含水率与贮藏温度对翠竹(Pleioblastus pygmaeus)种子生活力的影响

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(1.南京林业大学南方现代林业协同创新中心， 江苏 南京 210037； 2.南京林业大学竹类研究所， 江苏 南京 210037； 3.南京林业大学生物与环境学院， 江苏 南京 210037; 4.山东农业大学园艺科学与工程学院， 山东 泰安 271018)

由于竹类植物开花周期较长，且大都结实率低，因此较难获得竹类种子[1-3]。大部分竹类植物种子为颖果，目前国内外关于竹类植物种子贮藏的研究尚少，仅见采用含水率2.8%、4.7%、6.3%、8.9%和温度5 ℃、-5 ℃贮藏的牡竹(Dendrocalamusstrictus)种子[4]；采用含水率8.72%、7.45%、6.46%、5.38%、4.41%、3.26%和温度4 ℃、25 ℃贮藏方式的毛竹(Phyllostachysedulis)种子[5]；采用含水率10%～15%、温度为4 ℃贮藏方式的马来甜龙竹(Dendrocalamusasper)种子、灰香竹 (Chimonocalamuspallens)种子、大白竹(Schizostachyumsp.)种子和筇竹(Qiongzhueatumidissinosa)种子，以及采用含水率12%～16%和常温贮藏方式的巨龙竹(D.sinicus)种子和黄竹(D.membranaceus)种子[6]。竹类植物种子大都不耐贮藏，在室温条件下，种子采后仅几个月就会完全失活。因此，如何较长时间的保存竹种子是一个亟待解决的问题。翠竹(Pleioblastuspygmaeus)，一种竹亚科苦竹属植物[7]，为耐阴低矮灌木状地被竹类，常作为重要的园林绿化植物，于2015年3月下旬在南京林业大学竹种园连年自然开花，5月中下旬种子成熟。在种子贮藏过程中，温度与含水率是影响种子保存的重要因素。本试验将不同含水率的翠竹种子分别贮藏于不同梯度的温度下，探究翠竹种子的适宜存储条件，以期为翠竹种子的保存提供参考。

1 材料和方法

1.1 材 料

试验材料为翠竹成熟的种子，于2016年5月下旬在南京林业大学竹种园所采集。种子采集后放于透气布袋中，带回实验室后置于阴凉干燥处阴干，为后续试验做准备。

1.2 方 法

1.2.1 翠竹种子形态指标、千粒重

随机选取带稃种子150粒，用数显游标卡尺(精度为0.01 mm)分别测量种子的长度、宽度、厚度。带稃种子测量完后，去掉稃片，再测量种子长度、宽度、厚度。然后选取3粒饱满的种子，在Leica体视显微镜下对其带稃和去稃种子的外在形态进行拍摄。

随机选取带稃种子1 000粒，用METTLER TOLEDO ML 204 分析天平称取重量，重复5次。去掉稃片，再称取1 000粒去稃种子重量，重复5次。分别取平均值，测得带稃种子和去稃种子的千粒重。

1.2.2 种子发芽率测定

定期用HE 83水分测定仪测量种子含水率，重复5次。分别获得不同梯度含水率(24.14%、16.39%、8.72%)的种子，将其装入塑封袋，再放入锡纸袋中，置于不同梯度温度下密封避光保存。具体保存条件如表1所示。

表1 翠竹种子贮藏条件

编号温度(℃)含水率(%)1室温8.7222288.72348.724-208.725室温16.3962216.397416.398-2016.399室温24.14102224.1411424.1412-2024.14

在种子贮藏前，先对含水率为24.14%、16.39%、8.72%的种子进行萌发试验。随机选取各个梯度含水率种子200粒，去掉稃片，均等分成4份，每份50粒。采用70%酒精消毒40 s，后采用2 g/L浓度的高锰酸钾消毒20 min。消毒完毕清水洗后，加入250 mL蒸馏水，静置于25 ℃培养箱内，对其进行回湿。含水率为24.14%、16.39%、8.72%的种子回湿时间分别为12，18，24 h。种子回湿完毕后，将其放入纸床内，每天观察种子萌发情况。种子贮藏后，每2个月做一次萌发试验，试验总时间为1年。

