不同沙藏处理对青冈栎种子萌发的影响

彭颖姝，李铁华，文仕知，何功秀，黄石嘉

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004）

不同沙藏处理对青冈栎种子萌发的影响

彭颖姝，李铁华，文仕知，何功秀，黄石嘉

（中南林业科技大学 林学院，湖南 长沙 410004）

以青冈栎种子为研究对象，研究种皮对种子吸水性和透气性的影响，不同沙藏方式对种子透气性的改善以及不同温度对种子萌发的影响。研究结果显示，去皮后的青冈栎种子发芽率高于完整种子，去皮种子的发芽率高达88.33%，而完整种子的发芽率只有46.67 %。青冈栎种子具有一定的透水性，去皮和完整种子的吸水量相差很小，说明种皮对种子吸水没有阻碍作用。青冈栎种子的透气性不强，经过沙藏储存后的种子透气性有所增强，低温沙藏后的种子透气性优于常温沙藏的种子。低温沙藏后的种子发芽率高于常温沙藏的种子，因此青冈栎种子更适合采用低温沙藏的方式储存。在25 ℃环境下，青冈栎种子的发芽率最高。

青冈栎；温度；发芽率；沙藏方式；种子

青冈栎是中亚热带常绿阔叶林中分布最广泛的树种之一[1]，是湖南、江西、福建等亚热带地区优良的乡土阔叶珍贵用材树种，其木材称为铁椆，材质坚重，强度大，耐久性好，是家具、地板及其它工艺品的优良用材。青冈栎树干高大端直，树冠浓密，四季常绿，根系深且分布广，固土能力强，常被选为水土保持林的主要构成树种，也可作庭院绿化树种。选择青冈栎造林，将对森林健康经营起到重要的促进作用。

目前，对青冈栎种子的研究主要有温度和土壤含水量对种子萌发的影响[2]，温度和光照对种子萌发的影响[3]，不同处理对青冈栎种子发芽的影响[4]，青冈栎种子萌发的生理生态学研究[5]，湿藏与干藏青冈栎种子的生理生化指标含量及发芽率[6]。但是，关于不同温度沙藏储存种子后对种子萌发的影响的研究还比较少。种子发芽率和发芽快慢是判别种子质量和对种子分级的主要指标，对种子贮藏、确定播种量及苗木繁育都有重要的意义。因此本实验以青冈栎种子为研究对象，系统地研究了种皮对青冈栎种子萌发的影响，种子分别在低温沙藏储存和常温沙藏储存后对发芽率的影响，以及在不同温度条件下种子的发芽率。这些研究为提高青冈栎种子的发芽率和苗木繁育提供了理论依据和技术支持。

1 材料和方法

1.1 材 料

实验种子于2014年11月份采自湖南省平江县芦头林场。种子采回来后用清水反复冲洗，再采用水浮法处理种子，抛弃漂浮在水面上的种子，挑选出完整、健康的种子。阴凉通风的环境下，将种子自然干燥一天，少量种子用于未贮藏前试验，然后将其它的种子根据实验要求，采用湿沙层积储藏种子，保证种子与沙的比例为1:3，将种子分别放在4 ℃低温沙藏和常温沙藏下储存，间隔一定时期，定期抽取部分种子进行试验。

1.2 方 法

1.2.1 种皮对种子萌发的影响

采用四分法挑选青冈栎种子，挑选60颗种子后去种皮，均等分为（A1，A2，A3）3组。然后再挑选60颗完整、饱满种子，均等分为（B1，B2，B3）3组。将种子全部洗净后放入垫有纱布和单层滤纸的培养皿中，并加少量水浸湿滤纸，为种子萌发提供较为湿润的环境。试验在HP 250 GS人工气候箱中进行，在25 ℃实验温度下测试发芽率。以胚根长5 mm为种子萌发标准，每天上午9点统计一次萌发的种子数，并适当给种子补充水分，若15 d内无种子萌发时则结束试验。

