温度对新疆两种沙棘种子萌发的影响

摘 要： 对新疆天然分布的两种沙棘属植物种子在不同温度条件下的种子萌发特点进行了研究。以野生中亚沙棘、引进俄罗斯大果沙棘为研究对象，分别研究其在20/30 ℃、15/25 ℃、 5/25 ℃、10/20 ℃、20 ℃、5/15 ℃、2/5 ℃条件下的萌发情况。结果表明，不同种的沙棘种子萌发情况差异均较大，2/5 ℃低温可以完全抑制两种沙棘种子的发芽，温度升高对沙棘种子发芽有显著的促进作用，野生中亚沙棘在各变温条件下萌发率均高于俄罗斯大果沙棘。两种沙棘的最适温度均为20/30 ℃，在此温度下野生沙棘种子萌发率为92%，大果沙棘为74%。

关键词： 野生中亚沙棘；俄罗斯大果沙棘；种子萌发；最适温度

中图分类号：S793.6 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.07.026

Abstract： This paper investigated the seed germination of two species of Hippophae from Xinjiang under different temperature. The results showed that low temperature（5/2 ℃） suppressed seed germination of two speceis. Increasing temperature had the obvious promoter action to the seed germination. The optimal temperature of seed germination for Hippophae is 20/30 ℃. Seed germination rate of Hippophae decreased with the increase of temperature. Seeds which did not germinate in temperature solution were transferred. There were high concordance between the temperature tolerance of Hippophae seeds at germination stage and the soil content in habitat.

Key words： Hippophae rhamnoides L.； Hippophae rhamnoides L. subsp. turkestanica Rousi； seed germination； optimal temperature

目前，沙棘属植物的特性是喜水、耐干旱（大气干旱）、耐寒、且喜pH值为6.5～7的沙壤性土壤，为阳性落叶树种，属于中生植物类型[1]。沙棘（Hippophae L.）属胡颓子科（Elaeagnaceae）沙棘属的灌木或小乔木，俗称醋柳、黑刺、酸刺等[2-3]，繁殖容易、适应性强，生态、经济和社会效益皆较高，是保持水土、防风固沙、改善生态环境的优选树种[4]。

新疆阿克苏地区野生沙棘资源丰富，主要分布在乌什县托什干河谷地带，面积达0.667万hm2，多为小乔木型中亚沙棘，最高达6～8 m。沙棘有着优越的抗沙性、水土保持性，经济开发价值较高。沙棘是恶劣生态的“克星”，是改善生态环境的首选树种，同时，沙棘含有丰富的营养物质，具有保健、增强人类体质的药用价值。

种子萌发在整个植物生活史环节中起关键作用，种子萌发所需温度条件反映其适应生境的生态机制[5-6]。对生长于不同环境中的植物其萌发所需的条件研究，可揭示其生活史基本特性，为本土植物种的开发和利用提供依据。本试验选取不同沙棘属植物种子进行不同温度条件下的种子萌发试验，旨在探讨两种沙棘属种子萌发对温度的响应，为本地植物在植被恢复中的应用提供基础理论依据。本研究通过对新疆两种沙棘属植物种子萌发特性的研究，试图为新疆两种沙棘属植物的种子繁殖和开发利用提供基础资料。

种子繁育问题的解决是进行林果技术研究的重要前提，沙棘属植物无性繁殖成本与难度相对较大，而结实的种子繁殖比较容易，因此，播种繁殖是目前该属繁殖的一种主要方式。本研究以阿克苏地区成群落性分布的野生中亚沙棘（Hippophae rhamnoides L. subsp. turkestanica Rousi）、引进俄罗斯大果沙棘（ Hippophae rhamnoides L. ） 为研究对象，通过不同温度对种子萌发影响的研究，探究种子萌发的适宜温度条件，为该属植物的引种和繁育提供理论基础。

