全 文 ：林业科学研究　2007, 20 (4) : 524～527
Forest Research
　　文章编号 : 100121498 (2007) 0420524204
壳聚糖对长白落叶松和侧柏种子萌发的影响
李庆梅 1, 2 , 付增娟 2 , 张洪燕 2
( 1. 北京林业大学资源与环境学院 ,北京　100083; 2. 中国林业科学研究院林业研究所 ,北京　100091)
摘要 :用 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0 g·L - 1 4种浓度的壳聚糖溶液分别对长白落叶松和侧柏种子浸种处理 18、24 h,对照为始
温 45 ℃清水浸种 24 h、恒温 25 ℃培养 21、28 d。结果表明 :经不同浓度的壳聚糖溶液处理后 ,长白落叶松种子发芽
率、发芽势、平均发芽速率和发芽指数都有显著提高 ,以 1. 0 g·L - 1壳聚糖浸种 24 h效果最佳 ;侧柏种子发芽率、发
芽速率以 2. 0 g·L - 1壳聚糖浸种 24 h后效果最好。
关键词 :长白落叶松 ;侧柏 ;种子 ;萌发 ;壳聚糖
中图分类号 : S723. 1 文献标识码 : A
收稿日期 : 2006207225
基金项目 : 2000年院基金项目
作者简介 : 李庆梅 (1964—) ,女 ,内蒙古赤峰人 ,副研究员 ,从事林木种苗研究工作.
Effects of Ch itosan on Seed Germ ina tion of L a rix
olgensis and P la tyc ladus orien ta lis
L I Q ing2m ei1, 2 , FU Zeng2juan2 , ZHANG Hong2yan2
(1. College of Natural Resources and Environment, Beijing Forestry University, Beijing　100083, China;
2. Research Institute of Forestry, CAF, Beijing　100091, China)
Abstract:L a rix olgensis and P la tycladus orien ta lis seedswere soaked with different concentration of chitosan solution
in 0. 5, 1. 0, 1. 5 and 2. 0 g·L - 1 with 24 hours and 18 hours in order to find the op timal germ inating condition. The
results showed that the germ ination percentage, germ ination energy, mean germ ination time and germ ination index
of L arix olgensis were significantly imp roved, and its op timal germ inating condition was in 1. 0 g·L - 1 of chitosan
solution with 24 hours. The op timal germ ination percentage and mean germ ination time of P la tycludus orien ta lis seeds
were obtained under chitosan solution in 2. 0 g·L - 1 with 24 hours.
Key words:L arix olgensis; P la tycladus orien ta lis; seed; germ ination; chitosan
壳聚糖是天然高分子材料甲壳素的重要衍生物。
甲壳素在自然界分布甚广 ,主要存在于螃蟹、虾等甲
壳动物的外壳或蟑螂、蚕 (蛹 )等昆虫的表皮及真菌、
