Влияние способов обработки на прорастание семян барбариса обыкновенного в условиях Омской области

В России почти 90% видов и форм деревьев и кустарников размножаются семенным способом – наиболее экономичным, с точки зрения затрат труда, и легко поддающимся механизации. Кроме того, семенное размножение имеет и биологические преимущества. Расте-

ния, выращенные из семян, обладают большей долговечностью, имеют хорошо развитую корневую систему, легче переносят пересадки. Однако большой проблемой при размножении может стать глубокий период покоя, при котором семена не всегда трогаются в рост на следующий год, обычно начинают развиваться через год или даже через несколько лет [2].

Методика исследований

Целью исследований стало изучение особенностей прорастания и жизнеспособности семян барбариса обыкновенного, а также установление диапазона температур для лучшего их прорастания. Всхожесть и жизнеспособность семян определяли в соответствии с условиями ГОСТ [1].

Для обеспечения различных температурных условий с переменным режимом использовали двухмерный градиентный стол. Стол разделили на 196 ячеек (по 14 в ряду), в каждой по 10 семян. Для уменьшения испарения ячейки накрывали стеклом и всю поверхность стола прозрачной пластиковой крышкой. Установка находилась в лаборатории без дополнительного освещения при температуре 20–22°С.

Длительность эксперимента – 5 недель, колебание температуры от 2,5 до 24,9°С. Температурный градиент менял направление через 12 ч (от минимальной к максимальной температуре и наоборот), таким образом, в 14 ячейках наблюдалась постоянная и в оставшихся 182 – переменная температура.

Результаты исследований

У изучаемой культуры – барбариса обыкновенного – тип покоя определен как А2 и А2 – B2, т. е. сильный экзогенный и промежуточный физиологический типы покоя [2].

Для определения жизнеспособности проведен опыт по окрашиванию зародышей семян барбариса раствором тетразола, в результате отмечено, что 86% семян потенциально жизнеспособны, хотя их всхожесть на влажном ложе при оптимальных температурных условиях составляла только 6%. При освобождении эндосперма от семенной кожуры, которая являлась причиной экзогенного покоя А2, наблюдалось ненормальное развитие зародышей. На 14-е сут после закладки на прорастание отмечено появление яркоокрашенных в зеленый цвет семядолей, без зародышевого корешка. Подобная аномалия могла быть связана с механическими повреждениями при освобождении от оболочки или неспособностью зародыша развиваться в незащищенных условиях.

Механическая скарификация крупнозернистой бумагой с частичным нарушением целостности семенного покрова повысила всхожесть до 38%, в отличие от варианта с полным удалением семенной кожуры (рисунок).

Следовательно, 48% семян из 86% жизнеспособных находились в состоянии экзогенного покоя, который предположительно можно преодолеть с помощью переменных температур и при применении стимуляторов роста.

и контроль □ жизнеспособные семена □ гибберелин и скарификация ЕЗ скарификация+KNO3

Влияние способов обработки на всхожесть семян барбариса обыкновенного

Для снятия промежуточного эндогенного покоя в качестве стимуляторов выбраны ГК (гиббереллиновая кислота) и KNO3. Для увеличения стимулирующего эффекта и снятия А2 экзогенного покоя обработку кислотами было решено провести совместно со скарификацией и без нее. Обработка семян барбариса обыкновенного 0,2-молярным раствором гиббереллиновой кислоты незначительно повысила всхожесть на 2–3%.

Проращивание семян в условиях переменных температур проводили на градиентном столе в лаборатории Института семеноводства университета Хохенхайм. Известно, что, кроме температурного диапазона, на прорастание оказывает влияние и амплитуда колебания [3]. По нашим наблюдениям, семена барбариса прорастали при широком диапазоне температур с большой амплитудой (до 14,4°С) и имели всхожесть 20–60%. Наивысший процент прорастания (60%) отмечен при переменной температуре в диапазоне 12,1–23,3°С, с 12-часовым термопериодом, амплитуда колебания температуры – 8–16°С, семена начинали прорастать через 3 недели. В ячейках, в которых в диапазоне 18,5–20,1°С поддерживалась постоянная температура (амплитуда 0°С), всхожесть достигала 40%. Прорастание семян в ячейках с температурой не ниже 12,1°С в различных периодах и амплитудах возрастало, пока температура не достигла максимума 23°С, далее отмечено снижение.

При наблюдениях установлено положительное влияние переменных температур на прорастание семян барбариса (таблица).

Влияние переменных температур на прорастание семян барбариса обыкновенного

Максимальное прорастание семян барбариса – в диапазоне переменных температур 12,1–23,3°С. Как наиболее эффективные установлены температурные режимы: 12,1–21,7; 15,3–23,3 и 18,5–21,7°С. Наилучшие результаты отмечены при амплитуде 8–9,6°С. При температурных условиях в интервале 15,3–23,3°С всхожесть увеличивалась на 20%. С возрастанием температуры увеличивался эффект амплитуды. Например, при увеличении температуры с 15,3 до 24,9°С возрастает амплитуда с 1,6 до 9,6°С, всхожесть повышается с 10 до 50%. Кроме того, эффективной оказалась амплитуда колебания температур 1,6–3,2°С, наблюдалось сужение температурного режима 16,9–21,7°С, всхожесть также была в пределах 50%. Влияние широкого диапазона температур и амплитуды колебания объясняет повышение всхожести семян барбариса, прошедших естественную стратификацию в природных условиях, где температурный режим и амплитуда колебания часто носят случайный характер. С помощью эксперимента удалось установить оптимальные температурные режимы, которые можно использовать как предварительную обработку семян, находящихся на хранении.

Выводы

Переменные температуры оказывают положительное действие на прорастание семян барбариса. Наиболее благоприятная переменная температура с амплитудой колебаний 8– 9,6ºС. Определены эффективные температурные режимы: 12,1–21,7; 15,3–23,3 и 18,5–21,7°С, при которых прорастает до 60% семян.