注：A为带稃种子；B为去稃种子。图1 翠竹种子外部形态

发芽率的测定：发芽率按照GB 2772—1999《林木种子检验规程》进行测定。

1.3 数据统计分析

数据统计与分析采用Excel 2003、SPSS 19.0、Origin 8.5软件。

2 结果与分析

2.1 翠竹种子形态指标

如图1所示，分别为翠竹带稃和去稃成熟的种子。翠竹种子为基本型颖果，成熟后内、外稃宿存，顶端无芒；稃片黄褐色，略长或稍短于种子。于 2016 年 5 月中下旬种子成熟。果皮质薄不开裂，去稃种子形状为长椭圆形，腹部纵沟槽明显，成熟种子呈黄褐色[8]。如表2所示，翠竹种子带稃长宽厚均值分别为13.26，3.28，3.28 mm；去稃种子长宽厚均值分别为11.76，3.25，3.02 mm。

表2 翠竹种子形态指标

翠竹带稃去稃长(mm)13.26±1.03a11.76±0.81a宽(mm)3.28±0.31b3.25±0.34b厚(mm)3.28±0.30b3.02±0.27b

注：同列不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

2.2 种子千粒重

翠竹初始含水率带稃和去稃种子的千粒重分别为110.86 g和103.54 g。翠竹不同含水率种子千粒重差异显著，不同梯度含水率种子千粒重大小依次为31.73%>24.14%>16.39%>8.72%，其千粒重随着含水率的降低逐级递减。且不论是带稃种子还是去稃种子，不同含水率种子的千粒重均差异显著。

2.3 种子发芽率

种子在贮藏1年过程中，含水率和贮藏温度均对种子的发芽率产生很大的影响。如图2所示，种子的发芽率随着贮藏时间的增长不断降低。种子在贮藏10个月后，含水率为16.39%和24.14%的种子均丧失萌发力，而含水率为8.72%，贮藏温度为4 ℃和-20 ℃的种子仍具有萌发力。 含水率为8.72%的种子，相较于含水率为16.39%和24.14%的种子，在1年贮藏期内其发芽率降低趋势比较平缓，体现出这一贮藏条件的优势。含水率为16.39%和24.14%的种子，在4 ℃的贮藏条件下，6个月内其发芽率远高于其他贮藏温度种子的发芽率，具有绝对的优势。含水率为8.72%的种子，不同梯度温度的发芽率大小依次为-20 ℃>4 ℃>22 ℃>室温。

表3 翠竹种子不同含水率的千粒重比较

含水率(%)千粒重(g)带稃(g)去稃(g)31.73110.86±0.94a103.54±0.51a24.1498.05±0.75b92.64±0.93b16.3979.21±0.62c73.87±0.74c8.7271.94±0.84d66.55±0.47d

注：同列不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

如图3所示，贮藏在室温和22 ℃，含水率为16.36%和24.14%的种子，贮藏2个月后均丧失萌发力。含水率为8.72%的种子，贮藏2个月后，其发芽率也大大降低，贮藏4个月后均丧失萌发力；贮藏在4 ℃条件下的种子，8个月后，不同梯度含水率种子发芽率大小依次为24.14%>16.39%>8.72%。含水率为24.14%和16.39%的种子贮藏6个月后，种子开始发霉，其发芽率也出现急剧下降的趋势。贮藏10个月后均丧失萌发力。含水率为8.72%的种子，贮藏4个月，其发芽率下降比较快，4个月后，其下降趋势逐渐趋于平稳，至10个月，仍具有较小的发芽率，但在贮藏月，12个月后彻底丧失萌发力；贮藏在-20 ℃条件下的种子，含水率为8.72%的种子具有绝对的优势，贮藏1年的过程中，其发芽率随贮藏时间的增加逐渐降低，且趋势比较平稳。种子贮藏1年后仍具有萌发力。而含水率为24.14%和16.39%的种子，贮藏2个月后，其发芽率急剧下降，贮藏4个月后完全丧失萌发力。

