全 文 ：超干处理对金钱松种子活力的影响
廖文燕，高捍东* (南京林业大学森林资源与环境学院，国家林业局南方林木种子检验中心，江苏南京 210037)
摘要 ［目的］研究经超干处理后金钱松种子的发芽率、活力指数以及电导率的变化。［方法］采用室温硅胶干燥法，测定种子的脱水速
率，研究超干处理对种子发芽率和活力指数、电导率的影响。［结果］将金钱松种子含水量由 16． 0%降至 3． 3%大约需要 60 d。人工老化
过程中，含水量 4． 2% ～6． 4%的金钱松种子耐藏性最好，而且随着贮藏温度的降低，最佳含水量有升高的趋势。含水量 4． 2% ～6． 4%的
金钱松种子在 25 ℃恒温保存 3个月后的发芽率仍然低于 60%。含水量 3． 3%的种子已经过度干燥。［结论］金钱松种子的在室温条件
下的超干贮藏并不能取得较好的贮藏效果。
关键词 金钱松;超干贮藏技术;种子活力
中图分类号 S791． 23 文献标识码 A 文章编号 0517 －6611(2011)18 －10877 －03
Effect of Ultra-dry Treatment on the Seed Vitality of Pseudolarix kaempferi (Lindl．)Gord
LIAO Wen-yan et al (Southern Tree Seed Inspection Center，National Forestry Administration，College of Forest Resources and Environment，
Nanjing Forestry University，Nanjing，Jiangsu 210037)
Abstract ［Objective］The research aimed to study the changes of germination rate，vigor index and electrical conductivity of the seeds of P．
kaempferi after the ultra-dry treatment．［Method］Using silicone drying method at room temperature，the dehydration rate of the seeds was deter-
mined． The effects of ultra-dry treatment on the germination rate，vigor index and electrical conductivity of the seeds were studied．［Result］The
decrease of moisture content in the seeds of P． kaempferi took 60 days from 16． 0% to 3． 3% ． During the process of artificial aging，the seeds of P．
kaempferi with the moisture content of 4． 2% － 6． 4% showed the best storability． With the decreasing of the storage temperature，the optimum
moisture content showed an increasing trend． The germination rate of the seeds of P． kaempferi with the moisture content of 4． 2% －6． 4% was still
lower than 60% after they were stored three months at constant temperature (25 ℃)． The seeds with the moisture content of 3． 3% was overdry-
ing．［Conclusion］The storage effects of P． kaempferi seeds in the ultra-dry storage at room temperature was not good．
Key words Pseudolarix kaempferi;Ultra-dry storage technology;Seed vitality
基金项目 委托研究项目“林木种苗繁育技术”(010021191)。
作者简介 廖文燕(1982 － ) ，女，山东东营人，博士研究生，研究方向:
林木种苗。* 通讯作者，教授，从事森林培育学、种苗学研
究，E-mail:gaohd@ njfu． edu． cn。