1.2.2 种子的吸水性

分别将去皮青冈栎种子和完整青冈栎种子用流水洗净后擦干表面水分各称取30 g，并将种子完全置于盛满水的容器中。每隔1 h取出种子，用滤纸吸干种子表面的水分，称重后再将种子放回水中继续吸水，直到两次数据不再变化。然后再间隔2 h测一次数据，当两次数据不再变化再间隔5、12 h测一次数据，直到种子吸水数据不再变化。试验重复3次，记录种子吸水后的重量算出种子的吸水量和吸水速率。

1.2.3 青冈栎种子透气性的测定

采用改良后的小篮子法测定青冈栎种子的呼吸强度。用氢氧化钡溶液吸收种子呼吸作用产生的二氧化碳，再用草酸溶液滴定氢氧化钡溶液，通过计算样品和空白两者草酸消耗量的差值，便可计算出种子呼吸作用释放的二氧化碳的量。

用移液管吸取10 mL浓度为0.05 mol/L氢氧化钡的放入培养皿中，然后将培养皿放入呼吸室，放置隔板后放入50 g左右青冈栎种子。封盖测定1 h后，取出培养皿，加酚酞指示剂2滴，然后用1/44 mol/L草酸溶液进行滴定实验。并且在相同的环境下使用同样的方法作空白滴定。每组种子质量约50 g，另取沸水杀死的种子做空白实验，按下列公式计算呼吸强度：

式（1）中：V0为煮死的种子所消耗草酸值；V1为发芽的种子所消耗的草酸值；N为草酸的摩尔浓度；W为样品质量（g）；h为测定时间（h）。

1.2.4 种子萌发温度的测定

实验在HP 250 GS人工气候箱内进行，设置20、25、30、35 ℃4个温度水平。每天固定时间记录种子发芽情况，并适当给种子补充水分，若15 d无种子萌发则结束试验。

1.2.5 数据处理与分析

对数据进行数学统计分析和作图研究分析。

2 结果与分析

2.1 去皮和完整青冈栎种子吸水率

青冈栎种子吸水率测定结果如图1所示。从图1中可以看到在前10 h种子去皮种子吸水速度较快，并迅速达到了7.31%，之后种子的吸水速度变慢，最后渐渐趋于平稳。而完整青冈栎种子吸水相对较平缓，前10 h的吸水率在4.64 %左右，最后去皮种子吸水率(9.23±0.21%) 略大于完整的种子(8.85±0.065%)，说明种皮对青冈栎种子吸水速率有一定的影响，但不影响总的吸水量。

图1 青冈栎种子吸水率变化Fig.1 Water absorption rate changes of Cyclobalanopsis glauca seed

呼吸作用是生物体细胞氧化分解有机物并产生能量的化学过程。新鲜采集的未沙藏种子，常温沙藏和低温沙藏30 d以及常温沙藏和低温沙藏90 d后种子的呼吸强度如图2所示。由图2可知，沙藏能显著改善种皮的透性，增加呼吸强度，随着沙藏时间延长，呼吸强度逐渐增加。4 ℃沙藏后的种子呼吸强度大于常温沙藏后的种子。沙藏90 d后，常温沙藏的青冈栎种子呼吸强度提高了2.11倍，4 ℃沙藏的青冈栎种子呼吸强度提高了2.57倍。

图2 不同处理下青冈栎种子的呼吸强度Fig.2 Respiration rate of Cyclobalanopsis glauca seeds under different treatments

2.3 去皮种子和完整种子发芽率

2.3.1 去皮对种子萌发的影响

为了研究种子去皮后是否影响种子发芽。对实验数据进行处理，分别取新鲜去皮的青冈栎种子A1，A2，A3三组的平均值和新鲜完整种子B1，B2，B3三组的平均值，并采用符号检验法进行检验。结果表明种子去皮后显著影响种子发芽。

