全 文 ：濒危植物合柱金莲木种子萌发特性＊
柴胜丰　蒋运生　韦　霄＊＊ 　王满莲　李　虹　漆小雪
(广西壮族自治区中国科学院广西植物研究所 , 广西桂林 541006)
摘　要　研究了合柱金莲木种子萌发的生物学特性 ,以了解该物种种群自然更新困难的原
因和机制。结果表明:合柱金莲木种子萌发的适宜温度为 25 ℃,萌发率为 56.67%,在
20 ℃和 30℃条件下 ,萌发速度和萌发率均较低 ,且在 30 ℃条件下 ,幼苗不能正常生长 ,萌
发在 15 ℃受到抑制。土壤含水量在 20% ～ 30%,种子正常萌发 ,随着土壤含水量的升高 ,
萌发开始时间缩短 ,萌发速度加快。种子萌发需要光照 ,为需光种子。种子在河沙 、粘质壤
土 、沙土 3种不同的基质中萌发率并无显著差异 ,但在粘质壤土和沙土中生长的幼苗长势
较好。不同地理种源的种子 ,其种子质量存在差异 ,融水种群种子萌发率高 ,幼苗长势好。
合柱金莲木种子萌发速度慢 ,萌发不整齐 ,幼苗生长缓慢 ,使得其在种间竞争中处于不利地
位 ,且种子萌发对温度的适应范围狭窄 ,再加上林下光照不足限制种子萌发 ,这些因素是导
致该物种自然更新困难的重要原因。
关键词　濒危植物;合柱金莲木;种子;萌发特性
中图分类号　Q945　文献标识码　A　文章编号　1000-4890(2010)2-0233-05
SeedgerminationcharacteristicsofendangeredplantSiniarhodoleuca.CHAISheng-feng,
JIANGYun-sheng, WEIXiao, WANGMan-lian, LIHong, QIXiao-xue(GuangxiInstituteof
Botany, GuangxiZhuangzuAutonomousRegionandtheChineseAcademyofSciences, Guilin
541006, Guangxi, China).ChineseJournalofEcology, 2010, 29(2):233-237.
Abstract:Inthispaper, thebiologicalcharacteristicsofSiniarhodoleucaseedgerminationwere
studied, aimedtounderstandtheunderlyingmechanismsrelevanttotheimpedimentintheregen-
erationofS.rhodoleucapopulation.TheoptimaltemperaturefortheseedgerminationofS.rh-
odoleucawas25 ℃, withagerminationratebeing56.67%.At20 ℃and30℃, boththeger-
minationvelocityandthegerminationratewerelow;at30℃, theseedlingsgrewabnormaly;at
15 ℃, thegerminationwasinhibited.Whenthesoilmoisturecontentwasintherangeof20%-
30%, theseedcouldgerminatenormaly;withtheincreaseofthemoisturecontentfrom20% to
30%, thegerminationstartedearlier, andthegerminationvelocitywashigher.Theseedgermi-
nationwaslight-needed, andnoseedscouldbegerminatedinthedark.Therewasnosignificant
diferenceinthegerminationrateinsand, loamysoil, andsandysoil, buttheseedlingsgrewbet-
terinloamyandsandysoils.Theseedsfromdiferentgeographicalprovenancesdiferedsignifi-
cantlyintheirquality, withthoseofRongshuipopulationhavingthehighestgerminationrateand
beterseedlingsgrowth.Thenarrowsuitablerangeoftemperatureandthelackoflightinunder-
storylimitedtheseedgerminationofS.rhodoleuca, andthelowgerminationvelocity, uneven
germination, andslowgrowthmadeS.rhodoleucabeatadisadvantageininterspecificcompeti-
tion, whichcouldbethemaincausesleadingtothepoorregenerationofS.rhodoleucapopula-
tion.
Keywords:endangeredplant;Siniarhodoleuca;seed;germinationcharacteristics.
