水浸和浓硫酸处理对刺槐种子发芽的影响

姜清山+李爽

摘 要：該研究以刺槐种子为材料，经不同的水浸和酸浸处理，置床观察，研究了不同水浸条件和不同酸浸条件对刺槐种子萌发的影响，旨在明确刺槐种子萌发对不同初始水浸温度、不同酸浸时长以及其相应吸胀时长条件。试验结果表明，水浸处理刺槐种子时，在用初始水温为70～80℃浸种，并浸泡一昼夜以后，得到较高的发芽率和发芽势，其值分别为83.3%和73.3%；浓硫酸酸浸处理刺槐种子时，在浓硫酸酸浸处理40min后，浸泡五昼夜的刺槐种子萌发最好，其发芽率和发芽势分别为93.3%和73.3%。

关键词：刺槐；水浸；酸浸；发芽率；发芽势

中图分类号 S792.99 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2017）16-0034-04

刺槐（Robinia pseudoacacia），又名洋槐，属于豆科刺槐属，原产于北美洲，20世纪初被引入中国。刺槐为豆科蝶形花亚科刺槐属落叶乔木或灌木，常见于我国中部和东部，其树冠高大，叶色鲜绿，每当开花季节绿白相映，素雅而芳香，可作为行道树、庭园观赏树、工矿区绿化及荒山荒地绿化的先锋树种。根部有根瘤，有提高地力之效。刺槐木材坚硬，耐水湿，可供矿柱、枕木、车辆、农业用材；冬季落叶后，枝条疏朗向上，很像剪影，造型有国画韵味。叶含粗蛋白，是许多家畜的好饲料；花是优良的蜜源植物，刺槐花蜜色白而透明，深受消费者欢迎嫩叶、花可食，现已成为城市居民的绿色蔬菜；种子榨油供做肥皂及油漆原料[1-5]。

在石漠化地区，刺槐对当地环境条件表现出较好适应性，是当地群落的常见种和植被恢复的先锋物种。不仅如此，由于刺槐具有极强的生态适应能力（抗旱、耐盐碱、防风固沙），近年来，其种子被广泛应用于生态工程建设、矿山生态恢复、石漠化治理、公路铁路边坡生物防护等。但刺槐种子特别坚硬，种皮质密，透水性差，打破刺槐种子休眠、提高种子萌发率是一个难题[1-5]。

本文研究了刺槐不同时间与不同温度的水浸和不同时长的浓硫酸浸种，以及不同吸涨时间的差异，旨在为刺槐种子的品质鉴定、合适的处理条件及科学播种等研究提供方法和理论依据，对刺槐的种子调拨、播种前处理及其鉴定具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料 发芽测定所需刺槐种子从净度测定后的纯净种子中提取。用4分法将种子分成4份，从每份中随机提取25粒组成100粒，4次重复。按照此方法取出不同处理方法所需的全部刺槐种子。为了预防霉菌感染，干扰检验结果，检验所使用的种子和各种物件一般都要经过消毒灭菌处理：（1）检验用具的消毒灭茵：培养皿、纱布、小镊子仔细洗净，并用沸水煮5～10min；（2）种子的消毒灭菌：目前常用的有升汞、过氧化氢等。药剂种类不同，处理的方法和时间也不一致。种子用0.2%～0.5%的高锰酸钾溶液浸2h，取出用清水冲洗数次。

1.2 试验设计 试验于2015年3月10日在河北农业大学西校区林学楼森林培育试验室进行。试验采取随机区组设计，共设冷水、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5个处理和浓硫酸浸种10min、20min、30min、40min、50min5个处理作对照。每组每次取出100粒放置在发芽床上，每个组次4个重复。置床后，将其盖上钟罩并在钟罩上贴上标签（注明树种、组号、重复组号及日期，易于区分），放于恒温箱中。本试验同时研究种子吸胀不同昼夜（5昼夜之内）对刺槐种子的发芽情况，即1昼夜、2昼夜、3昼夜、4昼夜、5昼夜，共5个浸种标准。

1.3 试验方法

1.3.1 种子预处理 这是本次试验的关键步骤，按照预先设计的组别对提取出的种子进行不同的处理。其中，水浸的包括冷水（10℃左右）、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5个处理，而浓硫酸浸种分为10min、20min、30min、40min、50min5个处理。此处需注意在浓硫酸处理时，一定要不断搅拌，并且待处理时间完成及时冲洗干净，防止种子碳化，硫酸进入种胚使种子无发芽能力等。待处理后，放置于浸泡不同昼夜，备用。本次试验种子预处理开始时间为2015年3月10日，2015年3月15日浸种结束。