1 材料和方法

1.1 试验材料

两种沙棘种子于2015年9月到10月采集。野生中亚沙棘种子采自乌什县，俄罗斯大果沙棘种子采自温宿县。

1.2 试验方法

试验前选取颗粒大小均一且饱满的种子，用1%的次氯酸钠（NaClO）消毒20 min，用滤纸吸干种子外附水分后，将种子置于直径为90 mm培养皿中培养，以两层滤纸为基质（在整个萌发过程中，浇蒸馏水保持滤纸湿润）。每组25粒4个重复，放入光照培养箱内进行萌发试验[1]，种子的萌发以胚根的出现为标志。萌发过程中每24 h统计种子发芽数，计算种子发芽数。

共设定光暗交替（12 h光照/12 h黑暗下）的7个温度萌发条件：20/30 ℃、15/25 ℃、 5/25 ℃、10/20 ℃、恒温20 ℃、5/15 ℃、2/5 ℃（变温时间为12 h/12 h）。计算种子的发芽率：将野生中亚沙棘种子、俄罗斯大果沙棘种子分别置于光暗交替的环境（12 h光照/12 h黑暗下，100 μmol·m-2·s-1），连续20 d未出现萌发现象将其视为不萌发，为试验结束。并计算不同温度条件下种子发芽率，计算公式为：

发芽率=[最终达到的正常发芽（或正常出苗）的种子数/供试种子数]×100%

1.3 统计分析

所得数据用SPSS19.0软件进行统计分析，Excel软件绘表，数理统计方差分析检验。

2 结果与分析

2.1 不同温度条件对俄罗斯大果沙棘种子发芽率的影响

结果表明（表1）：由于2/5 ℃温度过低严重影响俄罗斯大果沙棘种子的发芽，发芽率为0；俄罗斯大果沙棘种子最适萌发温度为20/30 ℃，此条件下的发芽率为74%，发芽率达到最大值；种子次适宜萌发温度为5/15 ℃，此条件下的发芽率为52%；15/25 ℃、10/20 ℃、恒温20 ℃条件下的发芽率无显著变化。当温度为5/25 ℃时，发芽率又显著性降低。结果显示，俄罗斯大果沙棘种子在7个不同变温条件下的总体发芽率较低，主体发芽率在10%～30%之间。

2.2 不同温度条件对野生中亚沙棘种子萌发率的影响

试验结果表明（表1）：2/5 ℃条件下野生中亚沙棘种子没有萌发现象；野生中亚沙棘种子最适萌发温度为20/30 ℃，此条件下的发芽率达到最大值，发芽率高达92%；次适宜温度为10/20 ℃、5/15 ℃，发芽率皆为86%，且10/20 ℃、5/15 ℃、恒温20 ℃条件下的发芽率较为接近，分别为86%、85%；15/25 ℃、5/25 ℃条件下的发芽率亦较为相近，分别为64%，60%。

2.3 两种沙棘种子在不同温度条件下萌发的统计分析

由方差分析表2～3可知，不同温度条件对两种沙棘种子的萌发率影响显著。各温度处理间差异极显著。方差分析表明：温度、种的作用皆极显著地（P<0.001）影响沙棘种子的萌发，但温度的影响程度要大于种的因素。

由图1、图2可知，随萌发温度的升高，两种沙棘硬枝扦插的成活率总体呈上升趋势。通过萌发率与对应不同变温之间的回归分析，得到俄罗斯大果沙棘和野生中亚沙棘种子萌发率回归方程，分别为y =-5.714 3x + 54.571，R2 = 0.258 9；y =-7.392 9x + 97.143，R2 = 0.246 2。比较两者相关性系数可知，野生中亚沙棘在不同温度条件下萌发率更具有规律性。俄罗斯大果沙棘种子不同温度条件萌发率回归系数大于野生中亚沙棘，而且两者回归系数皆为负数，说明野生中亚沙棘种子在不同温度条件下萌发率强于俄罗斯大果沙棘。野生中亚沙棘种子在不同温度条件下萌发率相关系数大于俄罗斯大果沙棘，说明野生中亚沙棘种子在不同温度条件下萌发率更具规律性和整齐性。野生中亚沙棘种子发芽率回归系数大于俄罗斯大果沙棘，说明中亚沙棘种子萌发能力强于俄罗斯大果沙棘。回归分析表明：俄罗斯大果与野生中亚沙棘种子的发芽率皆与温度呈非显著正相关关系（相关系数的平方的绝对值均小于0.5），且两种沙棘种子萌发回归方程曲线呈单调递减。