＊广西青年科学基金资助项目(桂科青 0832075)。
＊＊通讯作者 E-mail:weixiao@gxib.cn
收稿日期:2009-07-16　　接受日期:2009-11-11
　　合柱金莲木(Siniarhodoleuca)又名辛木 ,属金 莲木科(Ochnaceae),落叶小灌木 ,为我国特有的单
种属植物 ,对研究金莲木科植物的区系 、地理分布及
其发生与演化等具有科学意义(邢福武 , 2005)。合
柱金莲木主要分布于广西金秀 、龙胜 、融水 、德保
生态学杂志 ChineseJournalofEcology　2010, 29(2):233-237　　　　　　　　　　　　　
DOI :10.13292/j.1000-4890.2010.0003
(王才明等 , 1994)和广东的封开 、连山 、怀集等地
(廖庆文和朱报著 , 2002)。常生长在海拔 200 ～
1000m的中 、低山区 , 呈片状生于密林或疏林下 。
其根茎可入药 ,有止痒杀虫功效(广西中药资源普
查办公室 , 1987)。由于森林砍伐 ,生境破坏和挖取
根茎入药 ,致使植株日趋减少 ,有面临绝灭的危险 。
在国务院批准颁布的《国家重点保护野生植物名录
(第 1批)》中 ,列为国家一级重点保护植物(国家林
业局和农业部 , 1999)。
种子是植物生活周期的一个重要阶段 ,植物种
群周期中以种子形式出现的阶段称为潜在种群 ,种
子萌发是从潜在种群转变为现实种群的关键(欧阳
志勤等 , 2006)。种子萌发是植物对环境胁迫抵抗
力最弱的阶段 ,任何不利于种子萌发因素的存在都
会直接影响到植物种群新个体的产生与补充 ,影响
到种群的稳定性(Manfredetal., 2004;Mils＆Schw-
artz, 2005)。种子萌发与定居受胁迫成为许多物种
濒危与分布受限制的关键因素(辛霞等 , 2004;陈发
菊等 , 2007)。野外调查表明 ,合柱金莲木林下幼苗
极度缺乏 ,种群面临极为严重的更新问题 ,在 100
m2范围内 ,株高 <20 cm的幼苗仅有 3 ～ 5株 。为
此 ,笔者以合柱金莲木种子为试验材料 ,通过研究其
种子萌发特性 ,探寻种子萌发的限制因素 ,以期为进
一步探讨该物种濒危的原因 ,保护这一珍稀濒危植
物提供科学依据 。
1　材料与方法
合柱金莲木种子于 2008年 10月初分别采自广
西融水中寨(RS)、金秀六巷(JX)、德保燕垌(DB)
和广东连山笔架山(LS)4个自然种群 ,各样地种群
概况见表 1。种子装入网袋内带回实验室自然风
干 ,待果皮自行暴开后 ,去除果皮收集种子 ,立即开
展试验 。
1.1　种子形态特性观测
随机抽取 1000粒种子 ,用万分之一电子天平测
千粒重 , 5次重复;随机抽取 50粒种子 ,用游标卡尺
表 1　各采样地种群概况
Tab.1　Generalprofilesofsamplingsites
居群 采样地点 纬度(N) 经度(E) 海拔(m) 生境
融水(RS) 融水中寨 25°12.23′ 108°57.15′ 230路边 、水旁 、疏林下
金秀(JX) 金秀六巷 23°53.70′ 110°04.44′ 483山谷 、水旁 、密林下
德保(DB) 德保燕垌 23°07.02′ 106°38.06′ 783 山坡 、疏林下
连山(LS) 连山笔架山 24°14.10′ 111°59.58′ 430 路旁 、疏林下
准确测定种子的大小(长和直径);风干种子含水量
的测定采用烘干法 ,准确称取种子 0.1 g,在 105 ℃
的烘箱中烘 12 h后称干质量 ,然后计算种子水分含
量 , 5次重复 。
1.2　种子萌发特性测定
试验在 LRH-250-G光照培养箱(广东省医疗器
械厂生产)中进行。试验前种子经 0.3%K2MnO4溶