收稿日期 2011-04-29
种子超干贮藏技术不仅在种质资源保存上具有巨大的
应用潜力，同时它还为林业优质种子的生产和流通的质量保
障提供了一条新途径。超干贮藏是通过降低种子含水量以
替代降低贮藏温度而达到相同贮藏效果的一种方法。虽然
许多作物种子都可以在含水量低于 5%的情况下长时间保存
于室温环境中，但是各种类型种子之间的耐干程度差异很
大，某一树种的种子是否适合超干贮藏以及该树种种子含水
量的最佳范围都需要试验证明［1］。金钱松［Pseudolarix
kaempferi (Lindl．)Gord(Pseudolarix amabilis(Nelson．)Re-
hd．) ］隶属松科落叶松亚科金钱松属、单属单种，为中国特有
的孑遗植物，具有极高的观赏价值、材用价值和药用价
值［2 －3］。金钱松结子有大小年，一般 3 ～5年才丰产 1次且结
实量差异显著，其种子生活力衰退迅速，室温贮藏的新鲜种
子隔年就已经全部死亡［4］。因此，研究金钱松种子贮藏的适
宜条件对该种植物遗传资源的保护具有重要意义。
1 材料与方法
1． 1 材料 试验材料采自南京林业大学树木园(32°30 N，
118°46 E) ，所选金钱松人工林林分年龄为 52 年。2009 年
10月 24日采收金钱松球果，晾晒后经过脱粒、净种、自然干
燥以及去杂等步骤调制种子。新鲜种子经 X射线图像分析，
饱满度为 89%;种子平均长度 6． 36 mm，平均直径 3． 82 mm，
千粒重 29． 93 g;平均含水量 16． 0%;TTC(2，3，5-三苯基氯化
四唑)染色法测得种子生活力为 91． 08%，初始发芽率为
87． 80%，种子电导率为 42． 6 μs /cm。
1． 2 方法
1． 2． 1 种子超干处理。采用室温硅胶干燥法对种子进行超
干处理。将种子用尼龙网袋包好，并完全埋藏于干燥器内硅
胶中，置于 25 ℃恒温下脱水干燥。硅胶与种子重量比为 10∶
1，每天更换经 120 ℃充分干燥冷却后的硅胶。每隔一定时
间称重取样，以制备不同含水量的种子。脱水后的种子立即
用双层铝箔袋密封保存。种子含水量(Moisture content，MC)
测定根据《国际种子检验规程》(ISTA，1996) ，重复 4次。
采用低温烘干法测得种子的含水量梯度为:16． 0%
(CK)、11． 4%、10． 1%、9． 0%、8． 3%、7． 5%、6． 4%、5． 3%、
4． 2%、3． 3%。
1． 2． 2 种子回湿处理。在对种子进行发芽率和活力测定
前，采用逐级回湿的平衡水分法对种子进行逐级回水处理。
将不同含水量的种子分别置于尼龙网袋中，依次放入由饱和
CaCl2 溶液、饱和 NH4Cl溶液以及水所造成的相对湿度环境
的干燥器中，密封，室温下平衡 24 h［5］。
1． 2． 3 人工老化处理。将不同含水量的种子置于 50、35、25
℃恒温箱内进行人工老化处理，定期取出进行相关指标的
测定。
1． 3 种子发芽率和活力指数的测定 选择饱满的金钱松种
子，用蒸馏水(始温30 ℃)预先浸种18 h，再置于棉床发芽盒内
(保持棉床湿润)，将发芽盒放置于 LRH-300-G光照培养箱内，
25 ℃下进行发芽试验，按照国际标准 GB2772-1999《林木种子
检验规程》的规定，以出现子叶的正常幼苗为发芽标准。设 4
个重复，每个重复 100粒种子。试验结束后，测定幼苗平均干
重(S)，并计算发芽率(Germination percentage，GP)、活力指数
(Vigor index，VI)，其计算公式分别为:
GP =∑Gt /T ×00% (1)
式中，Gt为在 t日的发芽数;T为种子总数。
安徽农业科学，Journal of Anhui Agri． Sci． 2011，39(18):10877 － 10879 责任编辑 陈玉敏 责任校对 卢瑶
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2011.18.212
VI = S∑(Gt /Dt) (2)
式中，S为幼苗平均干重;Gt为在 t日的发芽数;Dt 为相应发
芽日数。
1． 4 种子电导率的测定 准确称取各处理种子 1 g置于小
烧杯内，分别加入 50 ml蒸馏水，充分震荡后于 25 ℃下静置
24 h，摇匀后用 DDS-307型电导仪测定其浸出液 EC值，每个
处理重复 3 次。测定结果除以质量，计算出单位质量的电
导率［6］。
2 结果与分析
2． 1 种子的脱水速率 由图 1 可知，干燥初期金钱松种子
脱水速率较快，由 16． 0%降至 6． 4%只需 12 d，此后脱水速率
变化缓慢，由4． 2%降至3． 3%需要28 d。种子干燥脱水速率
和程度因种而异。油料类种子白菜(Brassica pekinensis)在同
