全 文 ：第 34 卷 第 6 期
2013 年 11 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报
Journal of Inner Mongolia Agricultural University
Vol． 34 No． 6
Nov． 2013
北沙柳单株间种子千粒重和活力指数的差异性
*
张国盛1， 王 颖1，2， 万俊华2， 冯玉军2， 哈斯牧人2， 张忠山2， 边 良2
(1． 内蒙古农业大学林学院，010019;2． 鄂尔多斯市乌审旗林业局，017300)
摘要: 北沙柳是重要的固沙与能源植物。以北沙柳优良单株及品种选择为目标，对毛乌素沙地乌审旗图克镇境内
42 个北沙柳单株间的千粒重和种子活力进行了差异性分析。结果表明:北沙柳种子平均活力指数为 37． 53，变异系
数 26． 00%;千粒重为 0． 0791g，变异系数 19． 16%。不同单株间的种子活力指数及千粒重差异极显著(P ＜ 0． 01);种
子活力指数呈现出随着千粒重增加而增加的趋势，50%的低活力个体其种子千粒重也低，具有选择潜力。
关键词: 北沙柳; 种子活力; 毛乌素沙地
中图分类号: S722． 1 + 6 文献标识码: A 文章编号:1009 － 3575(2013)05 － 0032 － 06
VAＲIANCE OF SEED VIGOＲ AND THOUSAND － KEMEL
WEIGHT AMONG INDIVIDUALS OF
Salix psammophila IN MU US SANDLAND
ZHANG Guo － sheng1， WANG Ying1，2， WAN Jun － hua2， FENG Yu － jun2，
Hasimuren2， ZHANG Zhong － shan2， BIAN Liang2
(1． College of Forestry，Inner Mongolia Agricultural University，Huhhot 010019，China;
2． Forestry Bureau of Wushen Banner，Erdos，017300，China)
Abstract: Salix psammophila is an important plant for control of soil erosion and energy supply in semi － arid and arid region． We
compared and analyzed the thousand － kernel weight and seed vigor among 42 plant individuals growing in the region of Mu Us Sandland
belonging to Tuke town of Wushen Banner Erdos for individual and variety selection． Averages of the seed vigor and the thousand － ker-
nel weight of these plant individuals were 37． 53 and 0． 0791 g respectively，and the rates of fluctuation of the averages between the in-
dividuals were 26． 00% and 19． 16% respectively． The differences both of the seed vigor and thousand － kernel weight between the
plant individuals were statistically significant (P ＜ 0． 01)． The 42 individuals were sorted to four groups by cluster analysis based on
the data of seed vigor and thousand － kernel weight． There was a tendency that seed vigor increased with thousand － kernel weight，es-
