温度对青海云杉种子萌发特征的影响

连娥 ，赵栋 ，陈蓉 ，蒋震 ，张涛 ，王杰

（1 甘肃省白龙江林业管理局林业科学研究所，甘肃 兰州 730070；2 甘肃白龙江森林生态系统国家定位观测研究站，甘肃甘南 747000）

青海云杉是松科树种，其高度可以达20m。一年生嫩枝呈浅绿偏黄色，两年生嫩枝为粉红色或浅棕色。冬芽呈圆锥形，通常没有树脂。基部芽鳞有突起的纵向脊。叶厚，四边形，呈辐射状[1]。叶下部和两侧向上弯曲。球果呈圆柱形，也有长方形，成熟的果实有鳞片，背面呈绿色，上缘为紫红色；中间鳞片倒卵形，边缘全缘或稍起伏，苞片鳞片短，三角形匙形，种子呈斜倒卵形，种翅为倒卵形，呈浅褐色，中线的顶点圆形。花期为4～5月，球果成熟期为9～10 月。青海云杉是我国特有树种，分布在海拔1600～3800m 的祁连山，青海省、甘肃省、内蒙古大青山以及宁夏都有生长，青海云杉多生长在山谷中或者阴坡处，形成纯林。青海云杉喜冷湿环境，耐干冷气候，在水土保持中具有重要作用。因此，在我国西北干旱区大范围栽种此树种，可以起到很好的荒漠治理作用。青海云杉本是暖温带的树种，在温暖湿润的气候环境中长势良好，但不耐高温[2]。苗期生长缓慢，周期较长，会影响供苗率和育苗效率。近年来，人们尝试在低海拔区域种植这种树种，在低纬度地区培育青海云杉苗木，以改善苗木生长的温湿度环境，延长苗木的生长周期，增加苗木生长量。青海云杉苗木地下山进入四川南迁时，苗圃中的高温环境经常抑制种子萌发，或种子萌发后幼苗变黄死亡。所以，确定青海云杉种子萌发和生长的极端高温是需要重点解决的问题[3]。在试验室培养箱中模拟温度环境，对不同环境温度影响青海云杉种子萌发特性的情况进行试验，明确不同温度环境对青海云杉种子的萌发有重要的影响，以期以此作为参考依据，正确选择青海云杉苗圃地，提高青海云杉的成活率。

1 材料与方法

1.1 试验材料

在天祝县夏玛自然保护区采集青海云杉种子。从青海云杉自然种群中筛选出20 株成树。种子成熟后，从青海云杉不同部位采集球果。采集后球果立即摊晒至球果鳞片开裂后，脱出种子。选取饱满种子，在自然条件下干燥处理，清除杂质清除，直接带回试验室储存。

1.2 试验方法

随机选取青海云杉种子，用10g/L 次氯酸钠溶液浸泡20min，然后用0.1mol/L 低氯酸钠过滤后放在铺有2 层滤纸的培养皿中。在25℃的水中浸泡8h，吸取多余的水后，放入培养箱中。种子分别在5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃下处理。除培养温度不同外，其余培养条件均为550lx 光照和75%湿度。每处理随机抽取100 粒种子，重复3 次。当胚根突破种皮1mm时，即种子萌发。每天计数种子萌发数，连续3d。如果种子没有发芽，就说明种子的发芽结束，试验期为20d[4]。

