柚木種子品質及其吸水特征初步分析

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(西南林業(yè)大學，　云南 昆明 650224)

柚木(Tectonagrandis)屬馬鞭草科(Verbenaceae)柚木屬的落葉或半落葉大喬木，又名胭脂樹、紫柚木、血樹，素有“萬木之王”的美稱[1-3]；其為熱帶種植面積最大的珍貴闊葉用材樹種，也是單位面積產(chǎn)值最高的造林樹種之一[4-5]，其兼具生長迅速、紋理美觀、耐腐抗蟲和易于加工等優(yōu)良特性，是制造軍艦、建筑、家具、雕刻和木地板等的高級用材[6-7]。

柚木苗木培育方式分為有性繁殖和無性繁殖，由于柚木組織培養(yǎng)苗木成本高及場地等條件的限制，以及嫁接繁殖技術多用于種子園等良種基地營建中，在造林苗木培育方面未能形成系統(tǒng)的繁殖體系[8-9]，因此，有性繁殖即播種培育實生苗仍是柚木繁殖的主要方式。然而，柚木種實產(chǎn)量低，加之其種實本身屬核果，中果皮表面密被木栓狀絨毛，內果皮骨質極其堅硬及空粒率較高等特性，造成柚木種子播種普遍存在發(fā)芽率低、發(fā)芽持續(xù)時間長等問題[10-11]。目前，針對柚木種子播種品質、吸水率及其發(fā)芽特性方面的研究較少，對其發(fā)芽存在的問題亦尚無解決方法。本研究主要從柚木種子生活力、吸水率和不同家系發(fā)芽率3方面開展實驗，了解柚木播種品質、吸水率與發(fā)芽率之間的相關性，初步分析影響柚木種子發(fā)芽的主要因素，為柚木實生苗培育的發(fā)芽技術措施進一步研究奠定基礎。

1　材料和方法

柚木種子采集于德宏州瑞麗市畹町國有林場，其位于97°58′～98°10′E、24°02′～24°08′N，平均海拔830 m。種子播種品質檢驗和吸水率實驗在西南林業(yè)大學森林培育實驗室完成，種子發(fā)芽試驗在畹町鎮(zhèn)法坡村苗圃開展。

1.1　柚木種子凈度及千粒重測定

按四分法提取混合種子(其采種林分的年齡為30～50年)測定凈度，凈度(%)=純凈種子/(純凈種子+其他植物種子+夾雜物)×100%。同時，分別對7個優(yōu)樹家系(表1)測定千粒重，與混合種子類似，獲取種子凈度后，再采用四分法抽取100粒種子稱其重量，換算為千粒重。

表1采種家系概況

1.2　柚木種子生活力測定

生活力測定前，種子包括3種處理：不處理直接敲開、清水浸種置于60 ℃烘箱24 h和沸水浸種3次(自然冷卻后反復浸種)敲開獲取種仁，以此3種處理種子后的種仁測定生活力。采用四唑(2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride,TTC)和靛藍(Indigo)染色法同時測定種子生活力。將1 g紅四氮唑粉劑溶解于100 mL的蒸餾水中，即成1%濃度的四唑溶液，四唑染色時置于黑暗的溫度為30～35 ℃的烘箱內；靛藍用蒸餾水配成濃度為0.05%～0.1%的溶液(如溶液有沉淀，適當加量)，隨配隨用，置于室溫染色；二者染色時間為10～12 h。根據(jù)染色部位、染色面積大小等，逐粒判斷種子的生活力[12]。

1.3　柚木種子吸水率測定

整粒種實吸水率的測定采用復因子完全隨機實驗設計，實驗包含2因素，因素A含有2個水平，因素B包含5個水平(表2)。單粒種仁的吸水率測定采用單因素實驗(烘箱內5個不同的溫度水平)。

