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1、Vol. 33 No. 7 Jul. 2013第 33 卷 第 7 期 2013 年 7 月 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报Journal of Central South University of Forestry 2. State-owned Forest Farm of Luoning County, Luoning 471700, Henan, China)Abstract: In germination promoting, some Robinia pseudoacacia seeds have hardness phenomenon, the hardness seed
2、s had a big effect on germination rate of sowing and seedling. In this experiment, the seeds were soaked in hot water under temperatures of 100, 90, 80 and 70 and simultaneously soaked by concentrated sulfuric acid respectively with 5, 10, 15, 20 and 30 minutes, observed under SEM, to explore the be
3、st method to break the seed hardness. The results show that the seed coat had a significant inhibition on the water imbibition of R. pseudoacacia seeds, and the best method was obtained in the trial when the concentrated sulfuric acid was used for 30 minutes and the seeds soaked in hot water under 8
4、0 . At this time, the germination percentage recorded were 96.3% and 84.0% under 25 respectively. Key words: Robinia pseudoacacia; hardiness of seeds; concentrated sulfuric acid; soaking seed in hot water; germination percentage73第 33 卷中 南 林 业 科 技 大 学 学 报形，种皮平滑有光泽。种子平均长（4.930.29）mm，种子平均宽（2.940.17）mm
5、，种子平均厚度（1.750.22）mm；种子净度（98.300.76）%，含水量 （8.550.24） %， 千粒质量 （24.731.02） g。1.2 试验方法1.2.1 实验材料处理1.2.1.1 硬实种子的获得将刺槐种子于 45温水中浸种 24 h，选取种皮依旧坚硬不吸胀的种子进行试验。1.2.1.2 硬实种子的处理（1）热水处理 将 250 粒种子分别浸泡在盛有 100、90、80、70 热水的烧杯中，自然冷却，24 h 后做发芽试验，3 次重复。（2）浓硫酸处理 250 粒种子用 98% 的浓硫酸分别浸泡 5、10、15、20、30 min 后，用自来水冲洗干净， 在自来水中浸泡2
6、4 h后进行发芽试验，3 次重复。（3）对照 将 250 粒种子浸泡在自来水的烧杯中，24 h 后做发芽试验，3 次重复。（4）发芽试验 吸胀的种子整齐摆放在发芽皿内，放入 25 恒温光照培养箱中进行发芽试验，16 h 全光照，8 h 黑暗。每组 100 粒，4 次重复。每天记录发芽的种子数，连续 3 d 没有种子萌发记为发芽结束。统计发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数。1.2.1.3 扫描电镜样品制备选取硬实的刺槐种子，分别用 98% 的浓硫酸浸泡 0、15、30 min 后，用自来水冲洗干净，于滤纸上充分晾干，用无水乙醇清洗后，粘于扫描电镜的样品台上，在 SBC-12 型离子溅射仪中溅射1
7、 min 后在 KYKY-2800 扫描电镜下观察4。1.2.2 指标测定（1）种子外部形态的测定 选取饱满的刺槐种子 20 粒，分别测量每粒种子的长、宽、厚，3 次重复。（2） 种子净度的测定 随机称取100 g种子，将杂质和净种子分离，然后称量净种子的质量，计算种子净度，3 次重复。（3）种子含水量测定 取去除杂质的刺槐种子 5 g 置于恒重的称量瓶中，然后放入 100 的烘箱内烘 12 h，取出后在干燥器内冷却至室温后称质量，按下式计算含水量（C），3 次重复。 C= ( W2- W3)/ (W2-W3) 100%。式中：W1为最后一次恒重时称量瓶的质量；W2为未进行烘干前称量瓶加种子的
8、质量；W3为烘干后称量瓶加种子的质量5。（4）种子千粒质量 千粒质量是用来表明种子饱满程度的重要指标，在农业生产上也是播种量的重要依据。 用四分法选取1 000粒种子称质量，3 次重复，取平均值6。（5）种子吸水率的测定称取未经任何处理的和划破种皮的刺槐种子各 100 粒，分别放入盛有 50 mL 45水的烧杯中浸 泡， 搅 拌 冷 却， 于 4、8、12、16、20、24、28、32 h 分别取出种子，在滤纸上吸干种子表面水分， 称质量并记录， 3次重复。 吸水率(R)公式为： R=(m0-m1)/m0 100%。式中：m0为浸种前种子的质量；m1为浸种后种子的质量。2 结果与分析2.1 刺
