全 文 ：38 林业科技开发 2010年第 24卷第 3期
不同处理对蒙古扁桃种子吸水及幼苗生长影响
刘建泉1 ,王多尧 1 ,王零1 ,杨建红 2
(1.甘肃祁连山国家级自然保护区管理局 ,甘肃 张掖 734000;2.甘肃省张掖市甘州区林业技术中心推广站)
摘 要:通过对蒙古扁桃种子吸水过程 、幼苗生长的观测 , 拟合了种子的吸水模型 ,分析了幼苗生物量的差异 。结
果表明:蒙古扁桃种子吸水过程适合对数函数曲线模型 , 吸水率分别适合幂函数 、对数函数曲线模型;50℃温水处
理水平可以有效地提高带内果皮种子的吸水量和吸水速度 , 不带内果皮种子经过温水处理后 9h、吸水量为 6.3%时
种子吸水量即基本达到饱和;种子在 1 h内能够大量吸水 , 适应荒漠强降雨环境;内果皮能够吸收一定的水分 ,在环
境干旱时可以减轻环境干旱造成的种子失水;幼苗地上部分生物量大于地下部分 , 带内果皮种子育苗能够有效地
增加幼苗高度和根系长度。
关键词:蒙古扁桃;濒危植物;吸水速率模型;幼苗生物量
InfluencesoftreatmentmethodsonwaterabsorptionofPrunusmongolicaseedsanditsseedlinggrowth
∥LIUJian-quan, WANGDuo-yao, WANGLing, YANGJian-hong
Abstract:ThewaterabsorptionprocessesofPrunusmongolicaseedstreatedbydiferentmethodsandtheseedlinggrowth
werestudiedinthispaper.Theresultsindicatedthattheseedswater-absorptionprocesseswerefittedwiththelogarithm
curvemodel, andboththepowerfunctionmodelandlogarithmcurvemodelcouldbeusedtodescribethewaterabsorption
rate.Thewaterabsorptionquantityandspeedoftheseedswithendocarpwereefectivelyraisedinthetreatmentof50℃ hot
water.Theseedswithoutendocarpwerewatersaturationwhentreatedforninehoursandwaterabsorptionquantitywas
6.3%.TheP.mongolicaseedscouldabsorbalargeamountofwaterinonehourandcouldbeadaptabletoagreatrainfal
environmentindesert.Theseedendocarpcouldabsorbwatertoacertaindegreeandalleviatewaterlossofseedsbecauseof
thedryconditions.ThebiomassofP.mongolicaseedlingsabovegroundwasgreaterthanthatunderground.Theheightand
rootlengthoftheseedlingsfromseedswithendocarpwereobviousgreaterthanthatfromtheseedswithoutendocarp.
Keywords:Prunusmongolicaseed;endangeredplant;waterabsorptionmodel;seedlinggrowth
Firstauthor saddress:AdministrativebureauofQilianshanNationalNatureReserve, 734000 Zhangye, Gansu, China
收稿日期:2010-02-05 修回日期:2010-03-12
基金项目:国家 “十一五 ”科技支撑计划子专题(编号:2007BAC03A02
-06-01)。
第一作者简介:刘建泉(1963-),男 ,高级工程师 ,主要从事自然保护
和森林生态学研究工作。 E-mail:liujq36@126.com
蒙古扁桃(Prunusmongolica)是蒙古高原古老残
