西藏巨柏种子发芽条件的研究

常馨月1， 万路生， 赵垦田

(1.西藏大学理学院， 西藏 拉萨 850000； 2.西藏农牧学院资源与环境学院， 西藏 林芝 860000)

巨柏(Cupressusgigantea)，又名雅鲁藏布江柏木，柏科柏木属常绿乔木，高30～50 m，胸径1～3 m，少数可达6 m，是1974年中国科学院青藏高原综合科学考察队在藏东南发现的特有植物[1]，于1975年被公布，由郑万钧等确定为一新物种[2]，在1999年被确定为国家一级保护物种[3]。巨柏的分布范围极其狭窄，仅在西藏林芝市的巴宜区(原林芝县)、朗县、米林县、波密县等地的雅鲁藏布江边散生单株分布，或在海拔3 000～3 400 m的阳坡形成疏林[1]。因其种群数量稀少，在2004年被列入了中国物种红色名录[4]。

目前，对巨柏的研究主要涉及种群与群落生态学、生物学特性、濒危机制与保护、种子与苗木培育等方面[5]。巨柏种子发芽实验主要有滤纸法和沙培法2种。由于目前没有巨柏发芽的统一标准，故相关文献的发芽实验条件各异，常导致实验结果没有什么可比性，甚至出现矛盾。同样为培养皿沙培发芽法，最适发芽温度的报道既有25～30 ℃[6]，也有12.5～17.5 ℃[7]；光照条件对其发芽力的影响，有促进作用和无显著性影响2种结果[6-7]；而发芽基质对巨柏种子发芽力的影响，迄今未见报道。针对上述问题，本试验开展沙培法种子萌发条件的研究，旨在规范巨柏种子的发芽条件，为巨柏人工繁育和资源保护奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

供试巨柏种子于2017年6月采自西藏林芝市朗县洞嘎镇扎西塘村(28°59′49″N，93°18′0″E)雅鲁藏布江右岸的阶地巨柏林，海拔3 060 m。球果调制方法为自然阴干取种。净种后，贮藏于5 ℃条件下。种子千粒重为4.250 g，含水量为10.71%。

1.2 实验方法

1.2.1发芽床含水量

将烘干的沙子定量装入直径为15.00 cm的圆形玻璃培养皿中作为发芽床，控制其相对含水量分别为20%、40%、60%、80%和100%。将供试种子50粒均匀摆放在沙床上，轻压使其与沙面相平[8]，进行沙上发芽。每个处理试验重复3次。人工培养箱的发芽条件为：温度25 ℃、空气相对湿度60%、避光，发芽时间15 d[9]。

1.2.2覆 盖

设置种子置床后的不覆沙和覆沙0.30 cm 2种处理，分别进行沙上发芽试验和沙中发芽试验。每个试验处理50粒，重复3次。发芽试验方法和条件同1.2.1。

1.2.3发芽温度

先后开展恒温和变温发芽试验。恒温设置了5 ℃、10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃和35 ℃ 7种处理。在恒温发芽试验基础上，根据发芽温度范围和适宜恒温，再设30 ℃/25 ℃、30 ℃/20 ℃、30 ℃/15 ℃、25 ℃/20 ℃、25 ℃/15 ℃和20 ℃/15 ℃ 6种变温处理和恒温25 ℃(对照)。

表1 不同发芽床湿度和覆盖对巨柏种子萌发的影响

发芽指标 沙上发芽(不覆沙) 沙中发芽(覆沙0.30cm) 20%40%60%80%100%20%40%60%80%100%始发芽天数/d444555445-发芽势/%32.67a32.00ab32.00ab25.33b12.67c31.33ab32.67a34.67a8.67cd0e发芽率/%46.00bc 54.00ab55.33ab40.67c43.33c45.33bc54.00ab60.67a16.67d0e

试验采用沙上发芽法(即不覆沙)，每个处理50粒种子，重复3次。发芽基质含水量为60%，恒温处理8 h光照+16 h黑暗，变温处理则高温8 h光照+低温16 h黑暗，其它发芽条件同1.2.1。

1.2.4光 照

恒温25 ℃下设24 h光照、24 h黑暗和12 h光照+12 h光照3种处理。黑暗处理以锡箔纸完全包裹培养盒，再置于黑暗培养箱中。本试验使用沙上法进行发芽，基质相对湿度为60%，每组处理均取用50粒种子，重复3次，人工培养箱的相对湿度为60%。