等条件下干燥 7 d 后含水量就由 7． 8%降为1． 2%［7］;红松
(Pinus korainsis)由 10%左右降至 5%需要 5 d，而降至 2%需
要 12 d，降到 2%以下脱水速度相对较慢，需要 30 d左右［6］。
淀粉类种子脱水比较困难，玉米种子含水量由 9%左右降至
6%约需 20 d，脱水 60 d后含水量仍保持在 4%左右［8］。
图 1 金钱松种子的干燥脱水曲线
Fig． 1 Dehydrated curve of P． kaempferi seeds
2． 2 超干处理对种子发芽率和活力的影响 超干处理的种
子进行回湿后，测定其发芽率、活力指数与幼苗干重。由表 1
可知，各含水量的种子与对照(含水量 = 16． 0%)相比，除含
水量(MC)为 3． 3%的种子以外，均没有明显差异。这说明在
含水量降至 4． 2%时，干燥处理没有对种子造成不良影响，而
继续将含水量降低至 3． 3%的种子已经发生损伤。
表 1 干燥处理对金钱松种子发芽率和活力水平的影响
Table 1 Effect of drying treatment on germination and vigor level of
P． kaempferi seeds
含水量
Moisture
content∥%
发芽率
Germination
percentage∥%
活力指数
Vigor index
幼苗干重
Dry weight of
seedlings∥g
16． 0 87． 80 ±2． 13 a 0． 603 ±0． 051 a 0． 251 ±0． 018 a
11． 4 88． 13 ±2． 17 a 0． 641 ±0． 032 a 0． 264 ±0． 021 a
10． 1 88． 42 ±1． 78 a 0． 591 ±0． 069 a 0． 253 ±0． 022 a
9． 0 86． 93 ±2． 80 a 0． 583 ±0． 026 a 0． 247 ±0． 020 a
8． 3 87． 53 ±2． 34 a 0． 586 ±0． 104 a 0． 250 ±0． 033 a
7． 5 87． 01 ±2． 07 a 0． 589 ±0． 028 a 0． 249 ±0． 017 a
6． 4 88． 34 ±1． 42 a 0． 593 ±0． 051 a 0． 258 ±0． 023 a
5． 3 87． 41 ±1． 60 a 0． 592 ±0． 068 a 0． 261 ±0． 024 a
4． 2 86． 74 ±2． 40 a 0． 616 ±0． 054 a 0． 257 ±0． 023 a
3． 3 82． 50 ±2． 88 b 0． 456 ±0． 041 b 0． 259 ±0． 026 a
注:LSD检验，P =0． 05，同列相同字母表示差异不显著，不同字母表示
差异显著。
Note:LSD test，P = 0． 05，the same letters within the same column indi-
cate no significant difference，and different letters indicate significant
difference．
2． 3 超干处理对种子发芽率和活力指数的影响 将各个含
水量的金钱松种子置于不同温度下进行人工老化处理，定期
抽取样品进行发芽试验，结果如图 2 和 3所示。经过人工老
化45d后，各处理金钱松种子的生活力均已发生很大变化，
图 2 不同含水量金钱松种子的发芽率变化
Fig． 2 Germination percentage variation of P． kaempferi seeds with different moisture contents
图 3 不同含水量金钱松种子的活力指数变化
Fig． 3 Vigor index variation of P． kaempferi seeds with different moisture contents
人工老化温度越高，种子发芽率和活力指数下降的速度越
快。由图 2 ～3可以看出，MC ＞8． 0%的种子发芽率和活力指
数下降很快，种子生活力随着含水量的升高而下降。其中，
MC 为 16． 0%的种子生活力丧失速度最快，在 50 ℃下老化
70 d后已经完全失去发芽能力;MC为 11． 4%的种子在 50 ℃
下老化 90 d后也失去发芽能力;在 20 ℃下保存的种子经过
87801 安徽农业科学 2011 年
90 d后，发芽率也都低于60%。含水量在4． 2% ～7． 5%范围内
的种子相对表现出较好的抗老化能力，其发芽率和活力指数下
降速度较慢。其中，在 50 ℃条件下，含水量 4． 2% ～5． 3%的种
子生活力保持最好;在 35 ℃条件下，MC为6． 4%的种子生活力
