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白花树Styrax tonkinensis又名越南安息香,俗称东京野茉莉,属安息香科Styracaceae安息香属Styrax落叶乔木,热带、亚热带阳性树种。总状花序,花白色成串,清香;果实近球形,果序下垂,花期4-6月,果期8-10月[1-3]。树脂称“安息香”,是珍贵药材,有开窍清神、行气活血、止痛的功效,并可制造高级香料。材质轻软,木纤维较长,是理想的胶合板和纸浆用材。种仁含油率为56.00%~62.80%,是发展生物柴油的优良树种;不饱和脂肪酸达90.16%~91.45%,可开发为木本食用油料[4-5]。虽然有关白花树种子方面的研究在苗木繁育[6]、栽培与生产[7]中有提及,但并未见对种子生物学特性进行深入系统的研究。本研究从种子形态结构特征、吸水性能、千粒质量、生活力以及不同质量浓度赤霉素(GA3)对种子萌发特性影响等方面对白花树种子生物学特性进行了较为全面的研究,以期找到简单可行的促进种子萌发的方法,从而缩短苗木培育周期,为其栽培利用和种质资源保护提供理论基础。
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白花树果实为蒴果,内含有1~2粒种子。种子卵形,栗褐色,密被小瘤状突起。共6条种脊,种子顶端喙状,有种脐(图 1-A~C)。经测定(表 1),2011采集种子平均长度为8.77 mm,平均宽度为6.08 mm;2012年种子平均长度为7.91 mm,平均宽度为5.20 mm,2 a种子的长宽比值近相等。种子长度和宽度的变异系数较大,而长宽比最为稳定。如图 1-D~F所示,种子由外种皮、内种皮、胚乳、胚根、胚芽、胚轴和子叶组成。外种皮坚硬木质化,内种皮粗糙有毛,难剥离。胚乳半透明状,水吸胀后用解剖刀纵切开,为乳白色,富含油脂,有利于在种子萌发过程中提供能量。中轴胚,乳白色,胚轴狭长圆柱状,子叶扁平椭圆状。
Figure 1. Styrax tonkinensis seed(A-B),hilum(C ),seed kernel (D),seed strncturel (E) and seed embryo (F)
年份 性状 均值/mm 极小值/mm 极大值/mm 变异系数 2011 长度 8.77 ± 0.045 8.20 9.60 0.036 宽度 6.08 ± 0.030 5.76 6.60 0.035 长宽比 1.44 ± 0.006 1.34 1.52 0.031 2012 长度 7.91 ± 0.088 6.61 9.44 0.080 宽度 5.20 ± 0.053 5.31 5.57 0.073 长宽比 1.52 ± 0.015 1.24 1.75 0.022 Table 1. Seed morphological structural features of Styrax tonkinensis collected in 2011 and 2012
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经测定,2011年与2012年白花树种子千粒质量分别为(136.71±1.940) g与(95.68±1.700)g,2012年的千粒质量比2011年的下降了42.87%。以2011白花树种子为对象,种壳比的试验结果显示,种仁、种壳平均分别占种子总质量的(49.07±0.234)%和(50.93±0.234)%。
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在0~3 h之间,酸蚀处理的白花树种子吸水速度最快,吸水率为17.0%(图 2),比完整和去壳的分别提高了50.8%和41.4%。3种处理种子在24 h后,达到基本饱和状态。至此,完整、去壳和酸蚀处理的吸水率分别为22.0%,35.1%和29.0%,分别达最终吸水率的90.6%,96.1%和99.2%。吸水51 h后均达到完全饱和状态,吸水率分别为24.3%,36.5%和29.3%,去壳种子比完整和酸蚀的分别提高了33.4%和24.7%。比较3种不同处理的种子吸水性能会发现,0~6 h时,酸蚀种子在吸水速度上高于完整和去壳种子,但6 h后去壳种子在吸水速度上显著高于其他2个处理。说明种子外种皮致密坚硬、透水性差,阻碍了种仁对水分的吸收。
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打破种子休眠就是用各种方法使种子潜在的发芽力及生命力充分表现出来,因此有必要了解种子的生活力状况。结果表明,对照胚均未被染色,有生活力的被染成深红色(图 3),2011年种子生活力为97.78%,储藏1 a后的种子生活力仍高达94.44%,两者无显著差异。试验表明,白花树种子的生活力水平极高,发芽潜力非常大。
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由表 2可知:GA3各质量浓度下白花树种子的发芽率、发芽势、发芽指数都显著高于对照。2011年种子的发芽率、发芽势、发芽指数等指标分别比2012年的高22.4%,25.0%和9.71。2012年种子发芽指数在不同质量浓度间的差异显著,种子在250 mg·L-1 GA3条件下的发芽指数最低,为13.42;在1 500 mg·L-1 GA3条件下发芽指数最高,为26.34,比前者提高了49.1%。
