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米槁种子生物学特性研究



全 文 :广东农业科学 … 2015 年第 22 期 23
收稿日期:2015-07-15
基金项目:贵州省林业厅重大项目(黔林科合
[2010]重大 04 号);贵州省科学技术厅项目(黔科合
SY 字[2015]3023-1);黔南州社会发展科技计划项目
“黔南石漠化生态治理与示范研究”
作者简介:高攀(199 0-),男,在读硕士生,
E-mail:240778165@qq.com
通讯作者:刘济明(1963-),男,博士,教授,
E-mail:karst0623@163.com
米槁种子生物学特性研究
高  攀,刘济明,李丽霞,骆  畅,王军才
(贵州大学林学院,贵州… 贵阳………550025)
摘  要:为了了解米槁种子的生物学特征,为生产实践提供基础数据,首先对种子基本形态进行观察,包
括外观形态特征、大小、千粒重等,同时还对种子的净度、含水率、吸水率、不同储藏方式的种子活力、发芽率
等进行了测定。结果表明,米槁种子的颜色为褐色或红褐色,形状为纺锤体,长 0.9~1.5…cm,宽 0.8~1.0…cm,厚
0.75~0.95…cm,千粒重为 312.99…g,单粒重为 0.32…g,属于大粒种子,种皮坚硬且厚。种子净度为 97.88%,含水
率为 14.10%;在浸种 36…h 后吸水达到最大,吸水率为 33.53%、小于 40%,透水性较差;种子活力方面,刚取
回来的种子活力较高、为 83.3%,分 3 种不同的储藏方式储藏后,随着储藏时间的增加,种子的活力均下降,
室温袋藏的活力下滑最快,沙藏是保存米槁种子活力的最好储藏方式。在米槁种子常规发芽试验中,秋播的发
芽率较低、仅为 1.67%,春播的发芽率相对较高、为 38.3%,但总体上来说米槁种子正常播种的发芽率较低;对
米槁种子进行机械破皮处理,以无处理为对照,处理后的种子萌发率明显增加,处理后的种子萌发率为 52%,
对照为 36%;用浓硫酸浸泡种子,浸泡 40…min 后发芽率最高、为 68%。因此,种皮坚硬是阻碍米槁种子正常萌
发的一个限制因素。
关键词:米槁种子;生物学特性;种子发芽率
中图分类号:S567.1+9… … … … … 文献标识码:A… … … … … 文章编号:1004-874X(2015)22-0023-05
Biological characteristics of Cinnamomum migao seed
GAO…Pan,LIU…Ji-ming,LI…Li-xia,LUO…Chang,WANG…Jun-cai
(College of Forestry,Guizhou University,Guiyang 550025,China)
Abstract:In…order… to…understand… the…biological…characteristics…of…Cinnamomum migao…H.…W.…Li… seed,the…
basic… forms…of… seed…were…observed,including…morphological…characteristics,size,1000-grain…weight,etc.…Also…
seed…cleanliness,moisture…content,water…absorption,seed…vigor…of…different… storage…methods,germination… rate…
were…determined.…The… results… show… that,C. migao…H.…W.Li… seed… is…brown…or… reddish-brown…and… its… shape… is…
spindle,with…seed… length…0.9-1.5…cm,width…0.8-1.0…cm,thick…0.75-0.95…cm,grain…weight… is…312.99…g,single…
seed…weight…is…0.32…g,it…belongs…to…large…seed,the…seed…coat…is…hard…and…thick.…The…cleanliness…of…seed…is…97.88%,
the…moisture…content…is…14.1%.…Water…absorption…rate…is…33.53%,that…is… the…largest…after…36…hours…of…soaking,but…
it…is…less…than…40%,water…permeability…is…poor.…About…seed…vigor,the…seed…that…is…just…get…ten…back…has…high…vigor,
seed…vigor… is…83.3%,with… the… increase…of… storage… time,seed…vigor…decreases…after… stored…under… three…different…
methods,the…vitality…of… seed…of…bag…storage… fall… the… fastest,tibetan…sand…storage… is… the…best…way… to…save C. migao…
H.…W.…Li…seed.…In…conventional…germination…test…of C. migao…H.…W.…Li…seed,…the…germination…rate…of…autumn…sowing…
is… low,only…1.67%,lower… than… that… of… spring… sowing(38.3%),but… on… the…whole,the… seed…germination… rate…
is… very… low.…After… treatment… of…mechanical… broken…
skin,seed…germination… rate… significantly… increases,
with… 52%,while… the… non-treated… control… is… 36%.…
Soaking…the…seeds…with…concentrated…sulfuric…acid,the…
highest…germination…rate… is…68%…after…soaking…40…min.…
Therefore,the…hard… seed… coat… is… a… limiting… factor… to…
normal…germination…of…C. migao…H.…W.…Li…seed.