表2實驗的因素水平表

因素水平12345測定方法(A)百粒重單粒重溫度(B)室溫30℃40℃50℃60℃

在室溫，30，40，50 ℃和60 ℃烘箱內浸種約24 h，3次重復，每處理組合220粒種子，其中： 1) 100粒種子稱重后按各處理溫度浸泡后，再稱重，計算吸水率； 2) 60粒種子分別按單粒編號為1～60稱重后浸種，與 1) 相同的方法處理和計算吸水率； 3) 另外60粒按處理1～6設計溫度下浸種后敲開，獲取30粒種仁分別按1～30編號，于50 ℃烘箱內烘至恒重，分別稱重，計算吸水率。同樣地，沸水浸種3次(自然冷卻后反復浸種)，按以上步驟計算其吸水率。吸水率(%)=(浸種后質量-浸種前質量)/浸種前質量×100%。

1.4　混合及不同家系種子發(fā)芽試驗

發(fā)芽試驗以57個家系及混合種子為材料，按不同家系的采種量進行播種，統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)，計算其發(fā)芽率，發(fā)芽率(%)=n/N×100%(式中，n為測定時間內正常發(fā)芽粒數(shù)，N為置床的種子數(shù))。初始57個家系的編號依次重新編為1～57號，混合種子編為58號。

1.5　數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2003和SPSS 22.0進行數(shù)據(jù)整理和分析，若處理或處理組合間呈現(xiàn)出顯著或極顯著差異，采用鄧肯氏(Duncan’s)法進行多重比較[13]。

2　結果與分析

2.1　種子凈度及千粒重

實驗采用的柚木種子凈度為83.4%，混合種子的千粒重為702.7 g，7個家系的千粒重為584.7～919.7 g(圖1)，家系間種子的千粒重呈現(xiàn)極顯著的差異(p=2.55 E-16<0.01)，分為差異極顯著的4個組別，其中家系6的千粒重最大，與千粒重最小的家系74號間差異達335 g，即柚木屬中粒種子類，不同的家系間，種子大小差異較大。

注：大寫英文字母為0.01水平的差異顯著性，小寫英文字母為0.05水平的差異顯著。下同。圖1　不同家系種子千粒重

2.2　種子生活力

直接剝出種仁(A)、60 ℃溫水浸種24 h(B)和沸水反復浸種(浸種3次，自然冷卻)后剝出種仁(C)等3種方式獲得種仁的四唑染色法測定結果，生活力分別為53.38%、29.98%和20.10%，其中A方法的生活力極顯著地高于B和C的(p≈0.000<0.01；圖2)；與四唑法相同的前2種方法獲得種仁的靛藍染色法測定結果，生活力則分別為66.71%和43.82%，兩組生活力間具有顯著的差異(0.01

圖2　種子生活力隨處理方法的變化

圖3　不同家系種子發(fā)芽率

表3處理及處理組合間平均吸水率

處理組合/處理/B因素5水平2種方法統(tǒng)計(%)百粒吸水率隨溫度變化(%)平均標準誤極小極大CV平均標準誤極小極大CV處理組合/處理單粒吸水率隨溫度變化(%)平均標準誤極小極大CV181．3Bb1．9451．0124．423．184．2ab(c)1．67580．986．33．4681．2b(Cc)2．0091．0124．423．5287．4ABab2．74811．5136．225．088．4ab(b)1．75385．191．23．4787．4ab(BCbc)2．88611．5136．225．6391．5Aa2．86757．3180．624．988．4ab(b)0．83586．889．41．6891．7ab(Bb)3．00957．3180．725．4494．0Aa2．88153．5164．224．395．2a(a)2．40991．299．54．4993．9ab(ABab)3．02553．5164．224．9594．6Aa2．49756．5137．321．092．2ab(ab)2．2187．894．74．21094．7ab(Aa)2．6256．5137．321．4

