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INTEGRATED CHARACTERISTICS OF WOODEN PLANT SEEDS AND THE RELATIVITY OF ADVANCED GERMINATION METHODS

木本植物种子综合特征与催芽促进类型相关性的研究



全 文 :第 20 卷 第 4 期        木  本  植  物  研  究 2000 年 10 月
Vol.20 No.4       BULLETIN OF BOTANICAL RESEARCH Oct.,  2000
木本植物种子综合特征与
催芽促进类型相关性的研究
周德本 梁 鸣 张 悦 沈 光
(黑龙江省科学院自然资源研究所 , 哈尔滨 150040)
摘 要 木本植物种子的形态 、解剖特征 、大小 、科属与催芽促进类型之间存在着
五种相关性 ,即无胚乳的胚根裸露型种子 ———用低温或低温层积(0 ~ 5℃)处理;胚
未分化或极细小或深休眠的种子———用低温(0 ~ 10℃)与高中温相结合处理;硬实
种子及种皮障碍型种子———用热沸水浸种 、化学药剂 、机械破碎 、干湿交替 、细菌侵
入 、隔年埋藏等处理方法;小粒型种子———直播 、变温或激素处理;直播即可发芽的
种子 ———常温下(10 ~ 25℃)时 ,满足其必要的水分 、空气等条件即可萌发。很多试
验证明了方法的可靠性。
关键词 木本植物种子;催芽促进;方法
INTEGRATED CHARACTERISTICS OF WOODEN
PLANT SEEDS AND THE RELATIVITY
OF ADVANCED GERMINATION METHODS
ZHOU De-Ben LIANG Ming  ZHANG Yue SHEN Guang
(Nature Resources Institute Of Heilongjiang Academy of Sciences ,Harbin 150040)
Abstract According to configurat ion , anatomy , size , and family o r genus , there are
five methods to advance germination of the w ooden plant seeds , namely non-en-
dosperm and radicle-exposed seeds———deal w ith low temperature or low tempera-
ture stratum(0 ~ 5℃);Ovule-dif ferentiated or terribly minute or resting seeds———
deal wi th low temperatur(0 ~ 10℃)combined w ith high o r middle temperature;Hard
and capsule-obstacled seeds———deal with boiling w ater , chemical medicine , phy si-
cal crach , bacteria , or being embedded in the second year;Small seeds———direct
seeding or deal with hormone;Seeds w hich will germinate w hen direct seeding———at
第一作者简介:周德本(1941-),男 ,研究员 ,从事植物资源利用。黑龙江省自然科学基金项目。收稿日期:2000-4-5
normal temperature , fulf il the necessary condition such as water , atmosphere and so
on .Many experiments have proved the dependabili ty of these methods.
Key words the wooden plant seeds;germination-advanced methods
1 研究意义
本项研究在于指示出物种内所固有的易于为人们识别的特征与木本种子催芽促进方法
之间的关系 ,通过种子形态 、解剖特征 、种子大小 、科属等这些易于识别的共同特征 ,判定木
本植物种子催芽促进类型 ,提出最佳催芽促进方法 。
研究木本植物种子综合特征与催芽促进类型相关性的意义就在于起到事半功倍的作
用 ,当得到种子后 ,其催芽促进方法是可知的或者说基本是可知的。
本项研究是前人在此领域研究的扩延 ,不仅充实 ,验证和丰富了该领域的研究内容 ,而
且为有关种子新方法 、新技术的研究尝试了一个新的途径 ,对指导实际生产更具现实意义 。
2 研究方法
采用植物分类学 、植物形态和解剖学 、植物生理学 、植物资源学等多学科联合攻关方式
对大量木本植物种子进行了催芽促进方法及催芽促进类型的研究 。通过种级鉴定 、种子形
态 、解剖特征等项研究找出同类型种子所具有的易于识别的形态 、解剖 、大小 、科属等共同特
征与催芽促进类型之间的相关性 ,并经过验证 ,检验方法的可靠性。
是在前人研究基础上的扩延 ,属应用基础研究 ,在广泛应用前景下获得种子研究的新方
法 、新技术 。
3 研究结果
通过以上研究方法和手段 ,我们将木本植物种子的综合特征与其相对应的催芽促进类
型分为 5种相关性。
3.1 无胚乳的胚根裸露型种子———用低温或低温层积(0 ~ 5℃)处理 。
剥去种皮 ,可看到明显裸露于子叶外的胚根 ,此类种子绝大多数可用此法处理。
3.1.1 已知的主要科属
槭树科 Aceraceae 槭树属 Acer L .[ 1]
七叶树科 Hippocastanaceae[ 1]
漆树科 Anacardiaceae 盐肤木属 Rhus(Tourn.)L.