1.3 数据统计分析

根据《国家种子检验规程》，胚根长度达到种子1/2时即为发芽。即选定种子胚根突出种皮长度达到2 mm作为萌发标准，统计发芽数量，计算发芽势和发芽率。

发芽势(%)=(供试种子发芽粒数达到高峰时的发芽数/供试种子总数)×100%；

发芽率(%)=(供试种子发芽数/供试种子总数)×100%。

用Excel 2003软件进行数据统计和处理，用SPSS 22.0软件进行数据分析，用Origin 9软件和Excel 2003软件进行作图。

2 结果与分析

2.1 发芽床湿度和覆盖对巨柏种子萌发的影响

不同发芽床湿度和覆盖对巨柏种子萌发的影响见表1。表明，虽然不同发芽基质湿度和覆沙处理条件下，巨柏种子的始发芽天数基本相同，均为4～5 d，但巨柏种子萌发存在显著性差异。

沙上发芽法，相对湿度为20%～100%，巨柏种子萌发不存在显著性差异，发芽势为25.33%～32.67%，发芽率为40.67%～55.33%，且以相对湿度为60%最高，发芽势和发芽率分别为32.00%和55.33%；相对湿度为100%时，巨柏种子发芽势受到抑制，仅为12.67%，但发芽率无显著差异，为43.33%。

沙中发芽法，相对湿度为20%～60%，巨柏种子萌发不存在显著性差异，发芽势为31.33%～34.67%，发芽率为45.33%～60.67%，且相对湿度为60%，巨柏种子萌发最好，发芽势和发芽率分别为34.67%和60.67%；相对湿度为20%和40%，发芽基质水分不足，对巨柏种子的萌发有影响，但影响不显著；相对湿度≥80%，巨柏种子萌发受到明显抑制，相对湿度为80%，巨柏种子的发芽势和发芽率分别为8.67%和16.67%，相对湿度为100%，巨柏种子不发芽，说明当空气极度下降时，巨柏种子不能发芽。

2.2 温度对巨柏种子萌发的影响

不同发芽温度对巨柏种子萌发的影响见表2和图1。

图1 不同变温处理对巨柏种子萌发的影响

表2 不同恒温处理对巨柏种子萌发的影响

指标处理5℃10℃15℃20℃25℃30℃35℃始发芽天数/d--76456发芽势/%0d0d3.33d16.00b26.67a9.33c1.33d发芽率/%0c0c48.67a47.33a50.00a30.00b4.00c

由表2 可知，恒温条件下，不同温度对巨柏种子的萌发有显著影响。

巨柏种子的发芽温度为15～30 ℃，25 ℃恒温条件下，巨柏种子的发芽势和发芽率均最高，分别为26.67%和50.00%。15 d内，15～25 ℃巨柏种子发芽率没有显著差异，但发芽过程存在明显区别。发芽温度为15 ℃时，巨柏种子萌发出现延迟，始发芽天数由4～5 d推迟至7 d，发芽势显著下降；30 ℃对巨柏种子萌发有一定的抑制作用。本实验证明，巨柏种子的最适发芽温度为25 ℃，该结果与李永霞[6]的研究结果相同。

发芽温度为5～10 ℃和35 ℃时，巨柏种子几乎不能发芽，将这3种处理条件下的巨柏种子重新置于25 ℃条件下继续进行发芽，其发芽率均可达到42%～44%，说明此3种温度处理对巨柏种子萌发仅具有抑制作用，而不具有不可逆的破坏作用。

图1可知，不同变温处理对巨柏种子的萌发具有显著影响。发芽温度涉及到15 ℃时，巨柏种子的发芽均出现延迟，始发芽天数由4～5 d推迟至7 d，发芽势显著下降，但其发芽率无明显变化，说明在适宜温度范围内，低温决定巨柏种子的始发芽天数和发芽势，而发芽率是由种子质量决定的。不同变温条件下，巨柏种子的发芽率没有显著性差异，但30 ℃/15 ℃变温条件下，巨柏种子的发芽率最高，为51.33%，这可能是由于变温处理补偿了持续高温对巨柏种子萌发造成的负面影响，但其发芽势显著降低，不利于巨柏种子萌发。综合比较下，ck(25 ℃)条件下最佳。

