种子与人类的关系非常密切,因为种子是最基本的农林业生产资料和繁殖器官,它不仅为人类生存与健康提供了必要的粮食、油料、水果、香料、饮料、药物等生活必需品,而且为森林的更新和植被的恢复提供了重要的物质基础,为地球生态环境的维持和改善提供了可能。
种子休眠是植物生长发育过程中的一个暂停现象,是植物长期适应复杂环境条件而形成的生理生态特性。种子休眠对植物“种”的保存和繁衍是极为有利的。种子休眠在农业生产中也具有一定的经济意义。但同时,种子休眠给生产带来了极大的麻烦,因为播种前必须要打破种子休眠,如果栽培和育种工作者不了解种子休眠特性,那么要想在植物后代培养中获得理想的效果是十分困难的。休眠与萌发是种子生活史中两个极为重要的阶段,两者所处的生命活动的趋向完全相反。休眠的种胚处于停顿生长状态,而萌发的种胚恢复生长。为了有效地保存好种子,应设法使种胚更安全地处于休眠状态,以保持旺盛活力。为了获得齐苗、壮苗,就应设法使种胚迅速整齐地恢复生长,并为种子萌发提供适宜的环境条件,强化种苗活力,为丰产奠定基础。要顺利实现上述过程,就需要我们更深入地了解种子休眠与萌发的特性,探索更为实用、经济、快速、有效的催芽技术措施。研究种子休眠与萌发的调控技术措施及其内在机制,能使我们更好地认识和利用种子的生理生态特性,科学地指导农林业育苗生产实践。
水曲柳(Fraxinusmandschurica Rupr.)属木犀科白蜡树属植物,渐危种,是古老的孑遗植物,主要分布于我国黑龙江的大兴安岭东部和小兴安岭、吉林的长白山等地,与黄菠萝、胡桃楸并称“东北三大硬阔”,是东北林区重要的阔叶用材树种。水曲柳分布区虽较广,但多为零星散生,因砍伐过度,数量日趋减少,目前大树已不多见,一般生长在山坡疏林中或河谷平缓山地,是国家II级重点保护野生植物(国务院1999年8月4日批准)。
良种壮苗是重要的森林培育技术措施之一,是人工林培育的基础环节,对于人工林的速生、优质、丰产具有重要的意义。目前,通过种子园等方式生产的水曲柳改良种子十分有限,且生产成本较高。如何使有限的优质种子高效地转化为优质苗木便成为亟待解决的问题。长期以来,水曲柳一直以种子繁殖为主,而种子深休眠的特性给育苗生产带来了一定的困难。要想将优质种子转化为优质苗木,就必须在打破种子休眠、促进萌发这一环节上下功夫。目前,对水曲柳种子休眠的机制已有一些了解,在解除种子休眠的方法上也取得了很大的突破,但并没有达到尽善尽美的程度。在生产实践中经常采用的方法通常需要很长时间,种子一般经处理后在成熟后的第二个春季才能萌发出苗。有些处理方法可以使种子在成熟后的第一个春季萌发,但发芽率低,出苗不整齐。另外,对解除休眠的水曲柳种子的适宜萌发条件基本没有研究,缺乏了解,播种季节也受到严格限制,在很大程度上影响了播种育苗的效果。因此,有必要对水曲柳种子休眠与萌发的生理生态特性进行更为系统、深入、细致的研究,为开发更为实用、经济、快速、有效、方便的种子催芽技术方法和确定解除休眠种子适宜的萌发条件提供理论依据,以达到理想的播种育苗效果。
笔者通过多年的调查和研究,积累了大量的水曲柳种子休眠与萌发理论和技术方面的第一手试验数据,同时搜集和整理了大量关于种子休眠和萌发方面的文献,撰写了《水曲柳种子休眠与萌发生理及其调控技术》-书。本书在综述国内外研究现状的基础上,重点解决了以下主要问题:①种子发育至成熟过程中的生理状态及其与种子休眠和萌发的关系;②经夏越冬播种方法的可行性及其相关技术;③对成熟种子催芽方法的探索和优化;④解除休眠种子干燥贮藏的可行性及其相关技术;⑤解除休眠种子的适宜萌发条件及其调控技术。本书的研究成果为水曲柳种子层积催芽、直播育苗和解除休眠种子的干燥贮藏、萌发条件等问题的解决和优化提供了一定的理论依据和实用技术,对水曲柳播种育苗技术水平的提高具有现实的指导意义。
本书共8章。第1章介绍种子休眠与萌发研究进展;第2章介绍白蜡树属树种种子休眠与萌发的调控;第3章介绍水曲柳种子发育过程中的生理状态及其休眠与萌发特性;第4章介绍水曲柳种子经夏越冬播种过程中的生理变化及其调控技术;第5章介绍水曲柳种子混沙层积催芽过程中的生理变化及其调控技术;第6章介绍水曲柳种子裸层积催芽过程中的生理变化及其调控技术;第7章介绍水曲柳解除休眠种子干燥贮藏过程中的生理变化及其调控技术;第8章介绍水曲柳种子次生休眠诱导与解除过程中的生理变化及其调控技术。
具体分工如下:全书由张鹏主持编写,进行总体设计并拟定章节内容,完成统稿、修改和校稿。第1章、第3章、第4章、第5章、第8章由张鹏撰写,第6章由沈海龙撰写,第2章、第7章由张鹏和沈海龙共同撰写。