注：A为含水率8.72%；B为含水率16.39%；C为含水率24.14%。图2 同一含水率种子贮藏在不同温度下的发芽率

注：A为室温；B为22℃；C为4℃；D为-20℃。图3 同一贮藏温度下不同梯度含水率种子的发芽率变化

由于在室温和22 ℃恒温条件下贮藏的种子，保存2个月后基本丧失萌发力，故不对其进行方差分析。对贮藏在4 ℃和-20 ℃条件下不同梯度含水率种子进行方差分析，如表4所示：种子在贮藏前，含水率为24.14%>16.39%>8.72%，其发芽率关系分别为91.0%>73.0%>53.5%，种子的含水率与其发芽率呈正相关关系，且发芽率差异显著。种子在贮藏2个月后，不同贮藏条件的种子，其发芽率差异显著。同一含水率，不同贮藏温度的种子，其发芽率仍差异显著。随着贮藏时间的增加，不同贮藏条件种子发芽率的降低速度也不同。由表4还可知：种子在贮藏2个月、4个月、6个月、8个月、10个月、12个月时间内，其最佳贮藏条件分别为含水率24.14%温度4 ℃、含水率24.14%温度4 ℃、含水率24.14%温度4 ℃、含水率24.14%温度4 ℃、含水率8.72%温度-20 ℃、含水率8.72%温度-20 ℃。种子贮藏8个月时，含水率8.72%温度-20 ℃贮藏条件下种子的发芽率为31.5%，含水率24.14%温度4 ℃贮藏条件下种子的发芽率为34.5%，含水率16.39%温度4 ℃贮藏条件下种子的发芽率为29.5%，此时，这3种贮藏条件的发芽率差异不显著。但含水率为8.72%贮藏温度为-20 ℃的种子发芽率一直处于稳定降低趋势，而贮藏温度为4 ℃含水率为24.14%和16.39%的种子发芽率均出现急剧下降趋势，不具有稳定性，故以含水率为8.72%贮藏温度为4 ℃为最佳保存条件。

表4 不同贮藏条件下种子贮藏1年的发芽率比较

含水率(%)温度(℃)发芽率(%)0个月2个月4个月6个月8个月10个月12个月8.72453.5±2.18c42.5±3.57d18.0±1.41d11.0±2.24d6.5±0.87c4.0±1.41b0b-2047.5±1.66c39.5±3.57c34.0±2.45c31.5±4.77ab26.5±6.06a22±9.27a16.39473.0±3.00b67.0±1.73b48.0±3.74b47.0±4.58b29.5±2.96b0b0b-2013.5±2.60f0e0e0d0b0b24.14491.0±2.24a87.0±4.36a75.0±5.00a69.0±3.61a34.5±2.18a0b0b-2032.5±1.66e0e0e0d0b0b

注：同列不同小写字母表示在0.05水平上差异显著。

综上所述，翠竹种子贮藏不同的时间应采用不同的贮藏方式。翠竹种子贮藏时间为6个月内，建议以含水率为24.14%贮藏温度为4 ℃为宜。种子贮藏时间大于6个月时应以含水率为8.72%贮藏温度为-20 ℃为宜。

3 讨 论

种子千粒重测量可以用来评估种子的饱满度和含水率，是衡量种子品质的一项重要指标[9]。故含水率是影响种子千粒重的重要指标。本试验测量了刚采收的不同梯度含水率翠竹种子的千粒重，发现种子的千粒重与种子含水率呈正相关关系。目前，关于竹子种子千粒重的测量并没有一个统一的标准，故会出现同种植物种子测量的千粒重差异很大的现象。原因包括种子生长环境差异导致的饱满度差异和种子大小年差异等，种子自身的含水率也是影响种子千粒重大小的重要原因。故在测量种子千粒重之前，应先测定种子的含水率，以种子含水率为前提，再对种子的千粒重进行衡量。