无患子科 Sapindaceae 栾树属Koelreuteria Laxm .
胡桃科 Juglandaceae 胡桃属 Juglans L .[ 1]山核桃属 Carya Nutt.[ 1]枫杨属 Pterocarya
K unth
蔷薇科 Rosaceae 李属 Prunus L .[ 1]山楂属 Crataegus L .[ 2]苹果属 Malus Mil l.梨属
Pyrus L. 子木属 Cotoneaster B.Ehrr.蔷薇属 Rosa L .花楸属 Sorbus L.石楠属 Pho-
tinia Lindl.鸡麻属 Rhodotypos Sieb.et.Zucc.悬钩子属 Rubus L.
桦木科 Betulaceae 鹅耳历属 Carpinus L.榛属 Corylus L.
壳斗科 Fagaceae 粟属 Castanea Mill.[ 1]栎属 Quercus L .[ 1]
396 木 本 植 物 研 究               20 卷
3.1.2 已知的主要种
该研究对此类型种子包括试验种 、文献种 、验证种(试验种为本人亲自试验所得到的结
果;文献种为查找国内外有关文献得到的方法;验证种为经查文献得到方法 ,又经过亲自试
验 ,加以验证的结果)共完成了 216种(目录略)。
3.1.3 部分种子形态解剖图(放大 1.5 ~ 2倍)见图 1。
图 1 1.白牛槭 Acer mandshuricum Max im.2.假色槭 Acer pseudo-sieboldianum(Pax.)kom.3.元宝
槭 Acer truncatum Bunge 4.花楷槭 Acer ukurund uense Trautv.Et Mey.5.茶条槭 Acer ginnala Max-
im.6.色木槭 Acer mono Maxim.7.扭筋槭 Acer trif lorum Kom.8.青楷槭 Acer tegmentosum Max-
im .9.糖槭 Acer negundo L.10.小楷槭 Acer komarov ii Pojark.11.黑樱桃 Prunus max imow iczii
(Rupr.)Kom.12.山桃稠李 Prunus maakii Rupr.13.花楸 Sorbus pohuashanensis(Hance)Hedl.14.
光萼山楂 Crataegus dahurica Schneid .15.桃韵玫瑰 Rosa sp.16.小倒钩刺 R ubus delavayi Fr.17.常
绿蔷薇 Rosa longicuspis A.Bertol.18.托盘 R ubus crataegifolius Bunge 19.火炬树 Rhus typhina L.
20.盐肤木 Rhus chinensis Mill.21.板栗 Castanea mollissima Blume 22.辽东栗 Quercus liaotungensis
Koidz.
3.2 胚未分化或极细小或深休眠型种子———用低温(0 ~ 10℃)与高 、中温相结合处理方法。
这类种子有些需形态后熟 ,有些虽发育正常 ,但种子内源抑制物使其处于休眠状态(生
理后熟),故直播都不易正常萌发。另外裸子植物(柏 、杉 、松科)用常温自然处理法亦可萌
发 ,但发芽质量差 ,如用此类型处理方法 ,可收到很好的效果 ,故将其归属于 Ⅱ型种子 。
3.2.1 已知主要科属
银杏科 Ginkgoaceae
五加科 Araliaceae 五加属 Acanthopanax M iq.木忽木属 Aral ia L .刺楸属 Kalopanax
3974 期      周德本等:木本植物种子综合特征与催芽促进类型相关性的研究
M iq.刺参属 Oplopanax Miq.常春藤属 Hedera L.鹅掌柴属 Schef f llera J.R.et Forst.
木兰科 Magonoliaceae 木兰属 Magnolia L.鹅掌楸属 Liriodendron L .
五味子科 Schisandraceae 五味子属 Schisandra M ichx.
葡萄科 Vitaceae 葡萄属 Vitis L .爬山虎属 Parthenocissus Planch.蛇葡萄属 Ampelop-
sis Michx .
忍冬科Caprifoliaceae 荚迷属 Viburnum L .接骨木属 Sambucus L.
椴树科 Tiliaceae 椴树属 Tilia L .
柿树科 Ebenaceae 柿树属 Diospy ros L .
卫矛科Celast raceae 卫矛属 Euonymus L.[ 1]
木樨科Oleaceae 白腊树属 Fraxinus L.女贞属 Ligustrum L.