pecially in the groups with lower seed vigor and thousand － kernel weight． These results indicate that the two parameters have the poten-
tial using for individual and variety selection．
Key words: Salix psammophila;seed vigor;Mu Us sandland
北沙柳(Salix psammophila C． Wamg et Ch． Y．
Yang)又称沙柳，是毛乌素沙地的特有种，也是内蒙
古自治区以及中国西部地区重要的固沙灌木树种，
在生态环境建设中占有重要的地位，也是沙产业开
发的重要植物资源。北沙柳具有耐旱、耐寒、耐高
温、耐沙埋压、抗风蚀，易繁殖、速生等特性，现已在
中国的西北地区被广泛引种栽培，成为该区固沙造
林以及沙产业开发的主要树种。目前，在北沙柳形
态解剖［1］、株丛的动态变化、物种多样性以及天然更
新等方面已进行了一些研究［2，3，4］，从产业开发需求
出发，开展了纤维特性［5］、木束形态等研究［6］;生理
生态特性［7］、树干茎流［8］、育苗、造林等研究也在不
* 收稿日期: 2013 － 05 － 27
基金项目: 国家自然科学基金项目(31160167) ;高等学校博士学科点专项研究基金项目(20091515110005) ;内蒙古自治区高等学校科学研究项目
(NJzy08043)
作者简介: 张国盛(1960 －) ，教授，主要从事林木遗传改良、种群生态学研究．
断深入。王源秀等报道了柳树遗传研究现状［9］，安
守芹［10］、李维向［11］、宁明世［12］等在北沙柳优良无性
系选育研究中发现种内无性系间差异显著，具有选
育潜力。有性繁殖(杂交育种)是培育和筛选优良变
异品种或类型的重要手段。传统的沙柳繁殖方式即
无性繁殖不利于新的变异类型选育，必须加强有性
选育过程。种子特性及萌发能力作为北沙柳有性繁
殖的重要组成部分，在已检索的文献中报道很少，王
颖等［13］报道了北沙柳形态特征与花序分布习性，李
小龙等［14］报道了植物群落覆盖度和浅层地下水埋
深对沙柳乌柳种子天然更新的影响，因此，开展对北
沙柳种子特性及萌发能力的基础研究，是北沙柳优
良单株选择及扩繁的重要技术要素，对促进北沙柳
的有性育种具有重要的现实意义，也是对北沙柳品
种选育与扩繁的重要拓展。
1 材料和方法
1． 1 材料来源
试验地设在内蒙古鄂尔多斯市乌审旗图克镇。
在对试验区内北沙柳单株(株丛)形态特征进行调查
的基础上［13］，2008 年 5 月中旬北沙柳果实成熟期，
在试验区内，通过测定冠幅、高度等形态特征，抽取
了 42 株树势达到平均状态的优良单株(株丛) ，分别
采集果序，并将果序装入密封袋中带回实验室阴干，
当小果完全成熟开裂，种子飞出时，收集种子，密封
后置于 5℃的冷藏室内，待测定种子萌发时用。
1． 2 测定方法
种子活力采用标准发芽实验测定进行，发芽测
定的样品采用四分法从不含杂质的纯净种子中抽取
100 粒为一组，重复 4 次。北沙柳种子粒小，皮薄，容
易吸水，发芽时间短，发芽测定用装入吸水滤纸的培
养皿作发芽床即可。发芽测定前，对种子发芽床和
发芽用具洗净后在水中煮沸消毒 10 ～ 20min，并作
床。将种子均匀摆放在发芽床面上，放入 25℃的恒
培养箱中，按照置床后 12h、24h、36h、48h、72h 的时
间间隔进行定时观察，记录发芽粒数，及时补水保持
发芽床适宜的水分［15 － 19］。试验结束后，测定幼芽
(幼苗)长度，计算活力指数［20 － 24］。
Vi = Gi × S;Gi =∑(Gt /Dt)
式中 Vi为种子活力指数，Gi 为种子发芽指数，S
为幼芽(幼苗)平均长度(cm) ;Gt为第 t时间的发芽
数，Dt为相应的发芽时间。
种子千粒重采用百粒法测定。所有实验数据采
用 DPS 13． 50 数据处理系统进行处理。
2 结果分析
2． 1 千粒重、活力指数的变异
对 42 株北沙柳单株的千粒重与活力指数选用
DPS统计分析软件，经过 Duncan 新复极差法多重比
较分析结果表明:北沙柳不同单株(株丛)间种子千
粒重、活力指数存在极显著的差异(P ＜ 0． 01) ，种子
千粒重变动在 0． 055 6 ～ 0． 129 5g 之间，平均重量为
0． 079 1g(表 1) ，变异系数 19． 16%。种子活力指数