液消毒 30 min,用清水洗净。种子萌发试验以每组
50粒 , 3个重复进行 ,用内径为 10 cm的培养皿 ,铺
0.5 cm厚的基质 ,种子固定在基质中 ,以浇水时不
会使种子移动为适 。根据培养皿失水情况适当补充
蒸馏水 ,使种子经常处于湿润状态 。种子萌发以子
叶顶出土层 5mm为萌发标准 ,每 4d统计一次萌发
的种子数 ,连续 20d无种子萌发时则结束试验。除
不同地理种源种子萌发试验分别采用 4个种群的种
子外 ,其余试验都使用采自 RS种群的种子。
1.2.1　温度对种子萌发的影响 　设置 15 ℃、20
℃、25℃、30 ℃ 4个温度梯度 ,周期性光照 (3000
lx, 12 h·d-1)条件下 ,以沙土(1/2河沙 +1/2粘质
壤土 ,均用孔径为 2 mm的土壤筛过筛)为萌发基
质 ,进行种子萌发试验。
1.2.2　光照对种子萌发的影响　25 ℃条件下 ,设
置持续光照(3000lx, 24h·d-1)、周期性光照(3000
lx, 12 h· d-1)和持续黑暗(0 lx, 24 h· d-1)3个处
理 ,以沙土为萌发基质 ,进行种子萌发试验 ,持续黑
暗处理只在试验结束时记录萌发情况。
1.2.3　土壤含水量对种子萌发的影响　25 ℃、周
期性光照条件下 ,将烘干至恒量的沙土 50 g置于培
养皿中 ,分别加入 5、7.5、10、12.5、 15 g蒸馏水 ,使
其土壤含水量分别为 10%、 15%、 20%、 25%和
30%,进行种子萌发试验 。萌发过程中每 4d称量 1
次 ,补充蒸发掉水分 。
1.2.4　基质对种子萌发的影响　25 ℃、周期性光
照条件下 ,分别用河沙 、粘质壤土 、沙土做萌发基质 ,
进行种子萌发试验。试验结束后 ,取长势一致的幼
苗 5株 ,测量其苗长和根长。
1.2.5　不同地理种源种子萌发试验　25 ℃、周期
性光照条件下 ,以沙土为萌发基质 ,取不同地理种源
种子进行萌发试验。试验结束后 ,取长势一致的幼
苗 5株 ,测量其苗长和根长。
1.3　数据分析
统计的萌发率为累积萌发率 ,是所有萌发种子
占播种的种子数的百分率;萌发开始时间是指从播
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种到第 1粒种子萌发所需的时间;萌发持续时间指
开始萌发到萌发结束所需时间。用 SPSS13.0软件
对各处理间的相应指标进行差异显著性检验 ,并用
LSD法进行多重比较 ,确定各处理间的差异显著性
水平 ,用 MicrosoftExcel2003软件作图。
2　结果与分析
2.1　种子形态特征
合柱金莲木果熟期为 9 ～ 10月 ,蒴果卵球形 ,成
熟时 3瓣裂 ,内有种子 10 ～ 40粒。种子椭圆型 ,长
(0.152±0.013)mm,直径(0.068±0.007)mm,种
皮暗红色 ,为子叶出土无胚乳种子。风干种子千粒
重为 (0.631 ±0.024)g, 含水量 为 (11.25 ±
0.21)%。
2.2　温度对种子萌发的影响
温度对合柱金莲木种子萌发有极显著影响(P
<0.01)。在 15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃ 4个恒温条
件下 , 种子的最终萌发率分别为 0、 25.34%、
54.67%、14.00%(图 1)。 25 ℃条件下 , 种子的萌
发率最高 ,极显著(P>0.01)高于其他处理 ,种子萌
发开始时间为 64 d,萌发持续时间为 7个月;20 ℃
条件下 ,种子直至 168 d后才开始萌发 ,萌发持续时
间近 10个月;30 ℃条件下 ,种子萌发开始时间为
80 d,萌发率很低 ,而且已萌发幼苗的叶片逐渐变