遗植物之一 ,系蒙古高原的阿拉善荒漠种[ 1] ,为亚洲
中部戈壁荒漠区特有的旱生落叶灌木 ,在荒漠和荒漠
草原区可以构成建群种 ,也是这些区域的景观植物和
水土保持植物。蒙古扁桃是重要的木本油料树种 ,种
仁含油 51.17%,其不饱和脂肪酸含量达 96.99%,油
可供食用 ,种仁代 “郁李仁 ”入药 ,具有较高的生态学
和经济开发价值 [ 2-4] 。在自然条件下蒙古扁桃种子
发芽率只有 30.8%[ 3, 5] ,除种皮含有某种种子萌发抑
制物质外[ 6] ,其中一个重要原因就是种子吸水率的
差异。由于环境的进一步恶化和人类干扰的加剧 ,其
种群数量锐减 ,被列为国家三级保护濒危植物 [ 1-10] 。
蒙古扁桃的形态特征 、地理分布 、生态习性 、生理特
性 、组织培养 、种子生理 、细胞学 、生殖生物学 、生态经
济价值 、引种和造林等方面已经开展了许多研
究 [ 1-18] ,但对种子吸水过程仅做了初步探索 [ 10] 。本
研究通过不同处理的蒙古扁桃种子吸水率变化情况
的实验分析研究 ,探讨种子吸水率的变化规律及其对
环境的适应。
1 材料与方法
1.1 种子来源
实验用蒙古扁桃种子来源于 2007年 9月采自隆
畅河自然保护站的天然种群样品 。种子采集后 ,脱去
果肉 , 晾干 , 入冬后选择背风 、向阳的地方 , 挖深
50 cm、宽 100 cm的沟。在沟底先铺 10 cm的湿沙(湿
度以手捏成团而不滴水为宜),将种子与湿沙按 1∶3
的比例混匀后放入沟内 , 厚度约 30 cm, 上面再覆
10 cm左右的湿沙 ,进行沙藏处理 。
1.2 试验设计
在该批种子中 ,随机选取 800粒种子 ,分成 2组 。
作 2个处理:(A)带外种皮;(B)去外种皮。再分别
应用研究
林业科技开发 2010年第 24卷第 3期 39
将 2个处理分 4个水平:(a)30℃温水浸泡;(b)
50℃温水浸泡;(c)70℃温水浸泡;(d)不浸泡 。每
个水平 100粒种子 ,温水处理后自然冷却 ,浸泡时间
均为 72 h。按照 2个处理 ,做吸水对比试验 ,然后分
别做发芽试验(见表 1)。
表 1 蒙古扁桃种子吸水试验设计
水平 处理带内果皮(A) 去内果皮(B)
30℃(a) 100粒(Aa) 100粒(Ba)
50℃(b) 100粒(Ab) 100粒(Bb)
70℃(c) 100粒(Ac) 100粒(Bc)
室温(约 17℃) 100粒(Ad) 100粒(Bd)
1.3 吸水率观测
对 2个处理 、3个温水浸种水平的种子 ,在室温
下使其自然冷却 ,对种子吸水率进行连续观测 ,观测
间隔时间3 h,直至吸水量不再增加为止 。观测时 ,先
将种子捞出 ,用滤纸吸干种子表面的水分 ,用电子天
平称重 ,精度 0.001g。
吸水量用以下公式计算:
y1 =(xt-x0)。
式中:x0为 100粒种子的风干质量 , xt为 t时 100粒
种子的质量 , y1为种子吸水量。
吸水率用以下公式计算:
y2 =(xt-xt-1)/xt×100%。
式中:xt为 t时 100粒种子的质量 , y2为 t时 100粒种
子的吸水速率。
1.4 幼苗生物量和生长量观测
发芽试验(另文发表)完成后 ,将生长约 20天的
幼苗用纱网筛出 、洗净 ,除去内果皮 ,用滤纸擦去多余
水分 ,分别测定地上部分 、地下部分的长度 、鲜质量 ,
经过105℃烘干至恒质量 ,测定干质量 。
1.5 数据处理
获取的数据进行方差分析和回归分析 ,计算和模
型拟合应用 Excel软件在计算机上完成。
2 结果与分析
2.1 种子吸水过程
不同处理方差分析结果表明:不同处理之间蒙古
扁桃种子吸水量差异显著(F=1 064.901>F临界值 =
5.26 ×10-6 ), 带内果皮种子的吸水量 (平均为
52.46 g)远远大于不带内果皮种子(平均 16.30g),
主要是内果皮大量吸水;不同水平之间蒙古扁桃种子
吸水量无显著差异(F=0.643 7
带内果皮种子的吸水过程略为缓慢 ,吸水量稳定增
长 ,在72 h时仍然能够吸水;种子吸水量随处理水温
的增高而增大 ,在 Aa水平时的吸水量低于 Ab水平
和 Ac水平 ,在 Ab水平时吸水最大;Aa水平时的吸
水速度低于 Ab和 Ac水平 , Ab和 Ac水平在种子吸
水 3h左右达到相同的吸水量 ,随后 Ab水平的种子的
