贮藏温度和时间对木棉与美丽异木棉种子活力的影响*

朱报著 徐 放 潘 文 黄颂谊朱政财 王裕霞 徐 斌

(1.广东省森林培育与保护利用重点实验室/广东省林业科学研究院，广东 广州 510520；2.广州市绿化公司，广东 广州510440；3. 广州市增城区林业和园林科学研究所， 广东 广州 511300)

种子活力指在田间条件下种子本身具有决定其快速而整齐发芽，并发育成正常苗的潜力[1]。影响种子活力的内因条件有种皮结构、内含物质构成、含水量和成熟度等，外因条件有保存温度、时间、湿度和氧气条件等，研究种子贮藏的外因条件，保持种子活力对农林业生产具有现实意义。

木棉Bombax ceiba 和美丽异木棉Chorisia speciosa 是热带和亚热带地区广泛栽培的木棉科优良观赏树种，具有花量大、花期长、花色艳的特点，盛花时期，满树繁花，绚丽耀目，是广州市道路和单位绿化的骨干树种之一[2-6]。国内对木棉和美丽异木棉种子萌发的研究已有报道，高柱等[7]研究了木棉种子发芽率和发芽势，认为居群环境影响种子形态和质量；高雨灵等[8]研究选出木棉种子用0.1%HgCl2可提高种子发芽率；郑艳玲等[9]研究得出，限制木棉种子成功萌发的关键因子是温度和湿度；赵高卷等[10]研究认为紫茎泽兰Eupatorium adenophora 叶片和根系的分解或半分解产物对木棉种子萌发、幼苗光合效率和存活能产生抑制作用；肖珍泉等[11]研究认为美丽异木棉宜随采随播，发芽率高；郭丽荣[12]通过改变美丽异木棉的育苗播种方法来提高种子发芽率；但鲜见有关贮藏温度和时间对木棉和美丽异木棉种子萌发及种子活力的研究报道。为此，我们以不同贮存温度和时间的木棉和美丽异木棉的种子进行发芽播种试验，测定场圃发芽率、发芽指数和幼苗质量，并用2，3，5－三苯基氯化四氮唑( TTC，1.0%) 染色法检验种子生活力，试图了解贮藏温度和时间对木棉与美丽异木棉的种子萌发特性和种子活力的影响，掌握种子贮藏规律，为实现苗木的高效生产和资源培育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2020 年5 月中旬，采集广州市黄埔区天鹿南路（113°25′16″E，23°12′01″N）木棉果实，惠州市博罗县梅花林场（114°13′56″E， 23°12′51″N）美丽异木棉果实，自然风干后除去果皮和棉絮收集纯净种子。木棉种子表面光滑，平均纵径为5.59 mm，平均横径4.18 mm，平均厚度为3.93 mm，千粒重37.45 g;美丽异木棉种子表面粗糙，平均纵径为8.48 mm，平均横径6.62 mm，平均厚度为5.47 mm，千粒重145.23 g；木棉和美丽异木棉均属小粒种子（表1）。

木棉种子初始含水量为21.38%，经过135 d贮藏，8℃贮藏的种子全部霉烂，4 和0℃贮藏的种子含水量分别为23.81%和24.02%；美丽异木棉种子初始含水量为9.34%，8、4℃和0℃贮藏的种子含水量分别上升至14.16%、14.15%和14.13%。

表1 木棉和美丽异木棉种子形态和千粒重Table 1 Seed shape and thousand grain weight of B. ceiba and C. speciosa

1.2 试验设计

试验在广东省林业科学研究院大棚内进行，位居113°22′6″E，23°11′59″N，新鲜种子在苗床播种育苗，苗床高12 cm，用干净河沙作基质；贮藏后的种子用规格为50 穴的育苗筛，穴深12 cm，穴宽6 cm 作育苗容器，用干净河沙作基质，播种后保持基质湿润。经净种后的新鲜种子随采随播，剩余种子分别在0、4、8℃ 3 个温度水平冰箱和室内常温贮藏；5 月中旬开始，45 d 播种1 次，合计播种4 次。从冰箱取出的种子，室内放置3 h，用常温水浸泡10 h 后播种。试验采取40 株小区3 次重复进行。

1.3 测定的项目与方法

1.3.1 种子发芽率和活力指数 播种后每天登记种子发芽情况，直至发芽结束；种子发芽9 d，真叶开始生长，挖出芽苗，用直尺测量苗木长度(芽长与根长的总和)，用电子天平称鲜质量（芽鲜质量与根鲜质量的总和），烘干至恒重后称干质量。