黄 、枯萎 ,最后全部死亡;15 ℃条件下 ,种子不能萌
发 。可见 ,合柱金莲木种子萌发对温度要求极为严
格 ,适宜萌发温度范围狭窄 ,温度过高或过低 ,其萌
发均受到抑制。
2.3　光照对种子萌发的影响
光照对合柱金莲木种子萌发亦有极显著影响
(P<0.01)。持续光照和周期性光照下 ,种子萌发
图 1　不同温度下合柱金莲木种子的萌发过程
Fig.1　GerminationofSiniarhodoleucaseedsindifferent
temperatures
率分别为 36.00%和 54.67%,持续黑暗下 ,种子不
能萌发(图 2)。合柱金莲木的幼苗在周期性光照条
件下叶色浓绿 ,长势良好 ,而在持续光照条件下 ,叶
片发黄 ,长势较差。合柱金莲木种子萌发需要光照 ,
但光照时间过长亦不利于种子的萌发。
2.4　土壤含水量对种子萌发的影响
土壤含水量是影响合柱金莲木种子萌发的另一
个重要环境因子。土壤含水量为 10%时 ,种子不能
萌发;土壤含水量在 15%条件下 ,种子萌发率显著
(P<0.05)低于土壤含水量为 20%、25%和 30%处
理 ,而后 3个处理间无显著差异(P>0.05)(图 3)。
随着土壤含水量的升高 ,种子萌发开始时间缩短 ,萌
发速度加快。
2.5　基质对种子萌发的影响
合柱金莲木种子在河沙 、粘质壤土 、沙土中的萌
发率分别为 56.67%、50.33%和 54.67%(图 4),不同
处理间种子萌发率并无显著差异(P>0.05),但在沙
土和粘质壤土中生长的幼苗长势较好 ,苗长和根长显
著大于(P<0.05)在河沙中生长的幼苗(图 5)。
235柴胜丰等:濒危植物合柱金莲木种子萌发特性
2.6　不同地理种源种子萌发试验
不同地理种源的合柱金莲木种子萌发率存在极
显著差异(P<0.01),来自 RS、JX、DB和 LS等 4个
自然种群的种子 , 其萌发率分别为 54.67%、
12.33%、35.00%和 32.33%(图 6), RS种群种子萌
发率最高 ,显著高于其他 3种群 (P<0.05), JX种
群最低 ,显著低于其他 3种群(P<0.05), DB种群
图 6　不同种源合柱金莲木种子的萌发过程
Fig.6　GerminationofSiniarhodoleucaseedsfromdiffer-
entgeographicalprovenances
图 7　合柱金莲木种子的不同种源对幼苗长势的影响
Fig.7　EffectofgeographicalprovenanceongrowthofSin-
iarhodoleucaseedlings
和 LS种群种子萌发率则无显著差异(P>0.05)。
不同种源种子萌发开始时间亦不同 , RS、JX、DB和
LS种群分别为 64、96 、80和 88d。不同种源的幼苗
长势存在显著差异(P<0.05), RS种群和 JX种群
幼苗长势较好 ,其苗长和根长显著大于 DB种群和
LS种群(P<0.05)(图 7)。
3　讨　论
种子的资源投入有 2种截然相反的策略 ,即产
生少量的大种子以便在竞争中占有优势 ,和产生大
量小种子以占据更多的生态位 (李文良等 , 2008)。
合柱金莲木种子极轻 ,数量大 ,每株成熟植株可产种
200 ～ 2000粒之多 ,合柱金莲木采取了产生大量小
种子的生殖策略 ,这可能是物种争取种子扩散优势
和逃避被捕食而长期进化的结果(武高林和杜国
祯 , 2008)。本研究表明 ,合柱金莲木种群更新的主
要障碍不在于种子数量 ,而在于种子萌发的特性及
萌发所依赖的环境因子 。
　　温度和水分是影响合柱金莲木种子萌发的两个
重要因素 。合柱金莲木种子萌发的适宜温度为 25
℃,在 30℃条件下 ,种子萌发率显著降低 ,且幼苗不