注：①處理組合1～10為復因子完全隨機實驗的編號；②兩種方法統(tǒng)計指5種溫度浸種的每一種溫度100?；旌虾蛦瘟７N子平均吸水率；③百粒吸水率隨溫度變化采用單因素方差分析100?；旌戏N子的吸水率(處理1～5)，單粒吸水率隨溫度變化同100粒的(處理6～10)；④括號中標注多重比較分別100粒和單粒測定吸水率的差異狀況。

2.3　不同溫度浸種對種子吸水性的影響

2.3.1種子吸水率

不同溫度清水浸種24 h后，10個處理組合的平均吸水率為81.2%～95.2%，處理組合間吸水率呈現(xiàn)顯著的差異(p=0.013<0.05)，其中，最高的為處理組合4(百粒種子清水浸種置于50 ℃烘箱24 h)，處理組合6(單粒種子清水浸種置于室溫下24 h)的最低，前者的吸水率極顯著地高于后者的(表3)。百?；旌霞皢瘟y定的2種方法間吸水率無顯著差異(p=0.988>0.05)，表明2種方法均可作為種子吸水的測定。因素B(溫度)的5個水平間吸水率呈現(xiàn)極顯著的差異(p≈0.000<0.01)，40，50 ℃和60 ℃浸種的吸水率極顯著地高于室溫的，且隨著浸種溫度升高吸水率隨之增加，表明較高溫度浸種能有效提高柚木種子的吸水率。百粒和單粒種子在5種不同溫度梯度的吸水率分別呈現(xiàn)顯著(p=0.017<0.05)和極顯著(p≈0.001<0.01)的差異，百粒種子50 ℃清水浸種吸水率顯著地高于除60 ℃以外其它溫度浸種的，單粒種子吸水率60，40 ℃和室溫浸種3種間兩兩呈現(xiàn)極顯著差異，表明不同溫度浸種的種子吸水率差異極大。

2.3.2種仁吸水率及其與種子的對比分析

5種溫度浸種的種仁平均吸水率為25.2%～34.8%，處理3～5(40，50 ℃和60 ℃浸種24 h)的平均吸水率(33.5%～34.8%)極顯著地高于30 ℃(29.4%)和室溫浸種的(p≈0.000<0.01)；結合種子吸水率，單粒種子和種仁的吸水率隨浸種溫度升高而增加，但是，60 ℃清水浸種和沸水反復浸種的生活力極顯著地降低(圖2)；百粒種子的在50 ℃時最高，60 ℃時吸水率略有降低(表3和表4)。此外，沸水反復浸種(浸種3次，自然冷卻)后，百粒、單粒種子和種仁的平均吸水率分別為133.6%、120.6%和35.3%。一方面，吸水率在沸水浸種時明顯提高；另一方面，浸種過程中種仁有明顯吸水現(xiàn)象，但是其吸水率遠較種殼低，表明種子具有一定的透水能力。此外，雖然高溫提高種子吸水率，但降低其生活力。

表4處理間種仁的吸水率

處理平均(%)標準差標準誤極小極大CV(%)125．2Bb18．0243．4697．176．171．5229．4ABab3．5310．64524．137．012．0333．5Aa9．7371．77823．471．829．0433．4Aa6．6281．21028．661．219．9534．8Aa7．5071．39426．462．621．6