吸水量又高于 Ac水平 ,即 50℃温水处理水平可以有
效地提高带内果皮种子的吸水量和吸水速度 (图
1a)。不带内果皮种子在浸泡 9h以前 ,种子吸水后的
质量随水温增高而增大 , Ac水平时吸水最快 , Aa水
平时吸水最慢 ,约 9h时吸水量接近一致 ,种子在吸水
9 h后基本达到饱和 ,以后种子吸水量很小;Aa水平
的种子吸水量低于 Ab和 Ac水平 ,即不带内果皮种
子经过温水处理水平后 9h、吸水量为6.3%时种子吸
水量即基本达到饱和(图 1b)。
表 2 蒙古扁桃种子吸水量拟合曲线模型
水平 拟合曲线模型 R2
Aa y=2.893 2ln(x)+3.415 6 0.998 6
Ab y=2.949 2ln(x)+4.736 8 0.995 0
Ac y=2.545 5ln(x)+5.177 3 0.995 2
Ba y=1.086 9ln(x)+4.068 2 0.720 1
Bb y=0.994 2ln(x)+4.471 4 0.777 7
Bc y=0.961 1ln(x)+4.548 4 0.833 4
图 1 蒙古扁桃种子吸水过程
应用研究
40 林业科技开发 2010年第 24卷第 3期
2.2 内果皮种子吸水率和拟合曲线模型
带内果皮种子在浸泡 1 h时有较大的吸水率 , Ac
水平种子的吸水率最大 ,达到 12.303%;其次为 Ab、
Aa水平 ,分别达到 11.056%、8.248%;1 ～ 3 h吸水率
迅速下降 , 3 ～ 9 h后吸水率下降速度减缓 , 9h后趋于
稳定(图 2)。
图 2 蒙古扁桃种子吸水率(带内果皮)
用直线 、对数 、多向式 、幂 、指数函数拟合蒙古扁
桃带内果皮种子吸水率与时间的关系 ,选择相关系数
平方最大的拟合曲线 ,分别是:Aa和 Ac符合幂函数
关系;Ab符合对数函数关系(表 3)。
表 3 蒙古扁桃带内果皮种子吸水率的拟合曲线模型
水平 拟合曲线模型 观测次数 R2
Aa y=10.583 0x-0.864 1 22 0.823 8
Ab y=-1.987 1ln(x)+7.499 8 22 0.674 6
Ac y=11.427 0x-0.901 4 22 0.826 4
2.3 不带内果皮种子吸水率和拟合曲线模型
不带内果皮种子在浸泡 1 h时有较大的吸水率 ,
Bb水平的吸水率最大 ,达到 27.592%,其次为 Bc、Ba
水平 ,分别达到 27.294%、22.491%;1 ～ 9 h吸水率迅
速下降 , 9 ～ 15 h吸水率下降速度减缓 , 15 h后趋于稳
定(图 3)。
图 3 蒙古扁桃种子吸水率(不带内果皮)
经拟合 ,蒙古扁桃不带内果皮种子吸水率与时间
的关系是:Ba、Bb、Bc均符合对数函数关系(见表 4)。
表 4 蒙古扁桃不带内果皮种子吸水速率的拟合曲线模型
水平 拟合曲线模型 观测次数 R2
Ba y=-4.805 7ln(x)+17.435 0 22 0.811 7
Bb y=-5.209 4ln(x)+18.789 0 22 0.759 7
Bc y=-4.959 8ln(x)+17.849 0 22 0.731 7
2.4 不同处理对蒙古扁桃幼苗生长的影响
2.4.1 幼苗地上和地下部分生物量的影响
带内果皮和不带内果皮处理蒙古扁桃幼苗地上
和地下部分生物量有显著差异(F=64.307 2>F临界值
=0.006 3),地上部分的平均干质量 、鲜质量高于地
下部分 ,含水率低于地下部分 ,幼苗的生物量地上部
分高于地下部分。带内果皮种子形成幼苗的平均干
质量 、鲜质量 、地上与地下生物量的比值都高于不带
内果皮种子的幼苗 ,含水率低于不带内果皮种子的幼
苗 。带内果皮种子 Ad水平的幼苗地上 、地下部分含
水率和平均鲜质量高于其他水平 ,地上 /地下的干质
量比高于其他水平 ,鲜质量比低于其他水平;不带内
果皮种子 Bd水平的幼苗地上 、地下部分含水率和平
均鲜质量高于其他水平 ,地上部分干重低于其他水平
(表 5)。蒙古扁桃幼苗地上部分生物量大于地下部
分 ,带内果皮种子形成的幼苗的生物量大于不带内果
皮种子的幼苗 。
表 5 蒙古扁桃幼苗地上和地下部分生物量
水平 地上部分 /g 地下部分 /g 地上 /地下比值平均干质量 平均鲜质量 平均干质量 平均鲜质量 干质量比 鲜质量比
Aa 0.068 0 0.308 1 0.016 4 0.086 8 4.146 3 3.549 5