芸香科 Rutaceae 黄檗属 Phellodendron Rupr.花椒属 Zanthoxylum L .
猕猴桃科 Actinidiaceae 猕猴桃属 Act inaia Lindl.
柏科 Cupressaceae 扁柏属 Chamaecyparis Spach
杉科 Taxodiaceae 柳杉属 Cryptomeria D.Don 落羽杉属 Taxodium Rich.
红豆杉科 Taxaceae 红豆杉属 Taxus L.
松科 Pinaceae 冷杉属 Abies Mill.[ 1]松属 Pinus L.[ 1] [ 2]云松属 Picea Diet r.[ 2]落叶松属
Laris Mill.
I型的部分种:如拧筋槭 Acer tri f lorum Kom.山楂 Crataegus pinnati f ida Bunge 糠椴
Til ia mandshurica Rupr.et Maxim.等等。
3.2.2 已知的主要种
该研究对此类型种子包括试验种 、文献种 、验证种共完成 168种 。
3.2.3 部分种子形态解剖图(放大 1.5 ~ 2倍)见图 2。
3.3 硬实及种皮障碍型种子 ———用热沸水浸种 、化学药剂 、机械破碎 、干湿交替 、细菌浸入 、
隔年埋藏等处理方法 。
如豆科种子部分为硬实种子 ,种子质地密实坚硬 ,不透水性强 ,热沸水浸泡可加速种子
对水的吸收而促使萌发。种皮障碍有种皮坚硬及胶粘 、油 、树脂 、蜡质等阻碍发芽。
3.3.1 已知的主要科属
豆科 Leguminosae 合欢属 Albizzia Durazz 皂荚属Gliditsia L.金合欢属 Acacia M ill.
刺槐属 Robinia L.
漆树科Anacardiaceae 盐肤木属 Rhus L.个别种
梧桐科S terculiaceae 瓜祖马属 Guazuma Plum.个别种
紫草科 Boraginaceae 厚壳树属 Ehretia L.个别种
使君子科 Combretaceae 榄仁树属 Term inalia L .个别种
杜仲科 Eucommiaceae
3.3.2 已知的主要种
该研究对此类型种子包括试验种 、文献种 、验证种共完成 75种。
3.3.3 部分种子形态图(放大 2倍左右),见图 3。
3.4 直径小于 1mm的小粒型种子———用直播(特殊要求),变温或激素(如 GA3等)处理方
法。
398 木 本 植 物 研 究               20 卷
图 2 1.刺五加 Acanthopanax senticosus(Rupr.et Maxim.)Harms.2.短梗五加 Acanthopanax sessil-
iflorus(Rupr.et Max im.)Seem.3.长白木忽木 Aralia continentalis Kitag.4.辽东木忽木 Aralia elata
(Miq.)Seem.5.长春藤 Hedera nepalensis var.sinensis(Tobl.)Rehd.6.刺楸 Kalopanax septemlobum
(Thunb.)Koidz.7.穗序鹅掌柴 Schef flera delavayi(Franch.)HarMs ex Diels 8.天女木兰 Magnolia
sieboldii K.koch.9.五味子 Schisandra chinensis(Turcz.)Bailey.10.凹叶厚朴 Magnolia of ficinalis
subsp .biloba cheng et Law 11.荷花玉兰 Magnolia grandi flora L.12.玉兰 Magnolia denudata Desr.
13.山葡萄 Vitis am urensis Rupr.14.华北葡萄 Vitis bryoniifolia Bunge 15.蛇葡萄 Ampelopsis bre-
vipedunculata(Maxim.)T rautv.16.鸡树条荚迷 Viburnum sargenti koehne 17.紫椴 T ilia amurensis
Rupr.18.南京椴 T ilia miqueliana Maxim.19.卫矛 Euonym us alatus(Thunb.)Sieb.20.桃叶卫矛
Euonyus bungearus Maxim.21.白蜡树 Fraxinus chinensis Roxb.22.女贞 Ligustrum lucidum Ait.
23.山花椒 Zanthoxy lum schini folium Sieb.Et Zucc.24.黄檗 Phellodendron am urense Rupr.25.葛枣
子 Actinidia polygama(Sieb.et Zucc.)Maxim.26.中华弥猴桃 Actinidia chinensis Planch.27.东北红
豆杉 Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.28.偃松 Pinus pumila(Pall.)Regel.29.侧柏 Platycladus orien-
talis(L.)Franco.30.红松 Pinus koraiensis Sieb.et.Zucc.