3 结论与讨论

3.1 不同种类沙棘属植物种子的萌发情况比较

变温效应的一种主要原理是低温方面有利于好气性生理过程，而高温有利于嫌气性生理过程，通过高低温互变可促进种子内的各种酶系的生化活动，亦包含变温引起的种皮收缩，促进种子与环境间气体互交，有利于发芽[8]。

种子萌发具有三基点温度，即最高、最低和最适温度，大多数情况下最适萌发温度出现在最高温度和最低温度之间[9]。试验中两种沙棘种子在2/5 ℃低温条件下未出现萌发现象，可能是因该温度条件低于野生中亚沙棘的最低萌发温度，从而抑制两种沙棘种子萌发，导致种子未出现萌发现象。

两种沙棘种子的最适萌发温度为20/30 ℃变温，在此温度条件下的最终发芽率分别为74%、92%，均达到最大值。两种沙棘种子之所以在20/30 ℃条件下萌发速度快、最终萌发率高，可能是因为此温度条件的昼夜温差显著，有效提高了种子内生理生化活动，进而加速种皮的收缩，起到促进种子与外在环境气体液体的交换，进而加速了种子的发芽。

俄罗斯大果沙棘和野生中亚沙棘种子次适萌发温度为5/15 ℃变温，此条件下的最终发芽率亦较高，分别为52%和86%。此温度的昼夜温差和白昼温度比30/15 ℃条件下的低，两种沙棘种子内在各类酶系的生理活动及种皮收缩度较30/15 ℃条件下低缓，因而种子萌发速度较30/15 ℃条件下缓慢。5/15 ℃变温亦可能与生境萌发气候相似，这有待于进一步研究。

阿克苏两种沙棘属植物生存环境较为相似，春季萌发与温度较低、山区有关，因此，种子在萌发期较耐温与喜温，这种特征亦体现在其对生境环境件的适应上。其萌发温度较为宽泛的范围使得沙棘属植物可利用阿克苏地区春季气温回升较快的气候特点，及春季融雪后提供适宜的水分条件而启动萌发。与同为生态先锋树种的甘蒙锦鸡儿相比，甘蒙锦鸡儿生境地温的值较低，种子在5 ℃发芽率可高达78.5%，但在30 ℃高温下种子萌发率降低，这种萌发机制确保其在低温环境中大部分种子在适宜季节萌发，种子萌发特点体现了与其地理分布和生境之间的联系[11]。

3.2 沙棘属植物的适宜萌发温度

本试验中昼/夜温度变化对两种沙棘种子萌发的影响较大，在萌发过程中表现出相同的萌发特性：在2/5 ℃低温条件下，种子不萌发；随温度的升高最终发芽率明显增高；两种沙棘的适宜萌发温度为20/30 ℃。此结果表明，两种沙棘属植物在不同温度条件下的萌发特性不同，且不同沙棘种子对温度的适应性亦不尽相同。

3.3 影响沙棘种子萌发的因素

两种沙棘种子的最终萌发率的差异性较为显著：野生中亚沙棘种子的最终萌发率最高，俄罗斯大果沙棘种子次之。沙棘不同种间的萌发差异性与种的遗传特性相关，不同种类有不同的萌发机制[12]，这也体现了两种植物的种子萌发特性对各自生境的适应性。

参考文献：

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