能正常生长 , 20 ℃条件下 ,种子需 5 ～ 6月才能出
苗 ,萌发过程十分缓慢 , 15 ℃条件下 ,种子不能萌
发。土壤含水量在 20% ～ 30%,种子能正常萌发 ,
且随着土壤含水量的升高 ,萌发开始时间缩短 ,萌发
速度加快 。可见合柱金莲木种子萌发喜高湿环境 ,
但对温度适应范围狭窄 。合柱金莲木种子在 9— 10
月成熟 ,并很快脱落 ,此时已进入秋冬季节 ,温度降
低 ,降雨量减少 ,不适于种子萌发 ,种子需到来年春
末夏初温湿条件合适时才能萌发 ,在时间上避开了
不良的环境条件 ,这是植物长期生长在此环境下的
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一种适应性表现(赖江山等 , 2003)。然而 ,即使在
适宜的环境条件下 ,合柱金莲木种子萌发开始时间
仍需近 2个月 ,萌发持续时间达 7个月之久 ,而且萌
发速度慢和不整齐 ,幼苗生长缓慢 ,本试验结束时幼
苗的苗长和根长分别只有 (1.58 ±0.21)cm和
(1.89±0.25)cm,再加上种子萌发过程中对温度的
适应范围狭窄 ,种子极易受到不良环境条件的影响 ,
在种间竞争中处于不利地位 ,造成幼苗更新困难 ,这
是合柱金莲木濒危的一个重要原因。
光照对某些植物种子的萌发是必不可少的 ,不
同植物的种子萌发对光照的要求也不同(Fenner,
1987;杨期和等 , 2001)。合柱金莲木种子在持续黑
暗条件下不能萌发 ,说明它是需光种子。合柱金莲
木为林下阴生植物 ,种子散落以后 ,由于林下草本植
物密集 ,再加上树叶等凋落物的覆盖 ,大部分种子无
法获得光照或光照不足 ,导致种子发芽率大幅降低 ,
林下幼苗极度缺乏 。在实际调查中发现 ,在受扰动
较大的林隙和路边等缺少凋落物覆盖 、光照条件相
对较好的地方 ,合柱金莲木幼苗亦较多。林下光照
不足是合柱金莲木种子萌发的一个限制因素 ,这与
对红桦的研究结果类似(任坚毅等 , 2008)。
合柱金莲木种子极小 ,子叶中贮存的养分少 ,所
以种子萌发后要从土壤摄取养分来维持其正常生
长 ,这就使得在沙土和粘质壤土中生长的幼苗 ,长势
较好 ,而在河沙中生长的幼苗长势较差。合柱金莲
木种子的萌发基质以沙土和粘质壤土为宜 。
不同地理种源的种子 ,由于其所处的经纬度 、海
拔 、气候因子和具体生境不同 ,种子萌发率可能存在
差异。濒危植物缙云卫矛 7个种群的种子在实验室
条件下萌发率差异极显著 ,种子萌发率与所处种群
的大小呈极相关 (胡世俊等 , 2007);甘草种子萌发
特性存在显著的地理变异 ,地理变异的形成与种源
适应该产地的生态环境有关(魏胜利等 , 2008)。本
试验中 ,不同地理种源的合柱金莲木种子 ,其萌发率
和幼苗长势存在显著差异 。这种差异究竟由何种因
素引起 ,还有待进一步研究 。
一般说来 ,造成植物濒危的原因有两大方面 ,一
是植物本身的生物学特性 ,二是外界的因素 ,即环境
胁迫的作用和人类活动的干扰破坏 (陈灵芝 ,
1993)。合柱金莲木种子萌发速度慢 ,萌发不整齐 ,
幼苗生长缓慢 ,使得其在种间竞争中处于不利地位 ,
且种子萌发对温度的适应范围狭窄 ,再加上林下光
照不足限制种子萌发 ,这些因素是导致该物种自然
更新困难的内在原因;此外 ,由于人类滥砍乱伐 ,导
致生境破坏 ,种群面积减小 ,这是导致种群衰退的外
在因素。
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作者简介　柴胜丰 ,男 , 1980年生 ,硕士 , 助理研究员。主要
从事濒危植物保护生态学研究 , 发表论文 6篇。 E-mail:sf-
chai@163.com
责任编辑　王　伟
237柴胜丰等:濒危植物合柱金莲木种子萌发特性