Ab 0.057 3 0.267 2 0.014 6 0.076 9 3.924 7 3.474 6
Ac 0.061 3 0.283 8 0.014 7 0.057 2 4.170 1 4.961 5
Ad 0.066 4 0.355 8 0.007 4 0.117 6 8.973 0 3.025 5
平均 0.063 3 0.303 7 0.013 3 0.084 6 5.303 5 3.752 8
Ba 0.047 0 0.216 4 0.009 9 0.059 5 4.747 5 3.637 0
Bb 0.036 2 0.166 8 0.011 1 0.067 4 3.261 3 2.474 8
Bc 0.040 6 0.188 9 0.009 7 0.066 7 4.185 6 2.832 1
Bd 0.034 1 0.197 4 0.010 0 0.077 6 3.410 0 2.543 8
平均 0.039 5 0.192 4 0.010 2 0.067 8 3.901 1 2.871 9
2.4.2 苗高和根长的影响
对苗高和根长的方差分析结果表明 ,不同水平对
幼苗地上和地下部分的生长有显著影响 (苗高 , F=
12.530 8>F临界值 =4.982 8;根长 , F=159.829 1 >
F临界值 =11.359 1)。带内果皮种子能够有效地增加
幼苗高度和根系长度 ,降低幼苗高度与根系长度的比
值 。Ab水平有利于苗木高和根系生长 , Ad水平有利
于降低幼苗高度与根系长度的比值 , Ba水平有利于
苗木高生长和提高幼苗高度与根系长度的比值 , Bd
应用研究
林业科技开发 2010年第 24卷第 3期 41
水平则同时降低苗木高度 、根系长度和幼苗高度与根
系长度的比值(表 6)。
表 6 蒙古扁桃幼苗高度和根长
水平 苗高 /cm 根长 /cm 根冠比
Aa 7.036 7 11.140 0 1.583 1
Ab 7.426 7 12.026 7 1.619 4
Ac 7.280 0 11.226 7 1.542 1
Ad 7.216 7 12.013 3 1.664 7
平均 7.240 0 11.601 7 1.602 4
Ba 6.718 5 7.070 4 1.052 4
Bb 6.205 9 7.276 5 1.172 5
Bc 6.708 7 7.539 1 1.123 8
Bd 5.423 5 6.476 5 1.194 2
平均 6.264 2 7.090 6 1.131 9
3 结论与讨论
(1)荒漠植物多以种子繁殖 ,种子在荒漠环境的
发芽策略是荒漠植物生存对策的重要方面[ 3] ;荒漠
植物种子萌发所依赖的最重要的环境因素是降雨的
分布和雨量 [ 19] 。在自然环境中 ,蒙古扁桃以种子繁
殖 ,水分是影响蒙古扁桃种子萌发的重要因素 。土壤
水分一般不能满足蒙古扁桃种子萌发的需要 ,环境中
降雨的分布和雨量则成为影响蒙古扁桃种子萌发的
关键因素。在强降雨条件下 ,蒙古扁桃种子能够迅速
大量吸水 ,满足种子萌发需要。
(2)种子吸涨程度取决于种子成分 、种皮和果皮
对水分的透性以及环境中水分的有效性 [ 19] 。不同处
理之间蒙古扁桃种子吸水量无显著差异 ,种子吸水过
程有相似之处 ,均适合对数曲线 。不同温水浸泡处理
时间蒙古扁桃种子吸水速率的差异显著。蒙古扁桃
种子对水分有较好的透性 ,能够在 1 h内吸收大量的
水分来满足种子萌发的要求 。种子的内果皮能够吸
收一定的水分 ,在环境干旱时可以减轻环境干旱造成
的失水 ,保证种子萌发 。
(3)带内果皮蒙古扁桃种子吸水速率适合幂函
数和对数函数曲线 ,不带内果皮种子吸水速率均适合
对数函数曲线 ,拟合效果理想。
(4)不同处理对蒙古扁桃幼苗地上和地下部分
生物量有显著影响;幼苗地上部分生物量大于地下部
分 ,含水率地上部分小于地下部分;带内果皮种子幼
苗的生物量大于不带内果皮种子的幼苗;低温处理种
子有利于提高幼苗的生物量 。不同处理对幼苗地上
和地下部分的生长有显著影响 ,带内果皮种子育苗能
够有效地增加幼苗高度和根系长度 ,幼苗高度与根系
长度的比值较低 ,抗旱性增强。
参考文献
[ 1]赵一之.蒙古扁桃的植物区系地理分布研究 [ J] .内蒙古大学学
报:自然科学版 , 1995, 26(6):713-715.