2.3 光照对巨柏种子萌发的影响

不同光照处理对巨柏种子萌发的影响见图2。从图2可见，光照影响巨柏种子的萌发。

图2 不同光照处理对巨柏种子萌发的影响

光照和黑暗条件下，巨柏种子的始发芽天数相同，发芽势也不存在显著性差异，但对发芽率有显著影响。

巨柏种子发芽率在全光照条件下最高,为54.00%，在12 h光照+12 h黑暗条件下居中，为50.00%，而在黑暗条件下最低，为41.33%，且巨柏种子在光照和黑暗条件下发芽率差异达到显著程度，该结果与辛福梅等[7]得出的结果相同。显然，光照可以促进巨柏种子萌发，而且这种促进作用，似乎与光照时数存在一定关系，其原因需要进一步研究。巨柏种子在黑暗条件下可以萌发，而且发芽率不低，在本实验条件下达41.33%。说明，黑暗不会完全限制巨柏种子的萌发。

综上所述，光照影响巨柏种子发芽率，虽然巨柏种子可以在黑暗条件下萌发，但光照可以促进其萌发。

2.4 发芽实验条件讨论

种子发芽率是指纯净种子在最适宜发芽条件下，规定时间内正常发芽种子数量占供试种子总数的百分比。探索种子发芽适宜条件，是制定种子发芽率测定标准的基础。光照、温度、水分和持续发芽时间对种子发芽率测定有直接影响，而且浸种方法也会对种子发芽实验结果产生一定影响。

虽然巨柏种子可以在黑暗条件下萌发，但光照可以促进其萌发。这表明，光照条件可以在不同程度上影响种子的发芽率，在进行巨柏种子发芽率测定时，规定与告知光照条件十分必要。从方便实际操作考虑，在发芽过程中创造光照发芽条件比较容易，而保持完全黑暗条件多有困难，故建议在全光条件下测定巨柏种子的发芽率。鉴于光照并不是巨柏种子发芽的必需条件，如果发芽基质水分控制困难，则可优先考虑保障水分。

温度对种子萌发具有十分重要的影响。本实验条件下，巨柏种子在15～30 ℃恒温条件下可以萌发，且恒温25 ℃最为适宜。巨柏种子在变温条件下的发芽率略优于恒温，但与恒温差异并不显著，从方便温度控制的角度来看，在恒温条件下测定种子发芽率能够更加便捷、减少温度控制不当造成的误差，故建议在25 ℃恒温条件下测定巨柏种子发芽率。

巨柏种子的发芽过程中，空气和水分均表现出十分重要的作用，二者缺一不可，水分过多或过少都会显著影响种子发芽率。以河沙作为发芽床来测定巨柏种子发芽率的沙培法，是为了克服滤纸法保水不强而提出的。尤其是种子置床后再覆沙，其保水性能更好，可提高巨柏种子的发芽率。

沙上法便于观察种子萌发过程，且能保证发芽过程中的水分供应，但种子发芽率略低于沙中发芽法；沙中法发芽率较高，但不便于观察，且覆沙均匀有一定难度。总的来看，巨柏发芽以沙床为优，且以相对湿度为60%最好。

此外，确定统一的持续发芽时间和浸种条件，对制定种子发芽标准非常重要。根据前期工作得出，测定巨柏种子发芽实验的持续时间以15 d为宜[9]。巨柏种子属于被迫休眠类型，进行种子发芽试验前一般只需清水浸种，但水温会影响种子吸水膨胀的时间。例如，20 ℃清水浸种，种子44 h才能吸胀，而50 ℃温水浸种只需要36.5 h[9]。浸种时种子的吸水状态不同，自然会影响种子的萌发过程。根据试验结果，推荐巨柏种子在50 ℃温水中浸种36.5 h最为合适。

3 结 论

1) 沙床法巨柏萌发最适基质相对湿度为60%。

2) 巨柏种子在15～30 ℃恒温条件下可以萌发，最适发芽温度为25 ℃。在变温条件下的发芽率与对照组差异不显著。

3) 巨柏种子可以在黑暗条件下萌发，但光照对其萌发有促进作用。

4) 沙培法进行巨柏种子发芽率测定的条件为25 ℃恒温，相对湿度60%，持续发芽时间15 d。如果水分条件可以得到保障，采用沙上法以控制光照，如果水分条件保障困难，则采用沙中法优先保障水分。