在 20． 29 ～ 53． 60 之间，均值为 37． 53(表 2) ，变异系
数 26． 00%。
2． 2 千粒重、种子活力的频率分布特征
北沙柳种子千粒重的频率分布表明，千粒重在
0． 07 ～ 0． 08g 的株丛数最多，共占总数的 35． 71%，
种子千粒重集中分布在 0． 06 ～ 0． 09g 的范围内。种
子千粒重不足 0． 06g 或大于 0． 1g 的株丛，分别占总
数的 4． 76%和 9． 52%。北沙柳株丛种子千粒重的
频率分布呈现为偏左正态分布规律(图 1)。
北沙柳种子活力指数频率分布表明，活力指数
在 45 ～ 50 的株丛数最多，占总数的 19． 05%，40 ～ 45
的株丛数较少，占 9． 52%。各组段种子活力指数频
率比较相近，变化在 9． 52% ～ 19． 05% 之间，有
11． 90%的株丛其活力指数超过 50。总体沙柳株丛
种子活力指数的频率分布呈现偏右的近正态分布规
律(图 2)。
2． 3 千粒重、种子活力的聚类
利用 DPS数据处理系统，对 42 株样株(株丛)
的种子活力指数，采用卡方距离可变类平均法聚类，
可将此 42 株样株分为 4 类，第 1 类包括 10 个株丛
(2，5，8，9，14，15，18，21，24，42) ，平均活力指数为
24． 55;第 2 类包括 11 个株丛(10，17，19，20，22，27，
29，30，32，33，36) ，平均活力指数为 42． 79;第 3 类
包括 9 个株丛(11，13，26，28，34，37，38，39，41) ，平
均活力指数为 50． 51;第 4 类包括 12 个株丛(1，3，4，
6，7，12，16，23，25，31，35，40) ，平均活力指数为
33． 79(图 3)。
42株样株(株丛)的种子千粒重聚类后也分为 4
类，第 1类包括 4 个株丛(1，10，17，22)，平均千粒重为
0． 113g;第 2类包括 8个株丛(3，6，7，11，12，18，20，28)，
平均千粒重为 0． 090g;第 3类包括 22个株丛，平均千粒
重为 0． 076g;第 4类包括 8个株丛(2，4，8，9，14，30，41，
42)，平均活千粒重为 0． 061g(图 4)。
33第 6 期 张国盛等: 北沙柳单株间种子千粒重和活力指数的差异性
表 1 沙柳种子千粒重 Duncan多重比较结果表
Table 1 The results of thousand － kernel weight tested by Duncan＇s multiple comparison
样本号 均值 标准差 距平值 显著水平 样本号 均值 标准差 距平值 显著水平
22 0． 129 5 0． 006 3 0． 050 5 A 40 0． 076 4 0． 007 0 － 0． 002 6 HIJKL
1 0． 113 1 0． 004 9 0． 034 1 B 15 0． 076 1 0． 007 2 － 0． 002 9 HIJKL
17 0． 108 4 0． 002 1 0． 029 4 BC 32 0． 074 9 0． 005 6 － 0． 004 1 IJKLM
10 0． 102 6 0． 006 3 0． 023 6 BCD 25 0． 074 5 0． 007 9 － 0． 004 5 IJKLM
3 0． 097 1 0． 004 2 0． 018 1 CDE 39 0． 074 2 0． 007 4 － 0． 004 8 IJKLM
7 0． 094 6 0． 005 6 0． 015 6 DEF 26 0． 074 0 0． 004 7 － 0． 005 0 IJKLM
20 0． 092 3 0． 003 8 0． 013 3 DEFG 31 0． 072 0 0． 004 9 － 0． 007 0 JKLMN
6 0． 088 6 0． 008 9 0． 009 6 EFGH 27 0． 071 0 0． 005 6 － 0． 008 0 JKLMNO
28 0． 088 5 0． 007 7 0． 009 5 EFGH 33 0． 070 2 0． 006 0 － 0． 008 8 JKLMNO
12 0． 085 4 0． 007 2 0． 006 4 EFGHI 24 0． 070 1 0． 005 4 － 0． 008 9 JKLMNO