[ 2]马毓泉.内蒙古植物志:第 3卷 [ M] .呼和浩特:内蒙古人民出版
社 , 1994.
[ 3]斯琴巴特尔 ,秀敏.蒙古扁桃种子萌发的生理生化特性 [ J] .中国
草地学报 , 2006, 28(2):39-43.
[ 4]秀敏.荒漠植物蒙古扁桃生物学特性研究 [ D] .呼和浩特:内蒙古
师范大学 , 2005.
[ 5]李爱平 ,王晓江 , 张纪钢 , 等.优良生态灌木蒙古扁桃生物学特性
与生态经济价值研究 [ J] .内蒙古林业科技 , 2004(1):10-13.
[ 6]斯琴巴特尔 , 满良.蒙古扁桃种子萌发生理研究 [ J] .广西植物 ,
2002, 22(6):564-566.
[ 7]斯琴巴特尔 ,秀敏.荒漠植物蒙古扁桃水分生理特征 [ J] .植物生
态学报 , 2007, 31(3):484-489.
[ 8]傅立国.中国植物红皮书———稀有濒危植物(第一册)[ M].北京:
科学出版社 , 1992.
[ 9]斯琴巴特尔 ,满良 , 阿木兰 ,等.植物激素对蒙古扁桃种子萌发的
影响 [ J] .内蒙古师范大学学报:自然科学(汉文)版, 2002, 31
(4):384-387.
[ 10]方海涛 ,安瑞丽 ,张惠芳 ,等.濒危植物蒙古扁桃种子特性及萌发
生理研究 [ J] .阴山学刊 , 2007, 21(3):28-31.
[ 11]斯琴巴特尔 ,满良 ,王振兴 ,等.珍稀濒危植物蒙古扁桃的组织培
养及植株再生 [ J] .西北植物学报 , 2002, 22(6):1479-1481.
[ 12]吴丽芝 ,刘果厚 ,马秀珍.国家级重点保护植物绵刺 、蒙古扁桃叶
片结构的观察 [ J] .内蒙古农牧学院学报 , 1998, 19(4):46-50.
[ 13]方海涛 ,斯琴巴特尔.蒙古扁桃的花部综合特征与虫媒传粉 [ J] .
生态学杂志 , 2007, 26(2):177-181.
[ 14]红雨 ,方海涛 ,那仁.濒危植物蒙古扁桃花粉活力和柱头可授性研
究 [ J] .广西植物 , 2006, 26(6):589-591.
[ 15]严子柱 ,李爱德 ,李得禄 ,等.珍稀濒危保护植物蒙古扁桃的生长
特性研究 [ J] .西北植物学报, 2007, 27(3):625-628.
[ 16]刘生龙 ,刘克彪 ,高志海.蒙古扁桃引种试验 [ J] .甘肃林业科技 ,
1989, (2):35-37.
[ 17]赵越.蒙古扁桃引种育苗技术 [ J] .青海农林科技 , 2006, (3):
50-51.
[ 18]杨万仁 ,沈振荣 ,徐秀梅.宁夏干旱荒漠带造林新树种-蒙古扁桃
繁育造林技术 [ J] .宁夏农林科技 , 2005, (5):11-12.
[ 19]张勇 , 薛林贵 , 高天鹏 , 等.荒漠植物种子萌发研究进展 [ J] .中
国沙漠 , 2005, 25(1):106-112.
(责任编辑 周贤军)
应用研究