超干處理對文冠果種子萌發(fā)特性的影響

范西武

摘 要：超干處理即將種子含水量降至5%以下種子貯藏前處理技術(shù)，是種子貯藏時一種節(jié)約能源的新途徑。實(shí)驗(yàn)通過硅膠干燥法獲得不同含水量的文冠果種子，研究超干處理對文冠果種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等的影響。結(jié)果表明文冠果種子適于超干處理，超干處理后發(fā)芽指數(shù)與發(fā)芽率規(guī)律一致，最適合含水量范圍[3.20%，5.40%]，最佳種子超干含水量為3.20%，可用幼苗苗高來反映種子活力指數(shù)。

關(guān)鍵詞：文冠果；超干處理；萌發(fā)特性

超干處理是指將種子含水量降至5%以下的種子貯藏前處理技術(shù)。密封后在室溫條件下或稍微降溫的條件下進(jìn)行貯藏，這樣既可以節(jié)約能源、減少經(jīng)費(fèi)，又可以獲得較好的貯藏效果。在我國，目前有關(guān)種子超干處理的技術(shù)在一些花卉、蔬菜等植物的種子上有著較為廣泛的應(yīng)用，在林業(yè)上已有關(guān)于華山松、白皮松、紅松、油松、側(cè)柏、刺槐、小葉錦雞兒等林木樹種種子超干處理后萌發(fā)特性的研究，但關(guān)于超干處理對文冠果種子萌發(fā)特性的研究較少。

文冠果（Xanthoceras Sorbifolia Bunge）屬無患子科（Sapindaceae）文冠果屬（Xantho ceras），為單種屬。是我國特有的木本油用和藥用樹種，是一種既抗旱、抗寒又耐瘠薄的能源樹種。原生在我國北方的干旱寒冷地區(qū)，近年來在全國范圍內(nèi)已大量栽培，種子可食，種仁含脂肪57.18%、蛋白質(zhì)29.69%、淀粉9.04%、灰分2.65%，營養(yǎng)價值很高，是我國北方很有發(fā)展前途的木本油料樹種。

種子發(fā)芽特性是種子質(zhì)量的重要體現(xiàn)，是實(shí)現(xiàn)文冠果大面積種植的關(guān)鍵。因此，本文以文冠果種子為研究對象，采用硅膠干燥法，對其種子進(jìn)行超干處理，探討超干處理對文冠果種子萌發(fā)特性的影響，以期為林業(yè)種子貯藏提供科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐參考。

一、材料與方法

1.實(shí)驗(yàn)材料

本實(shí)驗(yàn)所用的文冠果種子于2015年8月采集，種子的初始含水量為7.55%，百粒重為94.78±7.52g。

2.實(shí)驗(yàn)方法

（1）超干處理。種子脫水方法采用硅膠干燥法，將種子置于紙袋內(nèi)并埋于含硅膠的干燥器中，其中硅膠與種子重量比為5：1，在室溫條件下脫水干燥，干燥器內(nèi)的硅膠每天定時更換，種子的重量定時稱重，根據(jù)種子內(nèi)干物質(zhì)含量，計(jì)算即時的種子含水量。最終調(diào)制出的種子含水量為1.25%、3.20%和5.40%。

（2）試驗(yàn)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)。以初始含水量為7.55%的種子為對照（CK），含水量為1.25%、3.20%和5.40%的種子為處理1、處理2和處理3。設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)60粒種子。

（3）指標(biāo)測定。按《林木種子檢驗(yàn)規(guī)程》GB2772-1999的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，以出現(xiàn)子葉的正常幼苗為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)過程中，測定下胚軸長度（L）；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測定幼苗苗高（H）、并計(jì)算以下指標(biāo)。

3.數(shù)據(jù)分析

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較（Duncan法）。數(shù)據(jù)結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤”表示，采用Microsoft Excel 2003軟件作圖。

二、 結(jié)果與分析

1.超干處理對文冠果種子發(fā)芽率的影響

圖1所示4種含水量下文冠果種子的發(fā)芽率。從圖1可以看出，文冠果種子在不同超干處理下發(fā)芽率均低于CK，并且隨著種子含水量的降低，發(fā)芽率逐漸降低。其中，在種子含水量降低為5.40%和3.20%時，發(fā)芽率下降的幅度較小，而在種子含水量降低為1.25%時，發(fā)芽率下降幅度較大。