Key words:Cinnamomum migao…H.…W.…Li…seed;
biological…characteristics;seed…germination…rate
24
米槁(Cinnamomum migao…H.…W.…Li)为樟科
樟属植物,由我国著名植物学家李锡文于 1978 年
确定科属并命名,1982 年载入《中国植物志》第
31 卷[1]。米槁别名大果木姜子,为高大乔木,主要
分布于贵州、云南、广西的交界处,即北盘江、红
水河流域,生长海拔在 300~1000…m 之间[2]。该植
物具有药用价值,其果实可以提取很多药用成分,
为贵州十大苗药之一[3]。干燥的米槁种子可作为
中草药,味辛无毒,具有温中驱寒、去湿止痛等作
用,可以治疗腹痛、风湿性关节炎、胸痛、胸闷以
及呕吐等症状,近年来以米槁为原料制成的民族
药有心胃丹胶囊、米槁心乐滴丸、米槁精油滴丸等
国家二、三类新药。同时米槁果实还可提取芳香
油,可作为一些香料和化妆品的原料,还可用于香
烟、食品添加剂等领域;另外,米槁的材质比较优
良,在家具、雕刻、工艺等方面都具有很大的市场
价值。目前,以米槁为原料的产品已创造了较大的
经济和社会效益,并且仍有大量新产品、开发利
用途径不断涌现,因此米槁有着广阔的市场应用
前景。
但是,由于人们长期对野生米槁果实进行大量
收购,同时对米槁植物乱采乱伐,生态环境恶化,
米槁资源遭受严重的人为破坏,而且米槁结果实
有大小年之分,总体上引起了米槁天然资源缺乏,
药源紧缺,到目前为止,野生的米槁仅存于贵州省
罗甸县,野生资源十分稀少且分布较为狭窄。除了
人为破坏以外,米槁本身也存在结实率、萌发率低
等特点[1]。我们对米槁种子生物学进行研究,旨在
为打破种子休眠、选育优良种植资源提供基础。同
时,掌握米槁种子生命活动规律,控制种子活力,
加速种子萌发,缩短培育时间等将对米槁苗圃育
苗、扩繁技术研究提供理论指导与科学依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
本试验所采用的种子为樟科樟属植物米槁的
种子,种子原材料来源于贵州省罗甸县,于 2014
年 10 月中旬采集。室外试验在贵州大学林学院学
生实验苗圃进行,室内实验在贵州大学林学院室内
实验室进行。
1.2 试验方法
1.2.1 种子的外观特性观察 选取一些饱满的种
子观察外观,包括形态、颜色、有无毛等,种子
的大小采用游标卡尺测量,测量其长度、厚度及
宽度。
利用百粒法[4]测定种子的千粒重,随即选取
16 组 100 粒种子,称其重量求平均值,测定百粒
重,从而推算其千粒重;单粒重采用 1/1000 电子天
平测量。
1.2.2 种子净度与种子含水率测定 随即称取 40…
g 以上的种子,3 次重复,将种子倒在玻璃板上,分
离纯净种子与夹杂物,分别称量其质量,净度 = 纯
净种子重 / 纯净种子重 + 夹杂物 + 其他成分。种
子含水率的测定方法是,将刚采回来的种子按大、
中、小进行选取,分别称重后放入烘箱烘干直至质
量不再减小,最终求平均的含水率。
种子含水率 =(M2-M3)/(M2-M1)
式中,M1 为称量瓶的重量,M2 为称量瓶加烘烤之
前的种子的总重量,M3 为称量瓶加烘后的种子的
总重量。
1.2.3 种子吸水率测定 随机选取 50 粒种子,称
重后放入盛有蒸馏水的烧杯中进行吸水,每 2…h 取
出种子后用吸水纸吸干其表面水分,进行称重,直
至其质量不再增加为止,最终计算其吸水率。重复
3 次。
1.2.4 种子活力的测定 种子活力采用不同的储
藏方式进行测定,首先测定新鲜种子的活力,其后
按照不同的储藏方式(沙藏、冷藏、室温袋藏)不
