貯藏條件對山核桃屬植物種子生活力的影響

和紅曉，呂芳德，潘克玉，仝奇峰

（1. 湘西自治州林業(yè)局，湖南 吉首 416000；2. 中南林業(yè)科技大學，湖南 長沙 410004；3. 湘西自治州林業(yè)科學研究所，湖南 吉首 416000）

山核桃屬CaryaNutt植物具有經濟價值高、經濟效益好等特點，產品供不應求，發(fā)展前景廣闊[1]。在實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)山核桃屬植物種子的生活力之間存在顯著差異。探討影響種子活力的因素，不僅可以解決農業(yè)生產中山核桃屬植物種子，尤其是湖南山核桃種子不耐貯藏的問題，對種子的貯運和保存、育苗生產等具有重要的現(xiàn)實意義。為了找到造成種子生活力差異的原因，筆者對山核桃屬植物種子生活力進行了研究。

1 材料與方法

1.1 材料處理

本試驗中共設置4個處理。分別將浙江山核桃、湖南山核桃、美國山核桃（馬園1號和馬園2號）種子分成4份，分別為室溫條件下保留外種殼貯藏（以下簡稱室溫留殼）、室溫條件下去除外種殼貯藏（以下簡稱室溫去殼）、低溫條件下保留外種殼貯藏（以下簡稱低溫留殼）和低溫條件下去除外種殼貯藏（以下簡稱低溫留殼），備用。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子含水量測定

用HR73/HG53快速水分測定儀測定山核桃種子含水量。將山核桃的種殼和種仁剝離，分別測定種殼和種仁的含水量，重復3次，取平均值。

1.2.2 種子發(fā)芽試驗

據(jù)GB2772-1999中規(guī)定的標準進行種子發(fā)芽試驗。每個樣品各取50粒種子，在室溫下以河沙為基質做發(fā)芽試驗，重復3次。自第1粒種子發(fā)芽時起，每2 d觀測1次發(fā)芽種子數(shù)目，在大部分種子發(fā)芽后，3 d無種子發(fā)芽為止，計算種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

其中，Gi表示發(fā)芽指數(shù)；Gt表示在時間t的發(fā)芽數(shù)；Dt表示相應的發(fā)芽日數(shù)[3]。

1.2.3 原生質膜透性測定

參照《種子生理試驗手冊》中的方法進行，并按下式計算出相對電導率：

相對電導率＝(活種子電導率/熱殺后種子電導率 )×l00%[4]。

1.2.4 過氧化氫酶含量測定

過氧化氫酶含量的測定采用高錳酸鉀滴定法[5]。

2 結果與分析

2.1 山核桃屬植物種子發(fā)芽率的變化

對山核桃屬植物不同種子發(fā)芽率情況進行分批測定，結果見圖1。由圖1可知，不同種山核桃屬植物的種子發(fā)芽率均隨著貯藏時間的延長而降低，不同種的種子發(fā)芽率隨貯藏時間的延長下降趨勢不同，同種種子的不同品種的（是指美國山核桃種子中的馬園1號和馬園2號）種子發(fā)芽率隨貯藏時間延長下降速率也不同。相比之下，湖南山核桃種子發(fā)芽率隨時間延長下降的速率較快，浙江山核桃種子隨時間延長下降速率較慢；美國山核桃中的馬園1號種子發(fā)芽率隨時間延長下降速率較快，而馬園2號種子發(fā)芽率隨時間延長下降速率較快。山核桃屬植物種子發(fā)芽率下降速率由快到慢的順序是：湖南山核桃、馬園1號、浙江山核桃、馬園2號。

圖1 不同處理條件下山核桃屬植物種子發(fā)芽率的變化Fig.1 Change of seed germination rate in Carya Nutt under different storage conditions

2.2 山核桃屬植物種子含水量的變化

不同處理條件下山核桃屬植物種子含水量的變化見圖2。由圖2可知，山核桃種子的種殼和種仁含水量均隨著貯藏時間的延長而降低，在相同溫度條件下貯藏的種子，去殼貯藏的種子較留殼貯藏種子的含水量下降快；同種種子的種殼含水量下降較快，種仁含水量下降趨勢較慢。在室溫條件下貯藏的種子含水量下降較快，而在低溫條件下貯藏的種子含水量下降較慢。

2.3 山核桃屬植物種子中過氧化氫酶含量的變化

植物種子中過氧化氫酶含量一般隨著種子活力的下降而下降[6]。不同處理條件下山核桃屬植物種子中過氧化氫酶含量的變化見圖3。由圖3可知：4種山核桃種子中過氧化氫酶的含量均隨著貯藏時間的延長而降低，湖南山核桃降低趨勢最快，馬園1號種子次之，然后是浙江山核桃，降低趨勢最慢的馬園2號，但不同種的種子過氧化氫酶含量的降低趨勢不同，且貯藏1 a后種子中過氧化氫酶的含量存在較大的差異。

圖2 不同處理條件下山核桃屬植物種子含水量的變化Fig.2 Change of water content in Carya Nutt seed under different storage conditions

圖3 不同處理條件下山核桃屬植物種子中過氧化氫酶含量的變化Fig.3 Change of catalase content in Carya Nutt seed under different storage conditions