2.超干處理對文冠果種子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)是種子萌發(fā)的綜合指標(biāo)之一。從圖2可知，文冠果種子的發(fā)芽指數(shù)隨著含水量的降低而下降。在含水量為7.55%、5.40%、3.20%時，發(fā)芽指數(shù)下降的幅度較小，在含水量為1.25%時，發(fā)芽指數(shù)急劇下降。

3.超干處理對文冠果幼苗生長的影響

對不同含水量的文冠果種子長出的幼苗進(jìn)行了下胚軸長度和苗高的測量。由圖4可知，文冠果幼苗下胚軸長度生長量隨著含水量的降低而下降，在含水量為7.55%、5.40%、3.20%時，下胚軸長度生長量下降的幅度均較小，在含水量為1.25%時，下胚軸長度生長量下降幅度較大。由圖5可知，文冠果幼苗苗高生長量同樣隨著含水量的降低而下降，在含水量為7.55%、5.40%、3.20%時，幼苗苗高生長量下降的幅度均較小，在含水量為1.25%時，幼苗苗高生長量下降幅度較大，與幼苗下胚軸長度變化趨勢一致。

方差分析表明不同超干處理對文冠果幼苗生長有極顯著影響，多重比較結(jié)果見表1、表2。

從表1可以看出，處理1發(fā)芽后平均下胚軸長度生長量最低，其次依次為處理2、處理3和CK，且處理1顯著低于處理2、處理3、CK，而處理2、處理3、CK間無顯著差異。

從表2可以看出，處理1發(fā)芽后平均苗高生長量最低，其次依次為處理2、處理3和CK，這與發(fā)芽后平均下胚軸長度變化趨勢一致。處理1與處理2間均存在極顯著差異，但處理2與處理3間不存在極顯著差異，處理3與CK間也不存在極顯著差異。

4.超干處理對文冠果種子活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)是種子發(fā)芽速率和生長量的綜合反映，是種子活力的更好指標(biāo)。由圖5可知，文冠果種子的活力指數(shù)隨著含水量的降低而下降。

方差分析表明不同超干處理對文冠果種子活力指數(shù)有極顯著影響（p=0.000，見附表表3），多重比較結(jié)果見表3。

從表3可以看出，處理1活力指數(shù)最低，且極顯著低于處理2、處理3、CK。處理2活力指數(shù)極顯著高于處理1，但與處理3間無極顯著差異，處理3與CK間也無極顯著差異。

三、結(jié)論

1.文冠果種子超干處理后發(fā)芽指數(shù)與發(fā)芽率一致，最適合含水量范圍[3.20%，5.40%]，種子超干最佳含水量為3.20%，是文冠果種子貯藏時一種節(jié)約能源的新途徑。

2.含水量大小對文冠果種子萌發(fā)的整齊性沒有太大影響。

3.不同超干處理后，文冠果種子活力指數(shù)與幼苗苗高規(guī)律一致，可用幼苗苗高來反映種子活力指數(shù)。

四、討論

和林格爾縣渾河林場、內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院林學(xué)系通過70℃溫水浸種三天得到文冠果種子場圃發(fā)芽率為32.5%；司風(fēng)義，李曉輝，高風(fēng)華用 80℃的熱水燙種（邊倒熱水邊攪拌），冷卻至室溫后浸泡120h，然后在恒溫恒濕培養(yǎng)箱中進(jìn)行催芽，得到文冠果種子發(fā)芽率為39%；徐士賢用溫水浸泡不同類型文冠果種子得到種子平均發(fā)芽率為11.42%，其中最低2.80%，最高47.7%。本實(shí)驗(yàn)同是熱水浸種快速催芽，但種子含水量范圍[3.20%，5.40%]，發(fā)芽率仍與相關(guān)研究保持一致，說明文冠果種子適于超干處理。文冠果種子種皮厚且堅(jiān)硬，徐青萍通過分析認(rèn)為文冠果種子發(fā)芽前進(jìn)行處理的最有效措施：將文冠果在80℃水溫下浸泡24h后，再用機(jī)械損傷種皮，然后將種子在30℃恒溫條件下進(jìn)行催芽，會促進(jìn)種子萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率。所以機(jī)械處理?xiàng)l件下，超干處理對文冠果種子萌發(fā)特性的影響有待于進(jìn)一步研究。