1.3.2 制床和管理 置床时先把蒸馏水倒入培养皿中，水量为培养皿容积的大半，然后把托盘置于培养皿上，并且要把纱布条和滤纸衬在托盘上，用水阴湿，滤纸要放平且紧贴托盘，中间不可存留气泡。然后将5组种子分别摆在5个发芽盘上，种粒间应保持一定的距离，摆完之后盖上钟罩。此外，钟罩上要贴上标签，注明树种、组号、重复组号及日期。然后放入恒温箱中，并使恒温箱设定为25℃，全光照。每天检查种子的发芽环境的水分和温度状况。轻微发霉的种子可用清水冲洗，冲洗干净后仍放回发芽皿中。当发霉种粒种粒较多时，应及时更换发芽床和发芽器皿。

1.3.3 观察与记载 发芽情况应每天观察并及时记录，尤其是需要统计并记录每天正常发芽的种子数。记录时要拣出正常发芽粒、腐坏粒和异状发芽粒。与此同时，发霉的种子和发芽条件的异常波动等情况也需及时记录。本次试验从2015年3月12日开始观察，到同年4月3日结束。（1）正常发芽粒：特大粒、大粒以及中粒种子的幼根长度为该种粒长度50%以上；小粒及特小粒种子的幼根长度应大于该种粒的长度。（2）异状发芽粒：胚根较短，生长迟缓，并且异常瘦弱；胚根出自珠孔以外部位；胚根腐烂、卷曲；胚根呈负向地性；子叶先出；双胚连结等情况。（3）腐坏粒：内含物腐烂的种粒。（4）发芽终止期：如果测定时，种子大部分发芽完了，并且连续5d发芽粒数不足供检粒数的1%。

1.3.4 发芽结束时未发芽种子观察 发芽测定结束时为发芽种子应逐一切开观察，按照空粒、硬粒、新鲜未发芽粒以及腐坏粒分别记载。（1）新鲜未发芽粒：种粒的结构正常，或者胚根已经突破种皮，但是其长度尚未达到正常发芽粒标准的。（2）硬粒：种皮透性不良的新鲜未发芽的种粒。（3）空粒：仅具有种皮的种粒。endprint

1.3.5 发芽结果计算 （1）发芽率：是指测试种子发芽数占测试种子总数的百分比。

发芽率（%）=n/N*100

式中：n—正常发芽粒数；N—供检种子总数。

发芽率按组计算，然后计算4组的算术平均值。其值不带小数。组间的容许误差见下表。如果没有超过容许误差，试验结果可以认为是正确的，即以四组的平均百分数作为本次试验的结果。

如果超过容许的误差范围，则测定结果认为不正确，需进行第二次测定。第二次测定（也可以与第一次测定同时做）和第一次测定的结果来计算次的平均发芽率，以两次测定平均发芽率来查表，如两次的结果相差不超过该表所规定的容许差距，则测定是符合要求的。如超过容许误差，则应再做测定[8-9]。

（2）发芽势：是指发芽种子数达到高峰时，正常发芽种子的粒数与供检种子总数的百分比。

发芽势（%）=达高峰时正常发芽的种子粒数/供检种子总数×100

按分组计算，然后求4组的平均值。计算到小数点后一位。发芽势的计算及误差要求同发芽率[8-9]。

1.4 數据分析 根据试验得到的结果，计算出个情况下对应的发芽率和发芽势。利用Excel软件进行作图比较，建立水浸和酸浸不同情况下的发芽率表和发芽势表，并通过对上述表进行对比分析，得出结果。

2 结果与分析

2.1 水浸处理対刺槐发芽影响分析

2.1.1 水浸处理対刺槐发芽影响发芽率分析 由表1和图1可以看出，就发芽率而言的总体趋势为先上升后下降，但浸泡5昼夜的种子则表现出先下降后上升的趋势。对于浸泡1、4昼夜的刺槐种子来说，最合适的水浸温度为70～80℃，其发芽率分别可达到83.3%、73.3%；而浸泡2昼夜的较适浸种水温有2个，分别为50～60℃、70～80℃，其发芽率均是66.7%；而对于浸泡3昼夜的刺槐种子，其最适宜的浸种水温为50～60℃，发芽率为63.3%；再比较浸泡5昼夜的刺槐种子后，可以得知其在冷水中浸泡足够时间亦可得到较高的发芽率。

2.1.2 水浸处理対刺槐发芽影响发芽势分析 由表2和图2可知，水浸处理的刺槐种子发芽势的总体趋势跟发芽率大体相同，总体呈现随水温的升高发芽势也是先上升后下降。对于发芽势，浸泡1昼夜发芽势最高的依然还是70～80℃，其发芽势为73.3%；浸泡2、4昼夜的刺槐种子发芽势在50～60℃、70～80℃均为持平并且较高，其发芽势分别为50.0%、53.3%；浸泡三昼夜时，发芽势较高是在50～60℃，其发芽势为50.0%；而在浸泡5昼夜时，出现2个高点，第一个是在冷水时，第二个是在70～80℃，其发芽势均为46.7%。