2.4 山核桃屬植物種子質膜透性的變化

不同處理條件下山核桃屬植物種子浸出液相對電導率的變化見圖4。由圖4可知，在室溫和低溫貯藏條件下，山核桃屬植物種子浸出液的相對電導率均隨著貯藏時間的延長而升高，同在室溫條件下去殼貯藏和留殼貯藏的種子，去殼貯藏的種子浸出液的電導率升高速度較快，留殼貯藏的種子浸出液的電導率升高速度較慢。

3 山核桃屬植物種子各指標與發(fā)芽率之間的關系

3.1 種子含水量與種子發(fā)芽率之間的關系

用種子的種殼和種仁含水量（X）和發(fā)芽率（Y）進行相關分析和回歸分析，結果見表1。由表1可知，山核桃屬植物種殼含水量和種仁含水量均與種子的發(fā)芽率之間存在極顯著正相關關系。

圖4 不同處理條件下山核桃屬植物種子浸出液相對電導率的變化Fig.4 Change of relative conductivity of lixivium from Carya Nutt seed under different storage conditions

表1 山核桃屬植物種子含水量與發(fā)芽率的關系?Table 1 Relationship between water content in Carya Nutt seed and seed germination rate

3.2 種子酶含量與種子發(fā)芽率之間的關系

分別用各類種子中的過氧化氫酶和脫氫酶含量（X）和發(fā)芽率（Y）做相關分析和回歸分析，得到回歸方程和相關系數(shù)見表2。由表2可知，不同種子中的過氧化氫酶和脫氫酶的含量均與種子的發(fā)芽率呈現(xiàn)顯著的正相關關系。

3.3 種子浸出液相對電導率與種子發(fā)芽率之間的關系

分別用各類種子浸出液的相對電導率（X）和發(fā)芽率（Y）做相關分析和回歸分析，結果見表3。由表3可知，不同種子的浸出液相對電導率與種子的發(fā)芽率之間均存在極顯著的負相關關系，即種子的發(fā)芽率越高，種子浸出液的相對電導率越低；相反，種子的發(fā)芽率越低，種子浸出液的相對電導率越高。

表2 山核桃屬植物種子酶含量與發(fā)芽率的關系Table 2 Relationship between catalase content in Carya Nutt seed and seed germination rate

4 結論與討論

文中探討了山核桃屬植物中的湖南山核桃、浙江山核桃、美國山核桃（馬園1號、馬園2號）在不同貯藏條件下的種子發(fā)芽率隨貯藏時間的變化規(guī)律，結果表明：不同處理下湖南山核桃種子的發(fā)芽率降低趨勢最快，馬園1號種子次之，其次是浙江山核桃，降低速度最慢的是馬園2號。

表3 山核桃屬植物種子浸出液相對電導率與發(fā)芽率的關系Table 3 Relationship between relative conductivity of lixivium from Carya Nutt seed and seed germination rate

山核桃屬植物種子含水量、過氧化氫酶含量均隨著貯藏時間的延長而降低，同一處理條件下不同種的種子，均以湖南山核桃降低最快，其次是馬園1號，之后是浙江山核桃，下降最慢的是馬園2號。不同處理條件按照降低趨勢由慢到快排序依次是：低溫留殼、低溫去殼、室溫留殼、室溫去殼。而且2種酶含量的減少趨勢與種子的發(fā)芽率降低趨勢一致。

膜系統(tǒng)的損傷是種子活力下降的一個顯著特征[7]。近年來，有關種子活力與電導率關系的研究報道較多。用電導率來表示種子活力已作為檢測種子活力的一種基本方法。人們對大豆、花生、棉花、馬尾松等種子的研究結果均表明，種子活力與電導率呈負相關[8-10]，經測定，山核桃屬植物種子在室溫條件下浸泡20 h為測定電導率的最佳時間。試驗結果表明，種子浸出液的相對電導率均隨著貯藏時間的延長而增加，在低溫條件下貯藏的種子，其種子浸出液的相對電導率增加均較慢，在室溫條件下貯藏的種子，種子中游離氨基酸的含量和種子浸出液的相對電導率增加較慢；不同的種子浸出液相對電導率的升高趨勢較為一致，均為湖南山核桃＞馬園1號＞浙江山核桃＞馬園2號；而4種處理按照種子的浸出液相對電導率由慢到快的趨勢排序依次是：低溫留殼、低溫去殼、室溫留殼、室溫去殼。

山核桃屬植物種子發(fā)芽率和種子的含水量、過氧化氫酶之間的正相關性均達到0.01顯著水平，與種子浸出液的相對電導率之間的負相關性達到0.01顯著水平，表明貯藏期間種子含水量的降低、過氧化氫酶和脫氫酶含量的降低及種子浸出液相對電導率的增加是影響種子發(fā)芽率降低的重要因素。

試驗結果表明：在低溫和留殼條件下貯藏有利于提高和保持種子活力，抑制山核桃屬植物種子內部生理生化特性變化，延長種子生命力。種子活力與種子含水量和貯藏溫度密切相關。根據(jù)本試驗結果，認為山核桃屬植物種子在貯藏過程中劣變的原因，主要是酶含量的下降和膜透性增大。

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