1.3 数据处理

种子在培植5d 后，统计种子的发芽势，在种子萌发到第10d，统计种子的发芽率，第20d 时用直尺测定胚根长度，计算发芽指数、活力指数和平均发芽天数。

发芽率（GR）=SN1/SN0×100%

发芽势（Gp）=SNm/SN0×100%

发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt）

活力指数（VI）=GI×S

平均发芽天数（MLIT）=∑G×t/∑G

式中：SNl——供试种子发芽粒数；SN0——供试种子总粒数；SNm——种子发芽达到最高峰时种子发芽粒数(一般以最初1/3 天数内发芽种子数计)。

Dt——发芽的天数；Gt——与Dt 相对应的每天发芽种子数；S——10 d 内胚轴平均长度；G——逐日发芽数；t——与G 相对应的天数。

采用spss13.0 统计分析软件分析试验数据，用Excel软件完成绘图。

2 结果与分析

2.1 不同温度对青海云杉种子萌发能力的影响分析

表1 不同温度下青海云杉种子发芽能力

由表1 可知，青海云杉种子在不同温度环境下培养，温度变化对种子的影响程度不同。在25℃条件下，种子的萌发能力达到最高，发芽率、发芽势、发芽指数最高值均达到79%、48%和19.38。同时可以发现，25℃条件是一个峰值，其中，5～25℃，随着生境温度的升高，发芽率、发芽势和发芽指数随着温度的升高而增高，在30～35℃，随着生境温度的升高，发芽率、发芽势和发芽指数随着温度的升高而急剧降低，最低指数分别达到43%、28%和10.21。当生境温度升高到40℃时，青海云杉种子萌发完全停止[6]。

青海云杉种子的平均发芽天数和发芽势是种子活力的指标，能较好地反映种子萌发的速度和均匀性。由表1 可知，当温度不超过10℃或40℃时，种子各项指标都为0，种子停止发芽。由此表明，温度过高或过低都会影响种子的各项指标，青海云杉种子的发芽势、发芽速度以及均匀性都会受到影响。因此，较低或较高的温度和缓慢的发芽率是导致发芽势较低的主要原因。

2.2 胚根长、胚芽长，胚根/胚芽比和活力指数分析

表2 不同温度下青海云杉种子胚根长、培养长、胚根/胚芽比、活力指数

由表2 可知，不同温度生长环境下，青海云杉种子胚根长、胚芽长以及活力指数的影响程度不同。生长环境在10～30℃时，青海云杉种子胚根长、胚芽长以及活力指数随着温度的升高而增高，个指标数值最高值分别为8.19cm、2.55cm、23.12A／株。均达到极显著水平。当生长环境高于35℃时，种子胚根长、胚芽长以及活力指数显著下降，数值分别下降至4.31cm、1.21cm、2.13B／株。环境温度为5℃和40℃时，青海云杉种子停止发育。

通过活力指数能够反映种子萌发的速度，还可以反应种子的质量，活力指数大，就说明种子非常有活力，生长势良好。环境温度为25～30℃时，青海云杉种子活力指数会随温度升高而有所增加。当生境温度达到30℃时，种子活力指数最高，可以达到23.12，水平非常显著。当生境温度为35℃时，种子活力指数就呈下降趋势。

2.3 发芽指标分析

温度是种子萌发的重要条件。通过方差分析结果可知，温度对种子的各项指标都有影响，主要包括发芽率、发芽指数、胚芽胚根长度、发芽势、胚根/胚芽、活力指数以及平均发芽天数等影响非常明显[5]。试验结果显示，当处于5℃和40℃时，青海云杉种子萌发后就不会再生长，当处于30℃和35℃时，部分种子发芽3～5d，种子就会出现腐烂的现象。所以，30℃以上的温度青海云杉种子就不再发育。

3 结语

综上所述，温度对种子萌发有重要的影响。通过试验所获得的结果表明，青海云杉种子的萌发能力随着萌发生境温度的升高呈先升高、后下降的趋势。当20～25℃条件下，种子萌发能力显著提高。种子发芽率、发芽势和发芽指数在25℃时最高。当环境温度达到30～35℃时，发芽率呈显著下降的趋势；当华景温度为40℃时，停止发芽。种子萌发后，温度对胚根和胚芽的生长会有一定的影响。低温环境和高温环境都不适合种子萌发，更不利于生长。青海云杉在25℃下发芽最快，当处于30℃，易萌发，且生长速度快。温度对植物的影响与植物生长的地理起源有关。植物在特定的环境中不断进化，逐渐形成了植物生长的自然特性。