3.4.1 已知的主要科属
杨柳科Salicaceae(直播)
蔷薇科 Rosaceae 绣线菊属 S piraea L.(直播)
忍冬科Caprifoliaceae 锦带花属 Weigela Thunb.
柽柳科 Tamaricaceae 柽柳属 Tamarix L .
杜鹃花科 Ericaceae
3.4.2 已知的主要种
该研究此类型种子包括试验种 、文献种 、验证种共完成 35种 。
3994 期      周德本等:木本植物种子综合特征与催芽促进类型相关性的研究
图 3 1.紫藤 Wistaria sinensis(sims)Sw ee t 2.皂荚 Gleditsia sinensis Lam.3.枫杨 Pterocarya stenoptera
DC.4.糠椴 T ilia mandshurica Rupr.et Maxim.5.灯台树 Cornus controversa Hemsl.ex Prain 6.杜仲
Eucommia ulmoides Oliv.
3.4.3 部分种子形态图(放大 5 ~ 10倍)见图 4。
图 4 1.杨树 Populus spp.2.旱柳 Salix matsudana Koidz.3.美丽绣线菊 Spiraea elegans Pojark.4.
金州绣线菊 S piraea nishimurae Kitag.5.欧亚绣线菊 S .media Schmidt 6.毛果绣线菊 S .trichocarpa
Nakai 7.锦带花 Weigela f lorida (Bunge)DC.8.照白杜鹃 Rhododendron micranthum Turcz.9.迎红
杜鹃 Rh.m ucronulatum Turcz.10.马醉木 Pieris japonica (Thunb.)D.Don 11.黄花杜鹃 Rh .
lutescens Frach.12.小叶杜鹃 Rh.parvifolium Adams 13.越桔 Vaccinium v itis-idaea L.
3.5 直播即可发芽的种子———常温下 10 ~ 25℃时 ,满足其必要的水分 、空气等条件即可萌
发。
此部分种子占种子总数量的比重较大。因识别和使用并不复杂 ,故不列为本课题研究
重点 。
4 讨 论
4.1 方法的可靠性
多年来我们在对东北分布近 500种木本植物种子催芽促进实践中 ,发现树木种子中形
态和解剖特征相同的种子在催芽方法上有很大的一致性 ,如无胚乳剥去种皮后胚根裸露型
的种子(见图 1),它们都需要不同时间的低温(0 ~ 5℃)或低温层积 ,10℃以上温度长期处理
不发芽或仅个别发芽 。据此 ,我们专门立题研究 ,做了大量的实验和考证 ,并从东北树木种
子扩大到南方树木种子 ,甚至国外交换来的种子 ,从实验室规模到大批量育苗生产实践 ,最
终根据种子综合特征与催芽促进类型的相关性归纳出五种类型种子 ,并验证确定了其所对
400 木 本 植 物 研 究               20 卷
应的发芽促进类型。
4.2 方法的生理依据
此项研究的结果与现代种子生理研究中打破种子休眠机理的研究结果相一致 ,如种子
生理研究中认为低温后熟可解除种子休眠 ,通常是指 1 ~ 10℃的温度效应 ,其中的 2 ~ 5℃的
后熟效果较佳(数据来自美 Boyce Thomoson 植物研究所)。相当多的例子是蔷薇科及针叶
植物 ,如梨 、苹果和桃的一些品种 ,以及樱桃 、毛山楂 、欧洲花楸的一些种类 ,当它们种子处在
冰点以下 ,如连续在-3 ~ -5℃,出现间歇地 3 ~ 5℃变温时 ,后熟不会发生。
此项研究工作中通过对无胚乳胚根裸露型植物种子工作也说明了这一点 ,它们发芽要
求温度 0 ~ -5℃,所指品种是指蔷薇科及针叶树植物及其它科属的种子 ,不过较之前扩大
了许多。
4.3 方法的实际应用性
在近几年的种苗生产实践中 ,证明了它的可行性和实用性 ,但种子休眠与萌发还与种子
的新陈程度 、地域分布 ,贮藏时间与方法等有关 。总之树木种子千变万化 ,处理时异曲同工
现象时有发生。
参  考  文  献
1.李霆 ,陈幼生等.美国木本植物种子手册.北京:中国林业出版社 , 1984
2.傅家瑞编著.种子生理.北京:科学出版社 , 1985
4014 期      周德本等:木本植物种子综合特征与催芽促进类型相关性的研究