年份 GA3/(mg(-1) 发芽率/% 发芽势/% 发芽指数 苗高/cm 主根长/cm 侧根数/根 2011 0 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 250 75.00 ± 1.667 b 66.67 ± 6.665 b 28.32 ± 1.702 b 4.20 ± 0.255 b 4.20 ± 0.276 b 12.17 ± 0.477 b 500 78.33 ± 5.000 b 71.67 ± 3.335 b 34.86 ± 1.875 b 4.35 ± 0.188 b 4.52 ± 0.334 b 12.17 ± 1.276 b 750 76.67 ± 0.000 b 71.67 ± 5.000 b 31.63 ± 2.305 b 5.05 ± 0.161 bc 3.93 ± 0.472 b 12.50 ± 0.847 b 1 000 78.33 ± 5.000 b 70.00 ± 1.665 b 31.91 ± 2.965 b 5.60 ± 0.369 bc 4.27 ± 0.255 b 12.50 ± 0.954 b 1 500 76.67 ± 3.333 b 73.33 ± 1.665 b 30.09 ± 4.153 b 6.47 ± 0.372 c 3.93 ± 0.359 b 11.33 ± 0.882 b 2 000 75.00 ± 5.000 b 70.00 ± 5.000 b 29.06 ± 0.365 b 6.02 ± 0.287 c 3.78 ± 0.228 b 12.33 ± 0.255 b 3 000 81.67 ± 5.000 b 75.00 ± 0.833 b 32.31 ± 5.147 b 5.53 ± 0.944 bc 4.03 ± 0.268 b 11.00 ± 0.730 b 均值 77.38 ± 0.880 71.19 ± 1.010 31.17 ± 0.837 5.32 ± 0.316 4.09 ± 0.095 12.00 ± 0.224 2012 0 0 ± 0.000 a 0 ±0 .000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 0 ± 0.000 a 250 46.67 ± 6.665 b 31.67 ± 1.667 b 13.42 ± 2.576 b 4.60 ± 0.246 bc 3.83 ± 0.212 b 10.50 ± 0.619 b 500 50.00 ± 10.000 b 46.67 ± 8.333 b 18.66 ± 1.020 bc 4.83 ± 0.109 bc 4.01 ± 0.229 b 10.67 ± 0.494 b 750 53.33 ± 5.000 b 48.33 ± 5.000 b 24.47 ± 3.002 c 5.97 ± 0.263 bc 3.92 ± 0.332 b 13.17 ± 1.195 b 1 000 58.33 ± 1.665 b 48.33 ± 1.667 b 26.22 ± 1.076 c 6.61 ± 0.216 cd 2.90 ± 0.263 b 10.03 ± 0.706 b 1 500 68.33 ± 1.665 b 51.67 ± 5.000 b 26.34 ± 1.169 c 7.00 ± 0.262 d 3.05 ± 0.228 b 9.67 ± 0.715 b 2 000 53.33 ± 6.665 b 50.00 ± 3.333 b 19.66 ± 6.607 bc 6.08 ± 0.344 cd 3.09 ± 0.155 b 10.71 ± 1.184 b 3 000 55.00 ± 1.667 b 46.67 ± 0.000 b 21.42 ± 1.756 bc 4.01 ± 0.322 b 2.91 ± 0.146 b 9.25 ± 1.503 b 均值 55.00 ± 2.622 46.19 ± 2.512 21.46 ± 1.768 5.59 ± 0.422 3.39 ± 0.191 10.57 ± 0.479 说明:用SPSS 20软件进行数据分析,同一列不同字母表示在5%水平下差异显著。 Table 2. Effect of seed germination under the different concentration of GA3
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表 2可见,在GA3各质量浓度处理下的苗高、主根长、侧根数都显著高于对照。在试验质量浓度范围内,2011年和2012年的幼苗主根长、侧根数差异均不显著。2011年幼苗高平均值为5.32 cm;GA3质量浓度1 500和2 000 mg·L-1的苗高显著高于250和500 mg·L-1的苗高。其中1 500 mg·L-1时的苗高最高,达6.47 cm,比平均值高21.6%。2012年幼苗高度平均值为5.59 cm。1 500 mg·L-1时的苗高最高,达7.00 cm,比平均值高20.1%。