同的储藏时间(1、3、5、7 个月)进行测定;种子
活力的测定方法采用 TTC 染色法[5-6]。
1.2.5 种子萌发率测定 (1)常规发芽试验。常规
发芽试验分为秋播和春播,秋播于 2014 年 10 中旬
将种子采集回来以后播种到苗圃的苗床中,春播于
2015 年 3 月中旬进行播种,两次播种的苗床土壤
均为砂质土壤。秋播选取 300 粒饱满种子,分为 3
个重复,每个重复 100 粒,秋播的种子为刚采回来
的种子。春播的种子为沙藏后的种子,取种子 300
粒,与秋播一样,设 3 个重复。将种子播种到苗床
上,观察其发芽情况,计算发芽率、发芽势:
发芽率(%)= 发芽的种子数 ×100/ 供试种
子数
发芽势(%)= 发芽高峰期发芽的种子数 ×
100/ 供试种子数
(2)机械破皮试验。米槁种子的种皮较硬且
较厚,种子的发芽较困难,吸水能力也比较差。
用刀片划破试验种子的种皮,3 次重复,每个重复
100 粒,将划破种皮的种子放入烧杯中吸水 24…h
后,进行发芽试验,以无处理的种子为对照。
25
(3)硫酸软化种皮试验。用 98% 的浓硫酸浸
泡种子,浸泡时间分别为 20、40、60…min,各处理
重复 3 次,放入恒温 25℃的人工气候箱中进行发
芽试验,以无处理种子作为对照,观察记录其发芽
情况。
2 结果与分析
2.1 种子的形态特性
用肉眼可观察到米槁种子颜色为褐色或红
褐色,形状为两端稍扁,中部较鼓的纺锤形,长
0.9~1.5…cm,宽 0.8~1.0…cm,厚 0.75~0.95…cm,种皮
上有不规则的点状或现状斑纹,无毛,表面非常
粗糙。米槁种子的千粒重为 312.993… g,单粒重为
0.321…g,属于大粒种子。
2.2 种子净度与含水率
种子的净度直接影响着种子的安全储藏,如
种子堆内细小的泥沙等杂质不利于种子的通风
换气,茎秆、稃壳吸湿性强,混入后容易发热,
而如果破碎粒多,易被仓库害虫利用、易吸湿。
经过 3 次重复试验,从罗甸取回来的种子净度为
97.88%,其他成分主要是一些果实中的杂质,因米
槁为高大乔木,且种子较大,其他成分中不含有其
他植物的种子。
种子内的水分是调节其生理代谢活性的重要
介质和参与者,在种子发育的不同时期水分的含量
都会影响种子的物理性质和生化性质[7]。经试验
测定,米槁种子的含水率为 14.10%。
2.3 种皮透性
从图 1 可以看出,米槁种子吸水最快的阶
段是 6~12…h,12…h 之后吸水率增长保持平稳,20…
h 之后逐渐降低,36… h 后便不再吸水,吸水率不
再增加。米槁种子的吸水能力并不强,最大值仅
为 33.53%,根据卡恩理论,种子吸水率最低达到
40% 才能满足种子萌发的生理需求[8],米槁种子
的吸水率达不到 40%,说明米槁的种子透水性不
好,且在浸泡过程中,种皮没有变软的现象,仍然
坚硬,因此,米槁种子种皮的透水性将会成为种子
不能正常萌发的限制因素,米槁种子存在透水性
障碍。
2.4 种子活力
从图 2 可知,从罗甸刚取回来的种子其种子
活力较高、为 83.3%,达到 80% 以上。将种子用 3
种不同的储藏方式进行储藏后,随着储藏时间的
增长,种子的活力均下降了,其中室温袋藏的下
降速度更快,死亡种子数更多,储藏 3 个月后有正
常活力的种子降低到 50% 以下;冷藏的种子 1 个
月内失活数较少,之后便大幅度下降,且下降率
基本相等;沙藏的种子活力保持得最佳,保存 7 个
月之后,具有活力的种子仍然占沙藏总的种子的
52.8%,达到 50% 以上。因此,米槁种子的储藏方
式应选择沙藏效果最好,对保存种子的活力具有重
要的意义。





%

90
80
70
60
50
40
30
20
10
储藏时间(月)