对实验数据处理后，在开始阶段，去皮种子的发芽速度很快，15 d时，发芽率达到了55%左右，而完整种子发芽率仅为11.67%；到了30 d时，去皮种子发芽率达到80%，完整种子发芽率仅为33.33%；45 d完成发芽，最终去皮种子发芽率达88.33%，完整种子发芽率只有46.67%（见表1）。可见去皮种子的发芽速率和发芽率都要显著高于完整种子，且去皮种子前期发芽速度快，30 d基本完成发芽。种子通常会间隔几天发芽，说明发芽是一个断续、渐进的过程。而去皮种子和完整种子最终的发芽率也反映了种皮在一定程度上阻碍了青冈栎种子的萌发，表明种皮对青冈栎种子发芽有重要影响。

表1 去皮种子与完整种子发芽率的比较Table 1 Comparison of germination rate of peeled seeds and unpeeled seeds

2.4 不同沙藏方式与不同温度温度对种子发芽率的影响

2.4.1 种子不同的沙藏方式和温度对种子发芽的影响

为了分析沙藏方式和发芽温度对种子发芽是否有影响，分别将在4 ℃沙藏和常温沙藏下的种子在25、30、35 ℃进行萌发试验，45 d发芽试验结束，统计3个实验组发芽率的平均值（如表2所示）。

表2 不同温度和不同沙藏方式青冈栎种子的发芽率Table 2 Germination rate of Cyclobalanopsis glauca seed with different temperatures and different sand-storage methods %

对表3数据进行无重复双因素方差分析，结果如下：

F临界值F0.95(1,2)=18.51，F0.99(1,2)=98.50；F0.95(2,2)=19.00，F0.99(2,2)=99.00； 因 为，F0.95(1,2)=18.51＜ FA=22.09＜ F0.99(1,2)=98.50，FB=122.46＞F0.99(2,2)=99.00。通过数学统计分析，温度对种子发芽率影响极显著，而沙藏方式对种子发芽率影响为显著。

2.4.2 不同温度和不同沙藏方式的种子发芽率

图3 常温沙藏青冈栎种子在不同温度下的发芽率Fig.3 The germination rate of Cyclobalanopsis glauca seeds with room temperature sand-storage at different temperatures

图4 4 ℃沙藏青冈栎种子在不同温度下的发芽率Fig.4 The germination rate of Cyclobalanopsis glauca seeds with 4 ℃ sand-storage at different germination temperatures

为了进一步研究种子沙藏方式和温度对种子萌发的影响，对实验数据进行处理总结，如图3和图4所示：在不同温度下和不同沙藏储存方式下，青冈栎种子萌发情况有显著变化。在20、25、30、35 ℃环境下，从20 ℃升温到25 ℃青冈栎种子的发芽率升高较为迅速，并在25 ℃发芽率达到峰值；而在30 ℃环境中，青冈栎发芽率有所下降，但发芽率率高于20 ℃条件下，随着温度上升到35 ℃，种子发芽率最低，萌发速度也最慢。这表明在低于25 ℃的条件下，温度上升，有利于种子萌发，当环境温度超过25 ℃，青冈栎发芽率开始下降。温度过高不适合青冈栎种子的萌发，与张德楠[2]和曾罗娟[5]的研究结果相似。本研究中，不同沙藏方式的青冈栎种子适宜的萌发温度均为25 ℃，这与王素娟的试验结果一致[3]。同时可以看出，经过4 ℃低温沙藏储存后的种子发芽率明显高于常温沙藏后的种子发芽率，说明种子低温沙藏后种皮的透气性增强以及内部的生理代谢有利于萌发，提高发芽率。在本研究中，4 ℃低温沙藏储存后的青冈栎种子在25 ℃环境下萌发率最高。