1.3.2 种子生活力测定 取新鲜种子和贮藏135 d的种子各150 粒，按照ISTA 种子检验规程[13]，采用2，3，5－三苯基氯化四氮唑( TTC，1.0%) 染色法测定木棉和美丽异木棉种子活力。将种子置于32℃温水中浸泡1 d 后纵向切开，保留包含有胚和子叶的半粒种子，然后在32℃条件下用TTC溶液染色12 h，染完色后观察种胚和子叶的着色程度，统计种胚和子叶均有明显着色的种子数量，实验重复3 次。

1.4 统计分析方法

式中：Gi为i 日发芽数，Ti为相应的天数，S为平均干质量。数据处理整理和方差分析均在Excel2016 软件中完成，多重比较利用R 语言[14]中agricolae 函数包[15]结合自编代码完成。

2 结果与分析

2.1 种子发芽和生活力结果

2.1.1 种子发芽率和发芽势结果 木棉种子播种后第二天开始发芽，播种后3 d 内达到发芽高峰，8 d 发芽结束。新鲜种子发芽率达90.0%，发芽势为58.33%，经0、4 和8 ℃分别低温贮藏45、90和135 d 后，种子发芽率和发芽势均存在显著差异（P<0.05），随着贮藏时间延长，种子发芽率不断下降，0℃贮藏效果最好；贮藏135 d 后，种子发芽率在8.33%以下，基本失去发芽能力（表2）；木棉和美丽异木棉种子常温贮藏45 d 全部霉烂。

美丽异木棉种子也是播种后第二天开始发芽，播种后4 d 内达到发芽高峰，10 d 发芽结束。新鲜种子发芽率达35.83%，发芽势为19.17%，经0、4 和8℃低温贮藏135 d 后，种子发芽率和发芽势没有显著差异（P<0.05），0℃贮藏效果相对较好；随着贮藏时间的延长，种子发芽率呈下降趋势，贮藏135 d 后，种子发芽率仍有24.17%以上，为新鲜种子发芽率的67.46%以上（表2）。

2.1.2 种子生活力结果 木棉和美丽异木棉种子在新鲜状态下，种子中胚和子叶全部被染色的比率均为92%。木棉种子在0 和4 ℃条件下保存135 d 后，种子染色率分别降至34.7%和28.7%。美丽异木棉种子在保存后染色比率下降较小，分别 为82.7%（0 ℃），78.3%（4 ℃），73.3%（8 ℃）（表3）。随着贮藏温度的提升，染色程度显著降低。木棉和美丽异木棉种子发芽率与染色比率的相关系数分别为0.999 8 和0.862 6，即TTC 染色比率可以对木棉种子生活力作出较精确的推断。

表5 木棉和美丽异木棉种子活力指数变化结果Table 5 Seed vigor index change of B. ceiba and C. speciosa

表6 不同贮藏温度和时间木棉种子发芽率和活力指数方差分析Table 6 ANOVA of the influence of storage temperature and time on the germination rate and vigor index of B. ceiba seeds

2.2 种子平均发芽时间和发芽指数结果

木棉种子平均发芽时间为3.6-8.2 d，贮藏后种子平均发芽时间存在显著差异（P<0.05），随着贮藏时间的延长，平均发芽时间也相应增加;木棉的发芽指数与贮藏时间和贮藏温度也存在显著差异（P<0.05），(表4)。美丽异木棉种子平均发芽时间为3.3-4.5 d，种子平均发芽时间与贮藏时间和贮藏温度差异不显著，贮藏135 d 在0℃贮藏的种子发芽指数显著高于8℃贮藏。

2.3 苗木生长量和活力指数结果

木棉发芽9 d 后, 苗木长度为6.68-11.56 cm,新鲜种子苗木长度最大,随着贮藏时间的延长, 苗木长度逐渐下降, 在4 ℃贮藏135 d 后苗木长度与新鲜种子的苗木长度存在显著差异（P<0.05）(表5); 贮藏45 d 的木棉苗木干质量没有显著差异, 贮藏90 d 以上木棉苗木干质量差异不显著；在活力指数方面，相同贮藏温度随着贮藏时间的延长, 苗木指数呈显著差异，且活力指数在下降，说明经贮藏后的木棉种子活力下降。

表7 不同贮藏温度和时间美丽异木棉种子发芽率和活力指数方差分析Table 7 ANOVA of the influence of storage temperature and time on the germination rate and vigor index of C. speciosa seeds

美丽异木棉发芽9 d 后, 苗木长度为13.23-18.21 cm, 贮藏45 d 苗木长度最大,相同贮藏温度随着贮藏时间的延长，苗木长度呈显著差异（P<0.05），苗木长度呈下降趋势(表5);但苗木干质量和活力指数差异不显著。