1 3 5 70
冷藏
沙藏
常温袋藏
图 2 米槁种子活力随储藏时间的变化
2.5 萌发试验
2.5.1 常规发芽试验 按常规的播种方法将米槁
的种子播于大棚中的苗床上,从表 1 可以看出,
秋播的发芽率很低,仅为 1.7%,开始发芽的时
间也比较晚,播种 38…d 后才开始发芽,发芽势为
1.7%;春播的发芽率达到 38.3%,播种后 32…d 开始
发芽,发芽势为 33.8%。不难发现,无论是秋播还
是春播,其发芽率均不高,种皮的硬和厚是影响其
发芽的最大阻碍;同时春播的发芽率远远高于秋
播的发芽率,还受到气候的影响,贵阳进入 11 月
份以后,平均气温较低,不利于种子的萌发,而 3
月份之后,温度开始上升,对米槁种子的萌发比较
有利。




%

40
30
20
10
0
2 4 6 8 12 16 20 28 36 48
吸水时间(h)
图 1 米槁种子吸水特性
26
表 1 秋播与春播发芽情况比较
… 播种方式
发芽率
(%)
发芽势
(%)
开始发芽时间
(d)
秋播 … 1.7 … 1.7 38
春播(沙藏) 38.3 33.8 32
同时,根据春播的发芽情况,对米槁种子的常
规萌发进行动态观察。从图 3 可以看出,米槁种子
播种后 5 周才开始发芽,且发芽周期较长,一直到
播种后 12 周才结束,其中播种后 5~7 周为发芽最
活跃的时期,之后便开始减缓,直到播种后 12 周
萌发结束。




%

40
30
20
10
0
5 6 7 8 10 12 14
发芽时间(周)
图 3 春播种子发芽动态图
2.5.2 机械处理对米槁种子萌发的影响 机械处
理是解决种子吸水率低的较好办法,但在划破种
皮时,容易伤到种子内组织,需小心谨慎。将种子
划破后,与对照对比,试验的种子均来自沙藏同一
时间的种子。从表 2 可以看出,种子经过机械处
理后,萌发率明显增加,破皮处理后的种子萌发
率为 52%,发芽势为 40%,未处理的对照萌发率
为 36%,发芽势为 29.7%,因此,对米槁种子进行
机械处理,能促进种子的吸水能力,提高种子的发
芽率。
表 2 米槁种子机械破皮处理的发芽情况
处理方式 发芽率(%) 发芽势(%)
破皮处理 52 40.0
对照 36 29.7
2.5.3 硫酸软化处理对米槁种子萌发的影响 从
表 3 可以看出,用硫酸浸泡 40…min 的发芽率最
高,达到 68%,发芽势为 56.3%,对照的发芽率
为 35%,发芽势为 27%;浸泡 20…min 的发芽率为
42.7%,发芽势为 33%,高于对照;浸泡 60…min 的
发芽率最低,为 13.7%,发芽势为 11%,说明浓硫
酸浸泡时间过长,对种子有严重的破坏作用。
表 3 浓硫酸浸泡米槁种子对种子萌发的影响
98% 硫酸浸泡时间 发芽率(%) 发芽势(%)
20…min 42.7 33.0
40…min 68.0 56.3
60…min 13.7 11.0
0(CK) 35.0 27.0
3 结论与讨论
米槁种子颜色为褐色或红褐色,形状为两端稍
扁,中部较鼓的纺锤形,长 0.9~1.5…cm,宽 0.8~1.0…
cm,厚 0.75~0.95…cm,种皮上有不规则的点状或现
状斑纹,无毛,表面非常粗糙,种皮坚硬且厚。米
槁种子的千粒重为 312.993…g,单粒重为 0.321…g,
属于大粒种子。但本试验未对米槁种子进行电镜观
察,种子内部的结构特性尚未明确,将会在接下来
的试验中进行电镜观察。
从罗甸取回来的种子净度为 97.88%,其他的
成分主要是一些果实中的杂质,因米槁为高大乔
木,且种子较大,其他成分中不含有其他植物的种
子,对储藏和保存没有明显影响。米槁种子的含水
率为 14.10%。