2.4　不同家系及混合種子發(fā)芽分析

不同家系的平均發(fā)芽率為0.0%～30.2%，其中發(fā)芽率最高的是家系3(圖3)；57個家系和混合種子的平均發(fā)芽率為12.5%，大于平均發(fā)芽率的家系共26個，占總的44.8%。不同家系和混合種子的發(fā)芽率在步長5處聚為3類，其中，發(fā)芽率從高至低的各類分別包括5(發(fā)芽率25.7%～30.2%)、21(發(fā)芽率13.3%～21.6%)和32(0.0%～11.5%)個家系(圖3)，表明柚木家系的種實發(fā)芽率普遍偏低，結合柚木種子生活力也相對較低和吸水率較高的結果，也許柚木種子發(fā)芽較為困難，是播種品質導致的。方差分析結果，3個類群間發(fā)芽率具有極顯著的差異(p=1.61 E-22<0.01)，3個類群的兩兩間呈現(xiàn)極顯著的差異，進一步證實柚木普遍呈現(xiàn)發(fā)芽率較低的現(xiàn)象。此外，結合圖1的6個家系千粒重從大到小順序分別是6、5-1、4、2-2、68和74號家系，發(fā)芽率從高到低的則是5-1(18.1%)、2-2(14.0%)、68(11.4%)、6(4.4%)、74(4.0%)、4(0.0%)，發(fā)芽率和千粒重間無明顯相關性。

3　結論與討論

3.1　結　論

家系間種子千粒重和發(fā)芽率呈現(xiàn)極顯著的差異(p<0.01)。不同溫度浸種后四唑染色法測定柚木種子生活力為20.10%～53.38%，即其生活力較低且極顯著地受浸種溫度影響；室溫儲存2年后種子失活。采用單因素和復因子完全隨機實驗測定柚木種子在不同溫度下浸種24 h吸水率，種仁和整粒種子的平均吸水率為25.2%～34.8%和81.2%～95.2%，處理及處理組合間呈現(xiàn)極顯著(p<0.01)或顯著(p<0.05)的差異；開水浸種3次后百粒和單粒種子的平均吸水率(133.6%和120.6%)，均高于復因子實驗中最高吸水率。58個家系的平均發(fā)芽率為0.0%～30.2%。隨著浸種溫度升高，種子和種仁吸水率提高，但60 ℃清水浸種24 h和沸水反復浸種極顯著地降低種子生活力，即雖然高溫浸種有利于種子吸水，但容易造成種子失活。

3.2　討　論

已有研究表明，千粒重為評定種子質量的主要指標之一，種子重量反映其飽滿程度和成熟度，一般重量較大的種子比較飽滿、成熟度高、營養(yǎng)物質豐富，播種后易發(fā)芽[14-16]。郝海坤等[17]指出，柚木大粒種子空粒率低、發(fā)芽快、發(fā)芽率高，但本研究6個家系種子千粒重和發(fā)芽率間無明顯相關，是否與實驗的樣本較少有關，有待進一步研究。實驗中，隨著溫度升高，種子和種仁的吸水率也隨之提高，這與肖斌等[18]的研究結果類似。然而，柚木種仁隨浸種清水溫度升高生活力顯著下降，也許存在一定的溫度范圍，既有利于柚木種吸水，又能保持其生活力的適宜溫度范圍。種皮的透水性直接影響種子的萌發(fā)，柚木種子為硬實種子，本實驗在不同的溫度下浸種其吸水率高達81.2%～95.2%，與楊萬霞[19]、王寧等[20]對青錢柳(Cyclocaryapaliurus)、冬青(IlexchinensisSims)種子的研究類似，即此2種植物種子雖屬硬實種子，但種殼與種皮具有一定的透水性，胚能吸收部分水分，為種子萌發(fā)提供必要的透水條件。柚木種子發(fā)芽延續(xù)時間較長，但實驗結果其透水性較好，與已有研究指出的許多植物種子由于表面含油、蠟質或是種殼結構致密，表皮角質層厚等因素而影響種子透水透氣，導致種子萌發(fā)延遲數(shù)月甚至數(shù)年[21-22]不相一致，其原因有待繼續(xù)試驗研究。不同溫度清水浸種24 h后，種仁的吸水率明顯低于整粒種子的，木栓狀絨毛的中果皮吸收大量水分，同時也不影響種仁吸水，這與宋學之等[23]的研究結果相一致，柚木種仁吸水與內果皮結構(從果蒂處往里有1～2條孔道)或是與種殼透水性有關，有待進一步試驗研究。

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