藻类、酵母等低等植物的细胞壁中 ,是自然界中产量
仅次于纤维素的可再生生物资源 ,具有无毒、安全、可
降解及生物相容性、可食用等多种特殊功能 ,广泛应
用于各个领域 [ 1 ] ,在农业、化工、环保、生物技术等方
面具有很重要的作用 [ 2 ]。大豆甲壳素衍生物包衣种
子发芽试验中 ,甲壳素酶的活性大大提高 ,有利于大
豆增产 [ 3, 4 ] ;用壳聚糖溶液处理日本胡萝卜种子 ,发现
其中甲壳素酶的活性也有很大的提高 [ 5, 6 ]。蒋挺大
等 [ 7～9 ]报道 ,采用壳聚糖处理玉米 ( zeu m ays L. )、小
麦 ( Triticum aestivum L. )、高 粱 ( Sorghum vulgare
Pers. )、棉花 (Goseypium herbaceum L. )、萝卜 (Rapha2
nus sativus L. )、大白菜和秋播菠菜 (Spinacia oleacea
L. )等种子 ,可激发种子提前发芽 ,促进种子发育 ,提
高种子的抗菌力 ,促进作物生长 ,提高抗病能力 ,从而
提高粮食和蔬菜产量。用 2. 0 g·L - 1壳聚糖溶液处
理烟草 (N icotiana tabacum L. )种子、向日葵 (Helian2
thus annuus L. )、大豆 (Glycine m ax (L inn. )Merr. )种
子的效果很好 [ 10, 11 ]。
壳聚糖这一绿色环保天然高分子物质 ,一直未能
第 4期 李庆梅等 :壳聚糖对长白落叶松和侧柏种子萌发的影响
引起林业界的广泛重视 ,目前仅对壳聚糖在木材染
色、木材透明涂饰与木材防腐中的应用作过一定的研
究 [ 12, 13 ]。我国传统的林木种子处理技术包括沙藏处
理、温水处理、化学物质处理和介电处理 ,其中化学物
质处理是采用生长素 (如 IAA、IBA )处理、赤霉素处
理、聚乙二醇 (PEG)等 [ 14 ] ,壳聚糖在林木种子处理上
的应用仅见胡景江等 [ 15 ]对油松种子萌发影响的报
道。本试验用壳聚糖溶液处理北方主要造林树种长
白落叶松 (Larix olgensis Henry)和侧柏 ( Platycladus
orienta lis (L. ) Franco)种子 ,旨在探讨壳聚糖对其萌
发的影响 ,以便为其提供更好的发芽条件。
1　材料与方法
1. 1　试验材料
2003年 2月从中国林木种子公司购买了 2个试验
树种的种子。长白落叶松种子的净度为 96. 8% ,千粒
质量 4. 060 g,含水量 77 g·kg - 1 , 2000年秋采于黑龙
江绥阳 ;侧柏种子的净度为 93. 9% ,千粒质量 17. 71 g,
含水量 64 g·kg - 1 , 2002年秋采于山东枣庄山亭。
1. 2 试验设计
2003年在国家林业局北方林木种子检验中心 ,
将壳聚糖溶于 0. 5%的乙酸中 ,用 Na2 CO3中和至 pH
值为 7. 0,配制浓度分别为 0. 5、1. 0、1. 5、2. 0 g·L - 1
的溶液。用这 4种浓度的壳聚糖溶液对长白落叶松
和侧柏种子浸种处理 ,每处理 4次重复 ,每个重复
100粒种子 ,处理时间为 18、24 h。发芽条件为 25
℃恒温 ,光照 8 h ·d - 1。将《林木种子检验规程
GB2772 - 1999》标准中规定的长白落叶松和侧柏的
发芽条件 (始温 45 ℃清水浸种 24 h,恒温 25 ℃条件
下分别培养 21 d和 28 d,光照 8 h·d - 1 )设为对照。
1. 3 测定指标
1. 3. 1　发芽率 　发芽率 = (正常发芽粒数 /供测种
子数 ) ×100% [ 16 ]。
1. 3. 2　发芽势 　发芽种子数达到高峰时 ,正常发
芽种子的总数与供试种子总数的百分比。本试验发
芽势的计算天数确定为第 10天。
1. 3. 3　发芽速率 　以种子发芽所需的平均时间
表示 :
平均发芽速率 = (ΣD·n) /Σn
D—种子置床之日起的天数 ; n—相应各日正常
发芽粒数。
1. 3. 4　发芽指数 　发芽指数 = ∑ (日正常发芽粒
