柚木种子品质及其吸水特征初步分析

2018-03-31，，，，

种子 2018年3期

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(西南林业大学，　云南昆明 650224)

柚木(Tectonagrandis)属马鞭草科(Verbenaceae)柚木属的落叶或半落叶大乔木，又名胭脂树、紫柚木、血树，素有“万木之王”的美称[1-3]；其为热带种植面积最大的珍贵阔叶用材树种，也是单位面积产值最高的造林树种之一[4-5]，其兼具生长迅速、纹理美观、耐腐抗虫和易于加工等优良特性，是制造军舰、建筑、家具、雕刻和木地板等的高级用材[6-7]。

柚木苗木培育方式分为有性繁殖和无性繁殖，由于柚木组织培养苗木成本高及场地等条件的限制，以及嫁接繁殖技术多用于种子园等良种基地营建中，在造林苗木培育方面未能形成系统的繁殖体系[8-9]，因此，有性繁殖即播种培育实生苗仍是柚木繁殖的主要方式。然而，柚木种实产量低，加之其种实本身属核果，中果皮表面密被木栓状绒毛，内果皮骨质极其坚硬及空粒率较高等特性，造成柚木种子播种普遍存在发芽率低、发芽持续时间长等问题[10-11]。目前，针对柚木种子播种品质、吸水率及其发芽特性方面的研究较少，对其发芽存在的问题亦尚无解决方法。本研究主要从柚木种子生活力、吸水率和不同家系发芽率3方面开展实验，了解柚木播种品质、吸水率与发芽率之间的相关性，初步分析影响柚木种子发芽的主要因素，为柚木实生苗培育的发芽技术措施进一步研究奠定基础。

1　材料和方法

柚木种子采集于德宏州瑞丽市畹町国有林场，其位于97°58′～98°10′E、24°02′～24°08′N，平均海拔830 m。种子播种品质检验和吸水率实验在西南林业大学森林培育实验室完成，种子发芽试验在畹町镇法坡村苗圃开展。

1.1　柚木种子净度及千粒重测定

按四分法提取混合种子(其采种林分的年龄为30～50年)测定净度，净度(%)=纯净种子/(纯净种子+其他植物种子+夹杂物)×100%。同时，分别对7个优树家系(表1)测定千粒重，与混合种子类似，获取种子净度后，再采用四分法抽取100粒种子称其重量，换算为千粒重。

表1采种家系概况

1.2　柚木种子生活力测定

生活力测定前，种子包括3种处理：不处理直接敲开、清水浸种置于60 ℃烘箱24 h和沸水浸种3次(自然冷却后反复浸种)敲开获取种仁，以此3种处理种子后的种仁测定生活力。采用四唑(2,3,5-triphenyl tetrazolium chloride,TTC)和靛蓝(Indigo)染色法同时测定种子生活力。将1 g红四氮唑粉剂溶解于100 mL的蒸馏水中，即成1%浓度的四唑溶液，四唑染色时置于黑暗的温度为30～35 ℃的烘箱内；靛蓝用蒸馏水配成浓度为0.05%～0.1%的溶液(如溶液有沉淀，适当加量)，随配随用，置于室温染色；二者染色时间为10～12 h。根据染色部位、染色面积大小等，逐粒判断种子的生活力[12]。

1.3　柚木种子吸水率测定

整粒种实吸水率的测定采用复因子完全随机实验设计，实验包含2因素，因素A含有2个水平，因素B包含5个水平(表2)。单粒种仁的吸水率测定采用单因素实验(烘箱内5个不同的温度水平)。

表2实验的因素水平表

因素水平12345测定方法(A)百粒重单粒重温度(B)室温30℃40℃50℃60℃

在室温，30，40，50 ℃和60 ℃烘箱内浸种约24 h，3次重复，每处理组合220粒种子，其中： 1) 100粒种子称重后按各处理温度浸泡后，再称重，计算吸水率； 2) 60粒种子分别按单粒编号为1～60称重后浸种，与 1) 相同的方法处理和计算吸水率； 3) 另外60粒按处理1～6设计温度下浸种后敲开，获取30粒种仁分别按1～30编号，于50 ℃烘箱内烘至恒重，分别称重，计算吸水率。同样地，沸水浸种3次(自然冷却后反复浸种)，按以上步骤计算其吸水率。吸水率(%)=(浸种后质量-浸种前质量)/浸种前质量×100%。