3 结 论

（1）研究发现，青冈栎去皮种子发芽速度快，发芽率达到88.33%而完整种子发芽率为46.67%，说明种皮对青冈栎种子的萌发具有明显的抑制作用。

（2）青冈栎种子在水分充足的环境下具有一定的透水性，种子在前10 h的吸水速度较快，之后吸水速率渐渐趋于平稳。完整种子与去皮种子的吸水均能达到饱和，去皮种子比完整种子更快达到吸水饱和，去皮种子和完整种子的吸水量相差较小，说明种子休眠不是由于透水性不良造成的。

（3）沙藏储存种子有利于提高种皮的透气性，种子的呼吸强度随沙藏储存时间延长而增加；低温沙藏储存的种子比常温沙藏储存种子呼吸强度更大，表明低温更有利于增加种皮的透气性。

（4）种子萌发伴随活跃的代谢反应，最适合青冈栎发芽的温度在25 ℃，在低温（20℃）条件下，随着温度的升高青冈栎萌发芽率升高，在高温条件（30℃、35℃）下，青冈栎种子萌发受阻。在25 ℃条件下，4 ℃沙藏后的种子和常温沙藏后的种子发芽率均大于新鲜种子，且4 ℃沙藏储存后种子比常温沙藏储存后种子的发芽率高，说明种子经过低温储存后在适宜的温度下，更能有效提高发芽率。

4 讨 论

种皮的机械障碍或者种皮阻碍种子对水分和气体的吸收会抑制着种子萌发，去除种皮或人工损伤可促进此类种子的萌发， 试验结论与闫兴富[7]研究的辽宁栎结论基本一致。很多研究表明，种皮的构造与休眠有直接关系[8]。有一类种子的种皮既不易透水也不易透气，这类种子一般都会经过很长时间的休眠期，如豆科、锦葵科等。实验得出青冈栎种子种皮不具有抑制种子的透水性的作用，但是却对种子的透气性造成了一定的影响。这可能是因为完整种子致密的种皮结构是氧气进入种子的主要障碍，严重地阻碍了种子内外的气体交换[9]。种子沙藏处理后，能在一定程度上提高种子的透气性，解除种子的休眠，可能是因为紧密的种皮结构被打破，从而提高了种皮的透气性。彭妮、王勤礼等[10-11]实验发现发芽率随着层积时间的延长而提高。说明沙藏处理对解除种子休眠确实有明显的推动作用。周佑勋等[12]研究领春木种子认为沙藏方式对种子有显著影响。黄丹等[13]发现在低温层积过程中胚乳中营养物质不断分解，为种子萌发提供能量。

种子萌发伴随活跃的代谢反应，在一定的温度范围内，随着温度的升高种子萌发进程加快[14]，过低和过高的温度都将影响膜的透性、膜结合的活性和导致酶的变性而影响种子萌发[15]。青冈栎是一耐荫性树种，在自然状态下，林下比较阴湿，温度比较低，种子适宜比较低的萌发温度，本试验中，25 ℃具有最高的萌发率，而35 ℃的萌发率最低。

本研究主要对不同温度沙藏方式对青冈栎种子萌发的影响进行了初步探讨，有关其他方面的研究还需要进一步研究，如青冈栎种子的最佳沙藏温度以及沙藏的最佳时长等。

[1] 常 杰, 潘晓东, 葛 滢,等. 青冈常绿阔叶林内的小气候特征[J]. 生态学报, 1999(1): 70-77.

[2] 张德楠, 罗艾滢, 徐广平,等. 温度和土壤含水量对青冈栎种子萌发的影响[J]. 广西植物, 2013(3): 306-312.

[3] 王素娟, 林夏珍, 李 珍,等. 温度和光照对青冈栎和浙江樟种子萌发的影响[J]. 安徽农业科学, 2012, 40(10): 6001-6003.

[4] 王立超, 乔春华, 石 燕, 等.不同处理对青冈栎种子发芽的影响[J]. 林业科技通讯, 2015(5): 34-36.