11 0． 085 3 0． 006 3 0． 006 3 EFGHI 29 0． 069 9 0． 005 2 － 0． 009 1 JKLMNO
18 0． 085 3 0． 006 3 0． 006 3 EFGHI 34 0． 069 7 0． 002 3 － 0． 009 3 JKLMNO
13 0． 082 0 0． 005 3 0． 003 0 FGHIJ 36 0． 069 0 0． 009 1 － 0． 010 0 JKLMNO
5 0． 081 6 0． 009 2 0． 002 6 FGHIJ 30 0． 067 4 0． 003 7 － 0． 011 6 KLMNOP
23 0． 081 2 0． 003 2 0． 002 2 GHIJ 41 0． 063 5 0． 003 4 － 0． 015 5 LMNOP
38 0． 080 0 0． 003 5 0． 001 0 GHIJK 9 0． 062 8 0． 007 7 － 0． 016 2 MNOP
16 0． 079 4 0． 003 7 0． 000 4 GHIJK 42 0． 062 6 0． 005 6 － 0． 016 4 MNOP
21 0． 079 4 0． 002 3 0． 000 4 GHIJK 8 0． 060 9 0． 005 0 － 0． 018 1 NOP
19 0． 078 5 0． 010 5 － 0． 000 5 HIJK 4 0． 060 3 0． 005 5 － 0． 018 7 NOP
35 0． 078 5 0． 005 5 － 0． 000 5 HIJK 2 0． 058 1 0． 001 2 － 0． 020 9 OP
37 0． 077 8 0． 007 0 － 0． 001 2 HIJK 14 0． 055 6 0． 005 3 － 0． 023 4 P
总体 0． 079 1 0． 015 2
注:同一列内相同字母表示在 0． 01 水平上差异不显著。
表 2 沙柳种子活力指数 Duncan多重比较结果表
Table 2 The results of seed vigor tested by Duncan＇s multiple comparison
样本号 均值 标准差 显著水平 距平值 样本号 均值 标准差 显著水平 距平值
28 53． 60 0． 70 A 16． 07 3 36． 01 1． 48 GHIJ － 1． 52
38 53． 27 4． 31 A 15． 74 23 35． 57 3． 10 GHIJ － 1． 96
11 51． 44 1． 50 AB 13． 91 16 35． 07 2． 98 HIJK － 2． 46
26 50． 87 1． 09 AB 13． 34 7 34． 96 1． 03 HIJK － 2． 57
41 50． 71 2． 09 AB 13． 18 35 34． 51 3． 40 HIJK － 3． 02
13 49． 44 2． 40 ABC 11． 91 6 33． 64 1． 21 IJKL － 3． 89
37 48． 55 6． 15 ABCD 11． 02 25 33． 46 3． 08 IJKL － 4． 07
34 48． 53 2． 85 ABCD 11． 00 12 32． 62 2． 40 JKLM －4． 91
39 48． 19 1． 56 ABCD 10． 66 31 32． 06 1． 20 JKLM －5． 47
17 46． 15 4． 28 BCDE 8． 62 40 31． 79 2． 33 JKLM －5． 74
20 46． 03 3． 47 BCDE 8． 50 4 29． 38 3． 46 KLMN －8． 15
30 45． 83 3． 37 BCDE 8． 30 21 28． 70 3． 48 LMNO －8． 83
36 45． 74 2． 28 BCDE 8． 21 5 27． 33 1． 00 MNO －10． 20
19 44． 30 1． 22 CDEF 6． 77 8 26． 18 0． 41 NOP － 11． 35
33 43． 54 4． 46 DEF 6． 01 14 25． 74 1． 85 NOPQ － 11． 79
22 41． 14 1． 07 EFG 3． 61 42 25． 29 2． 24 NOPQ － 12． 24
10 40． 14 3． 19 FGH 2． 61 9 24． 59 1． 67 NOPQ － 12． 94