数 /种子置床之日起的天数 )
数据采用 Excel软件进行数理统计。
2 结果与分析
2. 1　壳聚糖对种子发芽过程的影响
从图 1看出 ,用 1. 0 g·L - 1壳聚糖溶液对长白
落叶松种子浸种 18、24 h和对照的发芽高峰均不明
显 ,发芽趋势基本相同。与对照相比 ,壳聚糖溶液浸
种 24 h可使种子提前 1 d开始发芽 ,提前 2 d结束
发芽 ;壳聚糖溶液浸种 18 h提前 3 d结束发芽。说
明用壳聚糖溶液处理长白落叶松种子可以缩短发芽
持续时间 ,在生产上达到出苗整齐的效果。
图 1　壳聚糖对种子发芽过程的影响
　　侧柏种子的萌发过程 (图 1)显示 , 2种处理与对 照的发芽过程非常一致 ,发芽时间集中 ,发芽高峰明
525
林 　业 　科 　学 　研 　究 第 20卷
显 ,在前 10 d大部分种子发芽都已结束 ,总体趋势
是壳聚糖浸种对侧柏种子发芽过程影响不大。
2. 2　壳聚糖对发芽率的影响
从表 1可以看出 ,不同浓度壳聚糖溶液处理长
白落叶松种子后 ,发芽率均比温水浸种的对照高 ,以
1. 0 g·L - 1壳聚糖溶液处理最佳 ,比对照提高 13% ;
其次是 2. 0 g·L - 1壳聚糖溶液浸种 , 0. 5、1. 5 g·
L - 1壳聚糖浸种也略有提高 ,这说明用壳聚糖处理长
白落叶松能够提高发芽率。
从表 2可知 ,不同浓度壳聚糖溶液处理的侧柏
种子 ,其发芽率指标没有显著的变化 ,这说明壳聚糖
溶液浸种对侧柏种子的发芽率的影响很小。
表 1 壳聚糖溶液浸种对长白落叶松种子发芽指标的影响
序号 处理浓度 /( g·L - 1 )
处理时
间 / h
发芽
率 / %
发芽
势 /%
平均发芽
速率 / d
发芽
指数
A1 0. 5 24 56 23 12. 74 4. 33
A2 1. 0 24 65 27 12. 69 5. 36
A3 1. 5 24 57 20 13. 48 4. 20
A4 2. 0 24 60 21 13. 64 4. 44
B1 0. 5 18 59 18 13. 47 3. 89
B2 1. 0 18 65 18 12. 79 4. 21
B3 1. 5 18 58 16 13. 93 3. 63
B4 2. 0 18 61 19 13. 96 4. 02
CK 始温 45℃水浸种 24 52 17 14. 24 3. 58
表 2 壳聚糖溶液浸种对侧柏种子发芽指标的影响
序号 处理浓度 /( g·L - 1 )
处理时
间 / h
发芽
率 / %
发芽
势 /%
平均发芽
速率 / d
发芽
指数
A1 0. 5 24 73 49 9. 78 7. 72
A2 1. 0 24 81 61 9. 03 9. 48
A3 1. 5 24 78 55 9. 38 8. 52
A4 2. 0 24 85 62 9. 34 9. 51
B1 0. 5 18 74 47 9. 64 8. 48
B2 1. 0 18 76 43 9. 92 8. 37
B3 1. 5 18 86 52 9. 89 9. 90
B4 2. 0 18 81 53 9. 77 9. 51
CK 始温 45℃水浸种 24 80 54 9. 49 9. 87
2. 3　壳聚糖对发芽势的影响
从发芽势指标来看 (表 1) ,不同处理对长白落
叶松发芽势有一定的促进作用 ,浸种 24 h的效果比
浸种 18 h的好 ,处理浓度 1. 0 g·L - 1、浸种 24 h的
效果最佳。
表 3显示 ,壳聚糖浸种 18、24 h的发芽势都比
对照高 ,分别提高了 1%和 7% ,但方差分析表明差
异不显著。这可能是在管理过程中重复间水分控制
不一致 ,造成重复间差异过大导致发芽势的波动 ,掩
盖了浸种处理的效果。
表 3 壳聚糖溶液不同处理时间对
长白落叶松发芽势的影响
处理 发芽势 /% F F0. 05
24 h 23 2. 789 49 4. 256 492
18 h 18
CK 17
从表 2中可知 ,用 1. 5、2. 0 g·L - 1壳聚糖溶液
浸种处理 24 h的侧柏种子的发芽势比对照高 ,而用
