干，用湿沙拌匀置于通风阴凉处，自然层积，沙藏期间保持基质湿润。直至2015年3月22日，取出沙藏种子，清水洗净，水选去除漂浮种子，选沉淀饱满种子经过1 000mg／L的高锰酸钾溶液消毒15min并清水洗净后，用于本实验。

1.2 试验方法

1.2.1 温度处理

将处理后的种子置于昼夜温差分别为18℃／13℃、23℃／18℃和28℃／23℃的智能人工气候箱（RXZ－300B）中培养，3种温度设置均在18h光照／6h黑暗的周期性光照、空气相对湿度为72%（光照）／85%（黑暗）的条件下进行，每种温度处理下播种90粒银杏种子（分3盆，每盆30粒）。

1.2.2 盐分处理

分别配制0，0.2，0.4，0.6，0.8mol／L 5个不同浓度梯度的NaCl溶液，按溶液基质体积比1∶5浸透基质（基质采用中性细沙），每个浓度播种90粒银杏种子（分3盆，每盆30粒），并置于室温下萌发。

1.2.3 pH 值处理

分别用HCl和NaOH配制酸性和碱性母液，将酸碱母液以及pH值为7的蒸馏水分别加入湿沙中，调节湿沙的pH 值至5.0、6.0、7.0、8.0和9.0（用pH 值计测定），并在播种试验过程中保持基质pH值稳定，每个pH值下放置90粒银杏种子（分3盆，每盆30粒），然后置于室温下萌发。

1.3 数据分析

银杏播种时间为2015年3月23日，以第1粒种子出土发芽的时间（即4月2日）为种子萌发第1天，每隔2d统计1次数据，至5月5日种子发芽大致结束，共统计12次数据。

不同条件下的发芽指数（GI），其计算公式为：GI＝∑Gt／Dt。式中，Gt为在时间t时的发芽数，Dt为发芽日数［5］。

种子发芽势是以发芽试验规定期限的最初1／3期间内的种子发芽数占供试种子数的百分比为标准。种子发芽率按测试种子发芽数占测试种子总数的百分比进行计算［6］。

2 结果与分析

2.1 温度对银杏种子萌发的影响

如表1所示，昼夜温度为18℃／13℃的处理组各项发芽指标均最低，其次是昼夜温度为28℃／23℃处理组。23℃／18℃处理组各项指标均最高，发芽率高达73.33%，发芽势为23.33%，发芽指数（GI）也比昼夜温度为28℃／23℃的处理组高1.52，表明昼夜温度为23℃／18℃是较为适宜的银杏种子萌发温度。23℃／18℃处理组对比18℃／13℃处理组，前者比后者发芽率高63.33%，发芽势高23.33，发芽指数也高出4倍多，表明18℃／13℃环境下不适宜银杏种子萌发。

表1 不同温度对银杏种子发芽力的影响

2.2 盐分对银杏种子萌发的影响

5个不同NaCl浓度梯度对银杏种子处理结果如图1所示，随着盐溶度的升高，种子萌发时间推迟，对照（0mol／L）种子萌发时间最早，比0.2mol／L处理提前约6d，最终发芽总量也比0.2mol／L处理高近一倍。随着盐分溶度的增加，银杏种子起始萌发时间推迟，发芽总量呈明显下降趋势，当NaCl浓度为0.8 mol／L时，银杏种子发芽率为0，表明一定浓度的盐胁迫明显影响银杏种子萌发，银杏种子适宜在低盐或无盐的基质中生长。

2.3 pH值对银杏种子萌发的影响

基质pH值对银杏种子萌发的影响如表2所示，银杏种子在pH＝5至pH＝9区间均能大量萌发，其中pH为6和8的微酸性和微碱性基质中种子发芽势均为3.34%，而其他处理组为0，表明在发芽试验最初1／3期间内只有这2组种子发芽，显示银杏种子在微酸性和微碱性基质中发芽速度和整齐度较好。此外，银杏种子在微酸性基质中的发芽指数最高，其次是微碱性基质。上述结果表明，银杏种子在微酸性和微碱性基质中均能良好生长，而以微酸性基质最适宜。

表2 不同pH值对银杏种子发芽力的影响

图1 不同盐溶度对银杏种子萌发的影响

3 讨 论

种子萌发能力与其环境温度密切相关，种子在萌发过程中进行着活跃的代谢反应，在一定温度范围内，随温度的升高，种子萌发进程加快，但过低和过高的温度会使细胞膜透性和酶活性发生改变，从而影响种子萌发［7－9］。当昼夜温度均高达20℃以上时，锦鸡儿（Caragana korshinskii Kom.）种子的萌发率会随着温度的升高而降低［10］；银杏种子在最高温度低于21℃时，种子萌发的各项指标均会随着温度的下降而降低［11］。本研究结果表明，银杏种子萌发较为适宜的昼夜温度为23℃／18℃，而当昼夜温度高达28℃／23℃时，种子的萌发就会受到抑制作用，发芽势和发芽指数均降低。同时，23℃／18℃处理组对比18℃／13℃低温处理组，发芽率、发芽势和发芽指数均较高。由此可见，当昼夜温度均低于23℃／18℃时，银杏种子萌发可能会受到低温的影响，从而使得种子的萌发能力明显下降。

土地盐碱化是很多地区所面临的严重问题，关于盐处理对植物种子萌发的影响一直以来都是研究的热点［12］。当盐浓度超过了细胞所能承受极限时，会对细胞造成明显伤害，包括细胞膜结构受损、细胞失水、细胞代谢速率放缓等，使种子萌发受到抑制，且盐浓度越高，抑制作用越强［13］。本研究表明，银杏种子的萌发率与盐分浓度关系密切，在无盐环境中萌发率最大，而在0.8mol／L的高盐环境中萌发率最小。虽然银杏种子萌发能力随盐浓度增加而降低，但银杏种子在盐浓度低于0.8mol／L的情况下仍有一定的萌发率，表明银杏在种子萌发过程中具有一定的抗盐碱能力，因此，银杏能在土壤盐碱度较低的一些地区正常生长。

pH值也会明显影响种子的萌发，如在拟南芥（Arabidopsis thaliana）研究中，pH 值过低会推迟种子发芽、降低种子萌发率，幼苗主根生长也会受抑制［14］；而pH值过高会抑制种子萌发［15］。本研究结果表明，当基质pH值过高（pH＝9）或过低（pH＝5）时，银杏种子也能萌发，但种子发芽势均为0，发芽指数也较低，说明当基质过酸或过碱时会影响银杏种子萌发。而微酸性处理组和微碱性处理组之间对比显示，前者发芽率和发芽指数均较高。因此，银杏种子在微酸性土壤中萌发生长较为适宜。

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