9、槐种子的吸水特性通过图 1 可以看出， 未经处理和划破种皮的刺槐种子在吸水率上存在显著差异（p 0.05）。划破种皮的种子在前 4 h 内吸水速率最快，4 12 h 速度有所下降，12 h 后吸水逐渐趋于平稳；未经处理的种子在前 12 h 内吸水速率最快，12 h 后吸水趋于平稳。32 h 内未经处理的种子吸水率的最高值仅为 24.16%，而划破种皮的种子的吸水率的最高值达到了 107.19%，是未处理种子的 4.44 倍。由此可见， 种皮是限制刺槐种子吸水障碍的主要原因。图 1 刺槐种子吸水性能进程 Fig.1 Water absorption of R. pseudoacacia seed
10、s2.2 不同处理对硬实种子吸胀率的影响从表 1 可以看出，不同处理对刺槐硬实种子吸胀率的影响程度不同，对照的吸胀率仅为1.7%，70 水浸泡的吸胀率为 9.1%；随着水温的方 芳，等：刺槐种子硬实特性及萌发促进的研究74第 7 期升高，硬实种子的吸胀率越来越高，100 水浸泡的种子吸胀率可达 51.5%。浓硫酸腐蚀 5 min 对刺槐种子硬实的解除有一定作用，但是效果欠佳。随着浓硫酸腐蚀时间的增加，种子的吸胀率明显提高。用 98% 的浓硫酸处理 30 min，种子吸胀率可达到 81.2%。方差分析表明，不同处理对种子吸胀率影响达到显著性差异。2.3 不同处理对硬实种子萌发的影响不同温度热水处
11、理的刺槐种子发芽率、发芽势和萌发指数不同，随着水温的升高，各项指标依次降低。水温低于 80，种子的发芽率大于 80%；70热水浸泡对刺槐种子的萌发效果最好，100热水浸泡的刺槐种子发芽率只有7.33%（见表 2）。浓硫酸处理不同时间的刺槐种子发芽率、发芽势和萌发指数不同。与对照相比，不同处理时间对刺槐种子发芽率都显著提高，其中以处理 30 min 的效果最好，发芽率达到 96.33%，发芽势达到 94%，萌发指数为 87.07。表 1 不同处理对硬实种子吸胀率的影响 Table 1 Effects of different treatments on hardness seeds imbibi
12、tion rate测试项目热水浸泡98% 浓硫酸处理对照70 80 90 100 5 min10 min15 min20 min30 min吸胀种子数6815921238613628931541060913未吸胀种子数682591538364614461435340141742总种子数750750750750750750750750750750吸胀率/%9.1F21.2E28.3D51.5B18.1E38.5C42.0C54.7B81.2A1.7G 表中同行大写字母不同表示0.01显著水平。表 2 不同处理对硬实种子萌发的影响 Table 2 Effects of different trea
13、tments on hardness seeds germination rate处理项目发芽率 /%发芽势 /%萌发指数活力指数热水7086.670.58A75.676.03A82.783.78A221.1222.48A8084.002.00A66.6710.02A77.714.69A199.5114.49A9035.678.51B17.674.16B32.505.42B60.6310.10B1007.331.15C3.330.58C3.670.24C4.520.29C浓硫酸5 min89.670.58B73.671.55D76.080.16C149.634.50C10 min90.672.
14、08B79.336.65CD75.930.78C187.316.10B15 min94.001.00A91.661.15AB80.122.17B211.1514.72A20 min94.001.00A85.673.05BC81.001.68B183.541.16B30 min96.331.53A94.672.08A87.410.14A215.589.76A 表中同列字母不同表示在0.01水平上显著。2.4 扫描电镜观察结果通过扫描电镜观察发现：刺槐硬实种子的表皮有一层致密的蜡状物，富有光泽，属疏水性，会阻止种子吸水。种皮细胞具有栅栏层，栅栏层是有长柱状的石细胞紧密排列而成的，这是水分进入的主要
15、障碍（见图 2-B）。98% 浓硫酸处理15 min 的刺槐种子表皮的蜡状物被浓硫酸腐蚀，表皮发生轻度皱缩，表层和骨状细胞层开裂，出现裂纹（见图 2-C、E），这可能是水分进入的主要途径。处理 30 min 的刺槐种子，浓硫酸进一步腐蚀种子的表皮，表皮高度皱缩（见图 2-D），这可能是浓硫酸的脱水特性导致的。通过扫描电镜观察刺槐种子外种皮结构，发现外种皮的横切面是由角质层、外种皮、内种皮 3部分构成的 （见图2-F） 。 外种皮为较厚的栅栏组织，木栓化，纵向排列紧密，对种子的透性有一定影响。内种皮紧贴外种皮，是由大的薄壁细胞组成，排列疏松。3 结论与讨论3.1 刺槐种子的硬实性由于种皮坚硬而很难进行吸胀萌发的种子称为硬实性种子，不同植物的种皮细胞层次和排列、色素种类和量以及不透明物质（角质层、蜡质、胶质和半纤维层）沉积等不同，因而硬实程度不同7。许多豆科植物种子都具有硬实特性，有的硬实率高达 90% 以上8。从种子的75第 33 卷中 南 林 业 科 技 大 学 学 报吸水曲线可以看出，刺槐种子是典型的硬实性种子，未经任何处理的种子透水性差，32 h 内的吸水率仅为 20.58%，这严重影响了刺槐种子的吸胀萌发，所以破除种子硬实性对于种子萌发是十分必要的。经过划破处理的刺槐种子 32 h 吸水率达到 107.16%，可见种皮