米槁种子的种皮透性低,最大值仅为 33.53%,
低于卡恩理论[8]的最低值 40%,也即是米槁种子
的正常吸水并不能满足种子本身萌发的需要,而且
种子在用水浸泡时种皮并没有软化的趋势,存在透
水性障碍。因此,米槁种子种皮的透水性将会成为
种子不能正常萌发的限制因素。
种子活力是种子质量的重要指标,高活力种子
具有明显的生长优势和生产潜力[9],对其进行测
定有实践性意义。本试验主要从不同的种子储藏方
式和储藏时间进行活力对比。结果表明,从罗甸刚
取回来的种子其种子活力较高,为 83.3%;3 种储
藏方式中,沙藏的效果最好,活力降低最慢,储藏
7 个月后,仍然有 50% 以上的种子存活,因此选择
沙藏的方式储藏米槁种子最好。其次为冷藏,最差
的储藏方式为室温袋藏,储藏 7 个月后有活力的种
子不到总储藏种子的 10%。综合起来看,利用沙藏
存储米槁种子最好。
按常规的播种方法对米槁进行播种,结果春播
27
的发芽率远高于秋播的发芽率,秋播的发芽率很
低、仅为 1.67%,春播的发芽率为 38.3%,比秋播
高,而且春播开始发芽的时间也比秋播提前,提前
6…d。经分析,笔者认为春播的发芽率比秋播高,原
因有两点:(1)气温影响,贵阳的天气进入 11 月
份后开始凉,平均气温较低,达不到米槁种子正常
萌发的温度,仅有少数的几粒种子发芽;(2)秋播
使用的种子为刚采回来的种子,未经任何处理直接
播种到地里,而春播的种子是经过沙藏的,沙藏能
催化种子的成熟,在生产实践中对米槁种子的沙藏
处理后比无处理直接播种后的发芽率高,但具体的
机理尚未明确,有待今后的继续研究。
对米槁种子进行机械破皮处理和用浓硫酸
处理均对其发芽率有影响,机械处理的萌发率为
52%,明显高于对照 36%。用浓硫酸浸泡种子,浸
泡时间 40…min 效果最佳,发芽率为 68%,浸泡 20…
min 的发芽率次之、为 42.7%,均高于对照的发芽
率 35%;浸泡 60…min 的种子发芽率仅为 13.7%,说
明浓硫酸浸泡时间过长对种子有破坏性的作用。用
效果最好的方法处理种子,其发芽率也只能达到
68%,达不到 80% 以上,说明种皮的坚硬、不透性
只是影响种子不能正常发芽的一个因素,还存在另
外的因素影响种子的萌发,但坚硬不透性仍然是米
槁种子萌发最大的限制因素,关于其他的影响因素
有待进一步研究。
参考文献
[1]… 师琴丽,师红毅,覃军章,等.…米槁种子繁殖栽培技
术[J].…贵阳中医学院学报,2003(11):240-242.…
[2]… 赵山,李鸿玉,邱德文,等.…大果木姜子资源,生态
调查——贵州、桂北及湘黔桂接壤区[J].…贵阳中医
学院学报,1991(3):59-61.…
[3]… 贵州省卫生厅.…贵州省药品标准[S].…贵阳:贵州省
标准计量管理局,1994.…
[4]… 冯云选.…种子贮藏加工[M].…北京:化学工业出版
社,2011.…
[5]… 张志良.…植物生理学实验指导[M].…北京:高等教育
出版社,1990.…
[6]… ISTA.… International… rules… for… seed… testing[J].…Seed…
Science…and…Technology,1996,24(S):151-154,
335.…
[7]… 刘长江.…中国植物种子形态学研究方法和术语[J].…
西北植物学报,2002,24(1):178-188.…
[8]… 宋松泉,程红众.…种子生物学[M].…北京:科学出版
社,2008.…
[9]… 杜清福,贾希海,律保春,等.…不同类型玉米种子活
力检测适宜方法的研究[J].…玉米科学,2007,15
(6):122-127.…
(责任编辑  杨贤智)