27 39． 70 2． 31 FGH 2． 17 2 23． 12 3． 12 OPQ － 14． 41
32 39． 57 1． 63 FGH 2． 04 15 23． 05 2． 44 OPQ － 14． 48
29 38． 63 2． 41 FGHI 1． 10 24 21． 22 1． 76 PQ － 16． 31
1 36． 46 4． 22 GHIJ － 1． 07 18 20． 29 3． 03 Q － 17． 24
总体 37． 53 9． 76
注:同一列内相同字母表示在 0． 01 水平上差异不显著。
43 内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 2013 年
图 1 北沙柳种子千粒重频率分布特征
Fig． 1 The histogram of thousand － kernel weight of S． psammophila
图 2 北沙柳种子活力指数频率分布特征
Fig． 2 The histogram of seed vigor of S． psammophila
图 3 北沙柳种子活力指数聚类图
Fig． 3 The result of cluster analysis for seed
vigor of S． psammophila
图 4 北沙柳种子千粒重聚类图
Fig． 4 The result of cluster analysis for thousand － kernel
weight of S． psammophila
3 讨论
种子活力是一种为基因所决定而为环境因子所
改变的生理特性，它决定着种子在土壤中生产幼苗
的能力，以及种子适应环境因子范围的水平。因此，
活力不仅影响发芽力，而且也可以通过植株的生长
而影响生产潜力。种子活力的高低受遗传基础;种
子发育、成熟、采收、加工和贮藏条件;以及种子萌发
的环境 3 个主要因素的影响。通常，大粒种子比小粒
种子具有较充实的贮藏物质，多种蔬菜的大粒种子
几乎都能产生较大的幼苗，可是在田间经过几周后，
差别往往减少甚消失。如水稻种子大小对种子活力
具有重要意义;胡萝卜种子的大小，重量将影响种子
发芽率、出苗率以及幼苗生长;芜菁及白菜种子大小
不但影响发芽率，而且影响生长及后代产量。对 42
个株丛北沙柳种子千粒重与种子活力指数的相关分
析表明，北沙柳种子活力总体上呈现随着种子千粒
重的增加而增加的趋势(图 5) ，结合聚类分析结果，
千粒重小的种子，萌发后的活力指数同样也低的可
能性达到 50%，而千粒重中等和最高组的种子，其活
力指数的变化规律性差，构成种子活力指数最高的
个体，并不是种了千粒重最大组的个体，这种现象可
能与种子萌发生长的生理特点相关。种子萌发是植
物生命的初始阶段，主要依赖自身储备的营养物质，
通过酶水解作用转化为简单的可溶性有机物输送到
正在生长的幼胚中去，酶活性的强弱和水解作用的
强度是种子萌发最重要的因素［25］。种子千粒重的
大小虽然能表明种子自身养分状况的高低，但并不
预示其代谢能力，因此在研究种子千粒重对种子活
力的影响时，增加种子生理代谢指标，综合进行评价
更为科学合理。
植物种子萌发是植物生活史的开始起点，种子
53第 6 期 张国盛等: 北沙柳单株间种子千粒重和活力指数的差异性
的萌发特性不仅与植物本身的生物学特性有关外，
还与外界的各种环境因子密切相关，并形成相互的
依存关系。如低于 0． 2% NaCl 的盐胁迫，对香青兰
种子的发芽指数无明显影响，并促进胚芽和胚根的
生长。努尔帕提曼·买买提热依木等报道，在 NaCl
胁迫对 4 种十字花科短命植物种子萌发造成一定程
度的抑制，导致它们种子萌发率、萌发指数和相对萌
发率等指标随着盐浓度的增加而不同程度下降［26］。
因此掌握植物种子天然萌发的生境条件，是全面了
解种子萌发特性的重要组成部分。
种子的质量问题是多种因素综合作用的结果，
对 42 个北沙柳株丛的千粒重及种子活力测定结果
表明，株丛间存在差异。常二梅等［27］也报道，6 地相
同树龄的侧柏种子千粒重差异显著，不同树龄的侧
柏种子千粒重与树龄无明显相关性。北沙柳个体间
的这种差异，虽然为今后的单株选择提供了可能性，
但这种差异是否受遗传控制，仍需进一步的研究。
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