[5] 曾丹娟, 罗艾滢, 白坤栋, 等. 青冈栎种子萌发的生理生态学研究[J]. 种子, 2013, 32(10): 8-11.

[6] 陈彦君,王德炉,葛敏凯. 湿藏与干藏青冈栎种子的生理生化指标含量及发芽率[J]. 贵州农业科学, 2014, 42(5): 61-63.

[7] 闫兴富,仇智虎,杜 茜,等. 种皮和环境温度对辽东栎种子萌发的影响[J]. 西北林学院学报, 2014, 39(3): 119-124.

[8] 杨万霞,洑香香,方升佐. 青钱柳种子的种皮构造及其对透水性的影响[J]. 南京林业大学学报(自然科学版), 2005(5):25-28.

[9] 张 伟. 闽楠种子萌发技术与幼苗荧光特性的研究[D].中南林业科技大学, 2013.

[10] 彭 妮,周 龙,王 超,等. 天山樱桃种子萌发特性研究[J].经济林研究, 2015, 33(3): 145-149.

[11] 王勤礼,闫 芳,毛著鸿,等. 层积时间和深度及贮藏年限对黄瑞香种子萌发的影响[J]. 经济林研究, 2015,33(3):134-137.

[12] 周佑勋. 领春木种子休眠与萌发特性[J]. 中南林业科技大学学报, 2009, 29(1): 51-54.

[13] 黄 丹,许岳香,胡海波. 美国桂花种子低温层积过程中种子结构的变化[J]. 中南林业科技大学学报,2010,30(4):101-106.

[14] 张 勇, 薛林贵, 高天鹏, 等. 荒漠植物种子萌发研究进展[J].中国沙漠, 2005(1): 108-114.

[15] 刘有军, 刘世增, 纪永福,等. 碟果虫实种子萌发对策及生态适应性[J]. 生态学报, 2010(24): 6910-6918.

Effect of different sand-storage methods on the germination of Cyclobalanopsis glauca seed

PENG Ying-shu, LI Tie-hua, WEN Shi-zhi, HE Gong-xiu, HUANG Shi-jia
(Central South University of Forestry and Technology, Changsha 410004, Hunan, China)

The effects of seed coat on water absorption, air permeability, water absorption, air permeability of seed coat improved with different sand-storage methods and the effects of different temperatures on the germination rate were studied taking Cyclobalanopsis glauca seeds as the study materials. The results showed that the germination rate of peeled Cyclobalanopsis glauca seeds was higher than that of intact seeds, peeled seed germination rate reached 88.33%, and intact seed germination rate was only 46.67%. Cyclobalanopsis glauca seed coat has a certain degree of water permeability, there was no significant difference between the peeled seed and intact seed in water absorption quantity, which indicated that seed coat does not hinder seed taking water. The seed coat is poor for air permeability,and the air permeability of seed coat got some improvement by sand-storage. The seed coat of air permeability of low temperature sandstorage is better than that of the room temperature sand-storage. The germination rate of the seeds in the low temperature sand-storage is higher than that in the room temperature sand-storage. Therefore, it is more suitable for Cyclobalanopsis glauca seeds with low temperature sand-storage. Cyclobalanopsis glauca seeds got the highest germination rate at 25℃.

Cyclobalanopsis glacua; temperature; germination rate; sand-storagemethods; seed

S791

A

1673-923X(2016)08-0044-05

10.14067/j.cnki.1673-923x.2016.08.009

2015-10-15

林业公益性行业科研专项“闽楠、青冈栎次生林提质增量关键技术研究与示范”（201504301）

彭颖姝，硕士研究生

李铁华，教授，博士；E-mail： litiehualth@163.com

彭颖姝，李铁华，文仕知，等.不同沙藏处理对青冈栎种子萌发的影响[J].中南林业科技大学学报，2016, 36(8): 44-48.

[本文编校：文凤鸣]