1.4　混合及不同家系种子发芽试验

发芽试验以57个家系及混合种子为材料，按不同家系的采种量进行播种，统计发芽数，计算其发芽率，发芽率(%)=n/N×100%(式中，n为测定时间内正常发芽粒数，N为置床的种子数)。初始57个家系的编号依次重新编为1～57号，混合种子编为58号。

1.5　数据分析

采用Excel 2003和SPSS 22.0进行数据整理和分析，若处理或处理组合间呈现出显著或极显著差异，采用邓肯氏(Duncan’s)法进行多重比较[13]。

2　结果与分析

2.1　种子净度及千粒重

实验采用的柚木种子净度为83.4%，混合种子的千粒重为702.7 g，7个家系的千粒重为584.7～919.7 g(图1)，家系间种子的千粒重呈现极显著的差异(p=2.55 E-16<0.01)，分为差异极显著的4个组别，其中家系6的千粒重最大，与千粒重最小的家系74号间差异达335 g，即柚木属中粒种子类，不同的家系间，种子大小差异较大。

注：大写英文字母为0.01水平的差异显著性，小写英文字母为0.05水平的差异显著。下同。图1　不同家系种子千粒重

2.2　种子生活力

直接剥出种仁(A)、60 ℃温水浸种24 h(B)和沸水反复浸种(浸种3次，自然冷却)后剥出种仁(C)等3种方式获得种仁的四唑染色法测定结果，生活力分别为53.38%、29.98%和20.10%，其中A方法的生活力极显著地高于B和C的(p≈0.000<0.01；图2)；与四唑法相同的前2种方法获得种仁的靛蓝染色法测定结果，生活力则分别为66.71%和43.82%，两组生活力间具有显著的差异(0.01

图2　种子生活力随处理方法的变化

图3　不同家系种子发芽率

表3处理及处理组合间平均吸水率

处理组合/处理/B因素5水平2种方法统计(%)百粒吸水率随温度变化(%)平均标准误极小极大CV平均标准误极小极大CV处理组合/处理单粒吸水率随温度变化(%)平均标准误极小极大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处理组合1～10为复因子完全随机实验的编号；②两种方法统计指5种温度浸种的每一种温度100粒混合和单粒种子平均吸水率；③百粒吸水率随温度变化采用单因素方差分析100粒混合种子的吸水率(处理1～5)，单粒吸水率随温度变化同100粒的(处理6～10)；④括号中标注多重比较分别100粒和单粒测定吸水率的差异状况。

2.3　不同温度浸种对种子吸水性的影响

2.3.1种子吸水率

不同温度清水浸种24 h后，10个处理组合的平均吸水率为81.2%～95.2%，处理组合间吸水率呈现显著的差异(p=0.013<0.05)，其中，最高的为处理组合4(百粒种子清水浸种置于50 ℃烘箱24 h)，处理组合6(单粒种子清水浸种置于室温下24 h)的最低，前者的吸水率极显著地高于后者的(表3)。百粒混合及单粒测定的2种方法间吸水率无显著差异(p=0.988>0.05)，表明2种方法均可作为种子吸水的测定。因素B(温度)的5个水平间吸水率呈现极显著的差异(p≈0.000<0.01)，40，50 ℃和60 ℃浸种的吸水率极显著地高于室温的，且随着浸种温度升高吸水率随之增加，表明较高温度浸种能有效提高柚木种子的吸水率。百粒和单粒种子在5种不同温度梯度的吸水率分别呈现显著(p=0.017<0.05)和极显著(p≈0.001<0.01)的差异，百粒种子50 ℃清水浸种吸水率显著地高于除60 ℃以外其它温度浸种的，单粒种子吸水率60，40 ℃和室温浸种3种间两两呈现极显著差异，表明不同温度浸种的种子吸水率差异极大。

2.3.2种仁吸水率及其与种子的对比分析

5种温度浸种的种仁平均吸水率为25.2%～34.8%，处理3～5(40，50 ℃和60 ℃浸种24 h)的平均吸水率(33.5%～34.8%)极显著地高于30 ℃(29.4%)和室温浸种的(p≈0.000<0.01)；结合种子吸水率，单粒种子和种仁的吸水率随浸种温度升高而增加，但是，60 ℃清水浸种和沸水反复浸种的生活力极显著地降低(图2)；百粒种子的在50 ℃时最高，60 ℃时吸水率略有降低(表3和表4)。此外，沸水反复浸种(浸种3次，自然冷却)后，百粒、单粒种子和种仁的平均吸水率分别为133.6%、120.6%和35.3%。一方面，吸水率在沸水浸种时明显提高；另一方面，浸种过程中种仁有明显吸水现象，但是其吸水率远较种壳低，表明种子具有一定的透水能力。此外，虽然高温提高种子吸水率，但降低其生活力。