有研究表明，种子采用室内阴干的缓慢脱水方法比采用硅胶的快速脱水方法好[10]。以杨树种子为例，不同脱水方法种子的发芽率大小依次为室内阴干1 d>室内硅胶干燥1 d>室内硅胶干燥2 d>室内阴干2 d。为避免种子脱水方法对翠竹种子发芽率的影响，宜采用室内阴干的方法脱水。翠竹种子在阴干过程中，其发芽率随含水率的降低而降低，当含水率下降到8.72%时具有53.5%的发芽率。这主要是因为，种子在脱水的过程中，其细胞膜会遭受一定的损伤[11]，但膜系统具有一定的生理保护机制，故种子的发芽率会下降，但仍具有较高的发芽率。

在种子贮藏过程中，其生活力受种子含水率、贮藏温度和贮藏时间的共同影响[12]。牡竹种子[4]采用含水率2.8%、4.7%、6.3%、8.9%和贮藏温度5 ℃、-5 ℃的贮藏方式，贮藏3年后，均有高于75%的发芽率。毛竹种子[5]在4 ℃含水率9.09%贮藏条件下最佳保存期为1年，贮藏2.5年后基本丧失生活力。4 ℃不同梯度含水率的种子的发芽率均高于25 ℃，说明4 ℃贮藏条件优于25 ℃。贮藏温度为4 ℃、含水率为7.45%条件下的种子发芽率最高，达到77.5%。马来甜龙竹、灰香竹、大白竹子和筇竹的种子采用含水率10%～15%及贮藏温度为4 ℃的贮藏方式、巨龙竹和黄竹种子采用含水率12%～16%和常温的方式贮藏后[6]，其发芽率总体表现为随时间的延长而急剧下降，贮藏3个月后，只有马来甜龙竹和龙竹有4%的发芽率，其余都为0。这6个竹种在播种5～15 d内发芽，说明其种子可能不存在休眠期。翠竹种子在播种2～20 d内发芽，采用随采随播的方式成活率高，因此翠竹种子不存在休眠期。由本试验可知，翠竹种子含水率在8.72%，贮藏温度在-20 ℃，在贮藏1年时间内仍具有生活力。贮藏在室温和22 ℃条件下的种子，在贮藏2个月后，含水率为24.14%和16.39%的种子均出现不同程度的霉变，这主要是因为种子含水率偏高，而此时又处于高温环境下，呼吸作用加快，产生更多的水分，在高温高湿环境下滋生细菌，从而产生霉变，进而加速种子失活。而含水率为8.72%的种子较含水率高的种子的呼吸作用较弱，产生的水分较少，只产生少量的霉变，虽然在贮藏2个月后仍具有较低的萌发力，但在贮藏4个月后种子也完全失活。故翠竹种子在室温或22 ℃贮藏条件下，最多可以贮藏4个月。因此，在南京，室温或22 ℃恒温条件下并不适合翠竹种子的贮藏。4 ℃条件下，含水率为24.14%的种子在贮藏6个月时发芽率为69%。但在6个月后，其发芽率出现急剧下降的趋势，这主要是因为种子呼吸作用产生了大量的水分，从而使种子产生霉变，进而种子失活。贮藏在-20 ℃条件下的种子，含水率为24.14%和16.39%的种子在贮藏2个月后，其发芽率急剧下降，并在4个月后完全失活。这主要是因为种子内的自由水含量相对于结合水高，在低温情况下，产生冰晶，从而对种子的内部结构产生冻害[13]，尤其是胚受到了伤害，故丧失活力。而含水率为8.72%的种子，种子内结合水含量较高，不易产生冻害，且在低温环境下，种子呼吸作用较低，从而消耗的营养物质较少[14]，故贮藏更长的时间仍具有萌发力。综上可知，不同的竹子种子，其适宜的贮藏条件差异很大，应根据竹子种子自身的特性采用适宜的贮藏方式。