木棉种子不同贮藏温度和时间下种子萌发指标（发芽率、发芽势等）和苗木质量指标（干质量和活力指数等）存在极显著差异（P<0.01），同时贮藏温度与贮藏时间相互间也存在极显著差异，改变贮藏温度或贮藏时间均可影响木棉种子发芽和苗木质量（表6）。美丽异木棉种子贮藏温度对种子萌发指标（发芽率、发芽势等）没有显著影响，但对苗木长度和干质量存在极显著影响；改变贮藏温度或贮藏时间均不影响美丽异木棉种子发芽和苗木质量（表7）。

3 讨论与结论

种子贮藏是解决植物结实丰歉年，均衡年度生产，或因满足科学研究需要而进行种质保存的生产活动。贮藏温度、贮藏时间、空气湿度等外因条件影响种子活力，研究选择出种子贮藏最合适的外因条件，来延缓种子的衰老，达到保存种质的目的。试验发现0 ℃贮藏木棉种子90 d 的发芽率和活力指数显著高于4 ℃贮藏，与张海波等人[16]研究香椿Toona sinensis 种子发芽率5 ℃贮藏优于10 和15 ℃、唐晓姗等人[17]研究认为山桐子Idesia polycarpa 种子发芽率4 ℃贮藏更优于自然温度贮藏结果类似；但试验中又发现，不同树种又存在差异,降低美丽异木棉贮藏温度，其发芽率差异不显著。种子内自由水达到一定水平时，会激活酶的活动，促进种子萌发[18-19]，木棉和美丽异木棉种子含水量多大，才能降低酶的活动，延长种子的贮藏时间，还需要进一步研究。

苗木活力指数是种子发芽率和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力等的总和，是体现苗木各种形态指标和生理指标的综合表现，同种树种不同批次的种子，或同批次不同贮藏条件下的种子，其活力指数也不尽相同，因而研究苗木活力指数对开展种子贮藏，挑选优良批次种子具有现实意义。试验发现不同贮藏温度和时间对木棉活力指数存在极显著差异，也与张海波等人[16]研究香椿种子的结果类同。

种子成熟度受采种母树的年龄和采种时间等因素影响，成熟度高的种子，发芽好，苗木质量高；本试验中美丽异木棉新鲜种子发芽率为35.83%，与郭丽荣[12]研究结果为99%差异较大，也比肖珍泉[11]研究的90%小，差异原因是采种母树年龄和采种时间不同，种子质量有差异。但郭丽荣[12]研究认为种子自然保存30 d，在相同播种条件下种子发芽率下降24%以上，又与本研究类似。

种子千粒重是衡量种子质量的重要指标，而种子含水率又影响种千粒重，本试验的木棉种子含水量为21.38%，千粒重为37.45 g，比云南省保山市隆阳区的木棉种子千粒重39.08 g 小，含水量10.62%高[9]，实验证明不同区域的木棉，存在较大的遗传差异，也为种质资源评选提供理论依据。

TTC 可作为一种氧化还原指示剂，可以被活细胞中的线粒体内的琥珀酸脱氢酶还原成红色甲臢化合物TPF，因此常用作生物组织活性的指示剂[20]。本研究结果显示TTC 染色比率与种子萌发比例呈显著的正相关，即在现有试验条件下利用TTC 染色法可以准确预测木棉种子的发芽率。但美丽异木棉种子发芽率远小于其TTC 浓度为1.0%的染色率，可能原因是虽然线粒体内的琥珀糖脱氢酶存在一定的活力，但因其种子含水量较低（9.34%），且其种子中子叶以卷曲的幼嫩叶片状态存在，种子吸胀能力较强，发芽率远低于TTC 染色比率，TTC 染色法采用何种浓度才能较精确预测美丽异木棉种子的发芽率，还需进一步研究。

木棉和美丽异木棉不同贮藏温度和时间下种子发芽率和苗木活力指数等指标表明：（1）不同贮藏温度和时间下木棉种子发芽率、发芽势、活力指数存在显著或极显著差异，贮藏温度和贮藏时间有极显著的交互作用；而不同贮藏温度和时间对美丽异木棉种子发芽率、发芽势、活力指数影响不显著。（2）0℃贮藏木棉种子其发芽率、发芽势、活力指数最高，为贮藏木棉种子的最佳温度；美丽异木棉种子在0、4、8℃贮藏，其发芽率、发芽势、活力指数差异很小，0℃贮藏相对较好。（3）木棉种子在含水量达21.38%时，贮藏135 d 种子发芽率8.33%以下，基本失去发芽率，因而应尽量减少木棉种子贮藏时间，达到均衡生产的目的。（4）利用TTC 染色法（1.0%浓度）可反映出木棉的种子活力状况，可在生产中推广应用。