表4处理间种仁的吸水率

处理平均(%)标准差标准误极小极大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　不同家系及混合种子发芽分析

不同家系的平均发芽率为0.0%～30.2%，其中发芽率最高的是家系3(图3)；57个家系和混合种子的平均发芽率为12.5%，大于平均发芽率的家系共26个，占总的44.8%。不同家系和混合种子的发芽率在步长5处聚为3类，其中，发芽率从高至低的各类分别包括5(发芽率25.7%～30.2%)、21(发芽率13.3%～21.6%)和32(0.0%～11.5%)个家系(图3)，表明柚木家系的种实发芽率普遍偏低，结合柚木种子生活力也相对较低和吸水率较高的结果，也许柚木种子发芽较为困难，是播种品质导致的。方差分析结果，3个类群间发芽率具有极显著的差异(p=1.61 E-22<0.01)，3个类群的两两间呈现极显著的差异，进一步证实柚木普遍呈现发芽率较低的现象。此外，结合图1的6个家系千粒重从大到小顺序分别是6、5-1、4、2-2、68和74号家系，发芽率从高到低的则是5-1(18.1%)、2-2(14.0%)、68(11.4%)、6(4.4%)、74(4.0%)、4(0.0%)，发芽率和千粒重间无明显相关性。

3　结论与讨论

3.1　结　论

家系间种子千粒重和发芽率呈现极显著的差异(p<0.01)。不同温度浸种后四唑染色法测定柚木种子生活力为20.10%～53.38%，即其生活力较低且极显著地受浸种温度影响；室温储存2年后种子失活。采用单因素和复因子完全随机实验测定柚木种子在不同温度下浸种24 h吸水率，种仁和整粒种子的平均吸水率为25.2%～34.8%和81.2%～95.2%，处理及处理组合间呈现极显著(p<0.01)或显著(p<0.05)的差异；开水浸种3次后百粒和单粒种子的平均吸水率(133.6%和120.6%)，均高于复因子实验中最高吸水率。58个家系的平均发芽率为0.0%～30.2%。随着浸种温度升高，种子和种仁吸水率提高，但60 ℃清水浸种24 h和沸水反复浸种极显著地降低种子生活力，即虽然高温浸种有利于种子吸水，但容易造成种子失活。

3.2　讨　论

已有研究表明，千粒重为评定种子质量的主要指标之一，种子重量反映其饱满程度和成熟度，一般重量较大的种子比较饱满、成熟度高、营养物质丰富，播种后易发芽[14-16]。郝海坤等[17]指出，柚木大粒种子空粒率低、发芽快、发芽率高，但本研究6个家系种子千粒重和发芽率间无明显相关，是否与实验的样本较少有关，有待进一步研究。实验中，随着温度升高，种子和种仁的吸水率也随之提高，这与肖斌等[18]的研究结果类似。然而，柚木种仁随浸种清水温度升高生活力显著下降，也许存在一定的温度范围，既有利于柚木种吸水，又能保持其生活力的适宜温度范围。种皮的透水性直接影响种子的萌发，柚木种子为硬实种子，本实验在不同的温度下浸种其吸水率高达81.2%～95.2%，与杨万霞[19]、王宁等[20]对青钱柳(Cyclocaryapaliurus)、冬青(IlexchinensisSims)种子的研究类似，即此2种植物种子虽属硬实种子，但种壳与种皮具有一定的透水性，胚能吸收部分水分，为种子萌发提供必要的透水条件。柚木种子发芽延续时间较长，但实验结果其透水性较好，与已有研究指出的许多植物种子由于表面含油、蜡质或是种壳结构致密，表皮角质层厚等因素而影响种子透水透气，导致种子萌发延迟数月甚至数年[21-22]不相一致，其原因有待继续试验研究。不同温度清水浸种24 h后，种仁的吸水率明显低于整粒种子的，木栓状绒毛的中果皮吸收大量水分，同时也不影响种仁吸水，这与宋学之等[23]的研究结果相一致，柚木种仁吸水与内果皮结构(从果蒂处往里有1～2条孔道)或是与种壳透水性有关，有待进一步试验研究。

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