1. 0、0. 5 g·L - 1壳聚糖溶液浸种处理的侧柏种子的
发芽势却比对照低 ,但提高和降低的幅度都较小 ,也
许再加大壳聚糖溶液的浓度、延长处理时间会提高
侧柏种子的发芽势 ,有待继续研究。
2. 4 壳聚糖溶液浸种对发芽速率的影响
不同处理都能提高长白落叶松的平均发芽速率
(表 1) ,即平均发芽时间缩短。方差分析表明 :壳聚
糖溶液浓度对长白落叶松种子平均发芽速率的影响
差异显著 , 用 0. 5 g·L - 1 壳聚糖浸种处理 24 h、
1. 0 g·L - 1壳聚糖溶液浸种 24、18 h均与对照差异
显著。
2. 5 壳聚糖对发芽指数的影响
不同浓度处理都有提高长白落叶松种子发芽指
数的趋势 (表 1) , 1. 0 g·L - 1的壳聚糖溶液浸种的效
果最好。从时间效果来看 ,壳聚糖浸种 24 h和浸种
18 h的长白落叶松发芽指数都有提高 ,方差分析显
示 (表 4)与对照的差异显著 ,其中壳聚糖浸种 24 h
的效果比 18 h的好 ,能明显的促进长白落叶松种子
的萌发。
由表 2可以看出 ,壳聚粮溶液浓度对侧柏种子
发芽指数影响的一致性、规律性很差 ,壳聚糖溶液浸
种处理对侧柏种子发芽指数没什么影响。
表 4 壳聚糖溶液处理时间对长
白落叶松发芽指数的影响
处理 发芽指数 F F 0. 05
24 h 4. 58 6. 176 161 4. 256 492
18 h 3. 94
CK 3. 58
3　讨论
(1)用 1. 0 g·L - 1壳聚糖溶液浸泡长白落叶松
种子对其萌发有明显的促进作用 ,发芽率高、出苗
快、出苗齐 ,在生产上可以把壳聚糖作为长白落叶松
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第 4期 李庆梅等 :壳聚糖对长白落叶松和侧柏种子萌发的影响
种子的处理剂。
(2)壳聚糖衍生物在植物细胞和组织中具有抗
真菌、诱导植物产生甲壳酶的作用 ,使酶的活性增加
几倍 [ 7 ] ,能够活化植物细胞、刺激植物生长和发
育 [ 2 ]。用壳聚糖覆盖的小麦和萝卜的种子出苗整
齐 ,生长旺盛 [ 17 ]。壳聚糖浸种可以减轻低温对黄瓜
幼苗的伤害程度 [ 18 ]。本试验中 ,长白落叶松种子经
壳聚糖溶液处理后 ,发芽率、发芽势、平均发芽速率
和发芽指数都有提高。供试的长白落叶松种子为陈
种子 ,老化种子内部的膜系统受损 ,导致酶活性下
降 ,进而影响到蛋白质及 RNA合成 ,致使种子萌发
及生长减缓 ,发芽高峰不明显 ,出苗整齐度下降 [ 19 ]。
试验过程中壳聚糖溶液浸种提高了长白落叶松种子
抗氧化酶的活性 ,使其有效地清除活性氧 ,避免细胞
膜发生膜质过氧化 ,从而保护膜系统 [ 18 ] ;同时促进
了种子内部蛋白质及 mRNA的重新合成 ,使种子易
于发芽 ,提高种子发芽率 ,并使幼苗生长健壮 [ 11 ]。
(3)对于新鲜的林木种子 ,其活力和萌发能力
旺盛 ,壳聚糖的作用非常有限 ,本文中的侧柏萌发试
验说明了这点。试验所用侧柏种子贮藏时间短 ,活
力保持好。在适宜的条件下 ,种子内部生理代谢很
快活化起来 ,种子发芽时间集中 ,发芽势高 ,发芽迅
速而整齐 ,已经能达到其最高发芽能力。侧柏种子
经壳聚糖溶液处理后 ,发芽率、平均发芽速率都没有
明显的变化 ,只是高浓度时略有提高 ,低浓度时略有
降低。壳聚糖溶液处理 18、24 h对侧柏种子萌发无
明显的促进作用 ,有待于在以后的试验中延长处理
时间进行深入的研究。
(4)综合比较壳聚糖在农作物与蔬菜种子处理
中的应用效果 ,开展壳聚糖对林木种子萌发与幼苗
生长的影响研究 ,可为开发无毒无环境污染的林木
处理新方法奠定基础 ,对开发新型环保种子处理剂 ,
寻找新型的林木种子包衣材料以及开发林木种子包
衣剂提供可靠的理论依据和前期基础 ,同时能拓宽
天然无毒的、可再生壳聚糖资源的利用途径 ,对开发
林木种子处理新技术和加强林木种子工程建设具有
重要的理论意义和广阔的应用前景。
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