最高;在 25 ℃下，含水量 5． 3% ～ 6． 4%的生活力保持最好。
MC为 3． 3%的种子发芽率和活力指数下降幅度明显大于 MC
为 4． 2%的种子，说明该含水量的种子不耐贮藏。
2． 4 超干处理对种子电导率的影响 种子电导率被国际种
子检验协会(ISTA)列为种子活力测定的方法之一。该值的
变化能够反映种子细胞膜结构的完整性。将不同含水量的
金钱松种子置于 50 ℃条件下进行人工老化，其电导率的变
化如图 4所示。由图 4可知，电导率随种子含水量的升高而
增加，随老化时间的延长而增大。其中，含水量为 16． 0%的
种子电导率变化幅度最大，含水量在 4． 2% ～6． 4%范围内的
种子电导率增加幅度最小，含水量为 3． 3%的种子电导率变
化幅度大于含水量为 4． 2%的种子。
图 4 不同含水量金钱松种子在 50 ℃下电导率的变化
Fig． 4 Conductivity variation of P． kaempferi seeds with differ-
ent moisture contents under the temperature of 50 ℃
在 50 ℃下，不同含水量的金钱松种子电导率方差分析
结果表明，各个含水量之间电导率差异均达到极显著水平，
不同老化处理时间的电导率差异均达到极显著水平;而且含
水量与老化处理时间的交互效应也达到极显著水平。将不
同处理金钱松种子电导率进行多重比较，结果表明含水量为
5． 3%和 6． 4%的种子电导率差异不显著，含水量为 4． 2%的
种子电导率与这二者之间有显著差异，但未达到极显著水
平，其他处理之间的电导率差异均达到极显著水平。结果表
明，含水量越高，金钱松种子细胞膜的完整性破坏程度越大，
电解质外渗量越大;含水量 4． 2% ～6． 4%的种子细胞膜完整
性保持得最好，这与种子生活力的测定结果相一致;含水量
为 3． 3%的种子细胞膜在超干处理过程中已出现不可逆的损
伤，导致其生活力明显低于含水量为 4． 2%的种子。
3 小结与讨论
(1)室温硅胶干燥法将金钱松种子含水量由 16． 0%降
至 3． 3%大约需要 60 d，与其他种类的种子相比，脱水速率较
慢。一般认为，快速干燥比慢速干燥更能提高种子的脱水耐
性，尤其是对于短寿命种子，脱水时间越长，种子的生活力下
降越快，脱水过程中伴随的自然老化对种子贮藏效果的影响
就越大。金钱松种子含水量降至6． 4%需要12 d，降至4． 2%
则需要 32 d，如果继续由 4． 2%降至 3． 3%又需要 28 d。从研
究结果可以看出，含水量 3． 3%的金钱松种子的生活力明显
低于含水量 4． 2%的种子，而电导率显著高于含水量 4． 2%
～9． 0%的种子，说明当脱水至 4． 2%以后，超干处理过程对
金钱松种子产生不利影响，细胞膜外界的水膜连续界面被打
断，即使经过回湿处理也不能逆转损伤，这使得膜上敏感位
点的大分子容易受到活性氧的伤害，加速细胞衰老和种子劣
变，种子生活力难以维持。
(2)目前，种子贮藏最佳含水量的确定仍然没有令人信
服的方法，而且种子贮藏临界含水量的确定仍存在争议。该
试验表明，含水量 4． 2% ～ 6． 4%的金钱松种子耐藏性最好，
而且随着贮藏温度的降低，最佳含水量有升高的趋势。虽然
含水量 3． 3%的金钱松种子已表现出超干处理的不良影响，
但是金钱松种子的临界含水量还需要进一步试验来确定。
(3)含水量 4． 2% ～6． 4%的金钱松种子在 25 ℃恒温保
存 3个月后发芽率仍低于 60%，说明金钱松种子在室温条件
下的超干贮藏并不能取得较好的贮藏效果。种与品种间的
超干贮藏效果的差异与种子的组成成分有关，这种组成成分
的差异决定了种子内部水分的存在状态，从而决定了种子最
佳贮藏含水量的多样性。研究表明，种子的超干贮藏效果对
不同植物的种子具有较大的差异，有些植物种子的超干贮藏
效果显著，如芝麻、花生、烟草、红松等，也有些种子不耐超干
贮藏，如水稻、玉米、豆类等作物的种子。超干贮藏的种子结
合特定的包装技术或更低的贮藏温度，可以帮助获得更好的
保存效果，已有报道将杉木、马尾松种子含水量降至 4%后贮
藏于 3 ℃以下的环境中，可以明显延长种子贮藏寿命［9］。
超干种子活力的控制严格依赖于特定的含水量水平，种
子活力的保持状况与种子本身的脱水敏感性及耐干性有十
分密切的关系。决定金钱松种子贮藏寿命的因素一方面在
于种子本身的遗传特性，另一方面还在于种子贮藏的环境条
件。在贮藏条件中，确定种子贮藏的最佳含水量和最低临界
含水量十分关键，此外还需要结合一定的低温，甚至局部环
境气体调控等技术措施才能进一步延长金钱松种子的贮藏
寿命，达到林木生产的需要。
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