本實(shí)驗(yàn)得出文冠果種子最適合含水量范圍[3.20%，5.40%]，臨界值3.20%。這與宋紅，宋剛，王玲對紅松種子的研究得到的最適合含水量是4%，最低臨界值是3%；王文舒，郭素娟對白皮松種子的研究得到的含水量為3.19%是白皮松種子超干處理的最適含水量；侯龍魚研究的種子最優(yōu)保持含水量，油松3.2%、側(cè)柏3.7%相一致。但與侯龍魚研究的種子最優(yōu)保持含水量，延安種源刺槐種子4.8%，吳起種源刺槐種子4.3%，小葉錦雞兒種子4.6%卻不一致。

國際植物資源委員會（IBPGR）將種子含水量（5±1）%，貯藏溫度-18℃作為世界各國長期保存種質(zhì)的理想條件。然而在低溫庫下進(jìn)行種子貯藏，需要耗費(fèi)大量電力，投資大，成本高。種子超干處理后貯藏可在常溫下進(jìn)行，不僅能大大減少費(fèi)用，而且也能取得和低溫下貯藏同樣的效果，是種子貯藏時一種節(jié)約能源的新途徑。因此，種子的超干處理成為近十幾年來研究的熱點(diǎn)。經(jīng)典的種子生理學(xué)研究理論認(rèn)為，5%是種子安全含水量的下限，但隨著種子吸脹過程中生物膜物理修復(fù)的完善和超干處理種子的廣泛研究，種子的安全含水量完全可以低于5%。不同類型的種子化學(xué)組成不同，水在細(xì)胞內(nèi)的存在狀態(tài)、自由水/束縛水的比例也不相同，其中束縛水含量對有機(jī)體的耐干性起著重要的作用，富含多糖和蛋白質(zhì)的種子所需結(jié)合的束縛水較富含脂類等疏水物質(zhì)的種子要高，所以含脂類物質(zhì)較多的種子的安全含水量要較低。

本實(shí)驗(yàn)只研究了水浸催芽條件下，超干處理對文冠果種子萌發(fā)特性的影響，但長時間的層積催芽等其它條件下，超干處理后對文冠果種子萌發(fā)特性的影響有待于進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭曉鷹，李秀清，陳杭.不同超干方法對蔬菜種子超干貯藏的影響[J].園藝學(xué)報(bào)，2001，28（2）：123-127.

[2]Ellis R H，Hong D T.A Low Moisture Content Limit to Logarithmic Relations Between Seed Moisture Content and Longevity [J]. Annals of Botany，1988，Vol.61 （No.4）：405-408.

[3]郭素娟.超干華山松種子抗老化的作用[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，41（4）：10-12.

[4]王文舒.超干貯藏與引發(fā)處理對白皮松種子蔭發(fā)及生理特性的影響[D].北京：北京林業(yè)大學(xué)，2012.

[5]王文舒，郭素娟.超干貯藏與回濕處理對白皮松種子萌發(fā)及生理特性的影響[J].種子，2011，30（10）：19-24.

[6]宋紅，宋剛，王玲.紅松種子超干貯藏研究[J].種子，2009，28（06）：30-33.

[7]侯龍魚.西北干旱半干旱地區(qū)四種林木種子超干保存研究[D]. 泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2008.

[8]史紹林.文冠果種子催芽和組織培養(yǎng)研究[D].齊齊哈爾：齊齊哈爾大學(xué)，2012.

[9]伏香香，李淑嫻，隋愛敏.不同處理對幾種硬實(shí)性種子活力的影響[J].種子，2001（2）：32-34.

[10]和林格爾縣渾河林場，內(nèi)蒙古農(nóng)牧學(xué)院林學(xué)系.關(guān)于提高文冠果場圃發(fā)芽率和培育壯苗的試驗(yàn)初報(bào)[J].1975（2）：7-11.

[11]司風(fēng)義，李曉輝，高風(fēng)華.不同催芽方法對文冠果種子發(fā)芽率的影響[J].2013，42（5）：18-20.

[12]徐士賢.文冠果種子催芽方法的研究[J].甘肅林業(yè)科技，1983（02）：8-12.

[13]徐青萍，馬明呈，馬存德.文冠果種子發(fā)芽特性的研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（3）：62-64.