种子超干保存技术是指将种子含水率降至5%以下，密封后在室温条件下贮藏，通过降低种子的含水率便可获得与高含水率种子在低温条件贮藏相同的效果[15]。种子超干保存技术简单有效，经济环保，通过试验证明，华北落叶松(Larixgmeliniivar.principis-rupprechlii)种子含水率为4.18%的种子发芽率、发芽指数以及活力指数均比其他含水率的种子高[16]；毛竹种子在含水率3.26%温度4 ℃下贮藏2年仍有37%的发芽率[5]；洋葱(Alliumcepa)种子在含水率3.4%～4.5%室温条件下贮藏3年仍有46%的发芽率[17]。在今后的研究中可尝试利用超干保存技术贮藏翠竹种子，既能延长种子的贮藏时间，又可节约能源，一举两得。

参考文献:

[1]徐振国,李立杰,黄大勇,等.广西4种丛生竹种子形态特性与萌发初探[J].江西农业大学学报,2013,35(6):1 206-1 211.

[2]林树燕,李洁,赵荣,等.孝顺竹花芽分化及小孢子发生与雄配子体发育[J].南京林业大学学报(自然科学版),2015,39(4):51-56.

[3]周芳纯.竹林培育学[M].北京:中国林业出版社,1998.

[4]Rawat M,Thapliyal R C.Endogenous rhythm in seed germination of Dendrocalamus strictus[J].Seed Science and Technology,2003,31:21-27.

[5]蔡春菊,刘凤,郭起荣,等.毛竹种子种质保存对含水量的响应[J].江西农业大学学报,2010,32(2):312-317.

[6]杨汉奇,梁宁,李春芳,等.云南6种竹子种子萌发和贮藏特性初步研究[J].林业科学研究,2013,26(6):710-714.

[7]林树燕,范婷婷,姜明云,等.3种(品种)地被竹花器官形态特征及学名订正[J].南京林业大学学报(自然科学版),2017,41(1):189-193.

[8]郑笑,姜明云,张莉,等.13种竹类植物的果实形态特征[J].植物资源与环境学报,2016,25(4):96-103.

[9]刘志高,季梦成,杨彦鹏,等.3种铁线莲属植物种子萌发特性研究[J].种子,2015,34(6):30-33.

[10]杜克兵,许林,涂炳坤,等.贮藏温度、含水量及干燥方法对黑杨派杨树种子耐贮性的影响[J].种子,2009,28(4):1-7.

[11]解楠楠,骆文坚,姜琴,等.温度与含水量对金钱松种子贮藏的影响[J].江西农业大学学报,2011,33(6):1 100-1 106.

[12]计明月,张楠,闫启,等.顽拗性竹柏种子的贮藏特性[J].植物分类与资源学报,2015,37(1):63-70.

[13]曾琳,何明军,吴怡,等.6种草本药用植物种子超低温保存技术研究[J].热带作物学报,2017,38(6):1 149-1 154.

[14]Govindan B,Johnson A J,Nair S N A,et al.Nutritional properties of the largest bamboo seed Melocanna baccifera and its ecological significance[J].Scientific Reports,2016,6(1):1-12.

[15]冯陆春.种子超干贮藏的生理生化基础和耐干机制研究进展[J].种子,2016,35(8):55-59.

[16]齐烟舟,郭素娟,李璐一,等.落叶松种子超干贮藏含水量和引发条件的选择[J].湖北农业科学,2012,51(7):1 438-1 440.

[17]朱诚,曾广文,景新明,等.洋葱种子含水量与贮藏温度对其寿命的影响[J].植物生理学报,2001,27(3):261-266.