综合上述，水浸处理刺槐种子时，比较发芽率和发芽势可知，刺槐种子在用初始水温为70～80℃浸种，并浸泡1昼夜以后，得到较高的发芽率和发芽势，即就此次试验的数据得用初始水温70～80℃浸种，并浸泡1昼夜为刺槐种子处理的最佳条件。同时可知，从浸种初始水温看，处理刺槐种子浸种初始水温最佳为70～80℃；从吸胀时长来看，处理刺槐种子最佳的条件为浸泡4昼夜。

2.2 酸浸处理対刺槐发芽影响分析

2.2.1 酸浸处理対刺槐发芽影响发芽率分析 从表3和图3可以看出，发芽率的总体趋势是呈现上升的。对于浸泡1、2昼夜的刺槐种子，最佳的酸浸时长是50min，其发芽率分别为83.3%、76.7%；而浸泡3昼夜的刺槐种子，在20～30min均较高并为持平状态，其发芽率均为73.3%；而浸泡了4昼夜的刺槐种子出现了2个较高点，其较高的发芽率值均为76.7%，第一个较高点出现在10min，第二个最高点出现在50min；对于浸泡了5昼夜的刺槐种子，最高点出现在40min，最高发芽率达到93.3%，次高点出现在50min，其发芽率为90.0%。

2.2.2 水浸处理対刺槐发芽影响发芽势分析 从表4和图4中的数据得出，酸浸处理的刺槐种子的发芽势的总体趋势为先下降后上升的趋势。对于发芽势，具体的又可以分出2种不同的情况，一种是只有一个最高点的，包括浸泡2、4、5昼夜；另一种情况为两个较高点并在较高点持平，有浸泡1、3昼夜的刺槐种子。对于只有一个至高点的情况，2、4、5昼夜的最高点分别出现在50min、10min、40min，其最高的发芽势分别为50.0%、60.0%、73.3%，其中浸泡四、五昼夜的次高值均出现在50min，其次高发芽势为53.3%、60.0%。相对应的另一种有2个较高点的情况，浸泡一昼夜的刺槐种子的2个较高点分别出现在40min、50min，其发芽势均为66.7%；浸泡了3昼夜的刺槐种子的2个较高点出现在20min、30min，其发芽势均为73.3%，而其次高点依然出现在50min，发芽势为66.7%。

综合上述可知，浓硫酸酸浸处理刺槐种子时，比较发芽率和发芽势可得，在浓硫酸酸浸处理40min后，浸泡5昼夜的刺槐种子萌发最好。同时，就此次试验可知，从浓硫酸处理情况看，最好的条件为浸种50min；从酸浸处理后刺槐种子浸泡时长考虑，最佳条件为浸泡3昼夜。

3 结论

3.1 不同浸种水温对洋槐种子的影响 试验结果表明，不同浸种水温对刺槐种子的发芽有极显著影响，也表现出一定的规律，随着浸种水温的升高，洋槐种子的发芽率、发芽势2项指标均有所上升。在浸种水温为70～80℃时基本达到最高。通过试验与统计能初步确定70～80℃的浸种水温为刺槐种子萌发的最佳浸种水温。同时，在试验初始温度处理条件相同时，浸泡时长对刺槐种子的发芽率和发芽势也有一定影响。

3.2 浓硫酸浸种时间对洋槐种子发芽的影响 试验结果表明，98%浓硫酸不同酸蚀时间对刺槐种子的发芽影响显著。浓硫酸酸蚀可促进刺槐种子发芽，其中以浸种50min处理效果最佳，而过长时间浸种则可能会抑制洋槐种子发芽。同时，在酸浸时间相同条件下，水浸泡时间対刺槐种子的发芽率和发芽势的也呈现出较显著的影响。endprint

4 讨论

本试验表明，98%浓硫酸浸种确实能加快刺槐种子发芽率，利用该方法处理种子具有一定应用价值，但如果处理不当也会出现一些问题，如搅拌不及时、酸浸时间过长等，均会影响种子的萌发；而热水浸种的处理方法易取材、成本低、操作简便、效果好，是一种试验测定或小规模应用的好方法，但热水浸种的最佳发芽情况不如酸浸。两种试验设计均为以后相关研究提供了试验数据和试验结果作为参考依据。

同时有一些问题还有待进一步探讨：一是验设计上还存在局限性，不够完善。本次试验不论是不同水温浸种设计还是浓硫酸不同酸蚀时间设计都采用以发芽率和发芽势为结果依据，过于单一。通过阅读其他文献了解到，再次研究相关课题时，可以设计成统计发芽的速度，即发芽的平均天数[6]；或是统计种子吸水率[1]；亦或是以统计发芽指数和活力指数[7-10]；再或者是结合一些生理指标的测定[11]。二是本次试验的试验结果不理想，未达到理想状态，发芽率和发芽势都存在一定的波动。推测其原因主观上可能是试验操作者缺乏经验，采取了不当措施或试验过程中出现失误，客观上可能是选用的刺槐种子自身生活力弱、技术措施或试验相关材料限制，而与试验设计本身的可行性无关。研究结果的总体趋势基本一致说明试验设计中包含了最佳处理，同时也验证了试验结果的正确性。

参考文献

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