欧洲垂枝桦不同种源种子形态及萌发特性研究

摘要：  以引进俄罗斯欧洲垂枝桦不同种源种子为材料，对不同种源种子形态及其萌发特性进行研究的结果表明：不同种源种子吸水量没有显著差异，而在种长、种宽、种厚、翅长、翅宽、千粒重、含水率、生活力、发芽率、发芽势和发芽指数存在显著差异;新西伯利亚种源种子最大、质量最重、发育最好、有生活力种子高达82.75%;采用混雪冷藏处理种子萌发能力最强，新西伯利亚种源种子发芽率、发芽势、发芽指数分别达到67.63%、55.41%、27.19;而对照种源采用低温冷藏处理种子萌发效果最差，其发芽率、发芽势、发芽指数分别为38.51%、32.42%、11.89。

关键词：  欧洲垂枝桦;  不同种源;  种子萌发

中图分类号：   S 722. 1，  S 792. 159               文献标识码：   A                文章编号：1001 - 9499（2020）02 - 0006 - 04

欧洲垂枝桦（Betula pendula）属桦木科桦木属中型落叶乔木，具有自然树龄长、能耐极寒、生长迅速、材质优良等特性[ 1 - 5 ]。欧洲垂枝桦材质较硬、富有弹性、结构均匀、心边材没有差别、纤维较长，特别适合生产液体包装纸板、高级印刷纸张和胶合板材的木材[ 4， 5 ];其树型优美，树冠圆锥形，枝条细长下垂，叶色季相变化多彩，树皮白色，是一种优良的园林绿化景观树种。由于欧洲垂枝桦具有极高材用和观赏价值，使其成为了欧洲北部及东部国家重要培育的森林树种[ 1 ]。我国对欧洲垂枝桦的引进较晚，培育资源数量较少，难以满足日益增长的市场需求。播种育苗因其繁殖费用低、繁殖效率高、繁殖苗木数量多等优点，成为了欧洲垂枝桦常用的育苗方式[ 1 - 3 ]，而目前针对欧洲垂枝桦种子形态特征及萌发特性方面的研究较少[ 1， 5 ]。本试验以引进俄罗斯欧洲垂枝桦不同种源种子为材料，研究了种子形态、生活力、吸水量及不同种子处理方式对种子萌发的影响，以期为欧洲垂枝桦种苗繁育提供技术支撑。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

试验材料为引进俄罗斯阿尔泰、巴尔瑙尔和新西伯利亚3个种源欧洲垂枝桦种子，并以本地白桦种子作为对照，采集种子于4 ℃下密封贮存。

1. 2 试验方法

1. 2. 1 种子表型性状测定

随机选取不同种源种子各50粒，重复3次，用电子游标卡尺测量种子长度、种子宽度、种子厚度、种翅长度、种翅厚度;随机选取不同种源种子各1 000粒，重复3次，用电子天平称重种子千粒重;每个种源各称取3 g种子，重复3次，采用105 ℃烘箱烘干至恒重，测定种子含水量。

1. 2. 2 种子生活力测定

采用三苯基氯化四唑法（TTC染色法）对不同种源种子生活力进行测定，每个种源随机选取100粒种子，重复3次，浸泡于20～30 ℃水中48 h，再将种子纵剖，在38 ℃下0.5%TTC溶液中染色3 h，按国际种子检验规程上标准图鉴定种子的生活力。

1. 2. 3 种子吸水量测定

随机称取不同种源种子3 g，重复3次，浸泡于蒸馏水中置于25 ℃恒温箱中自然吸胀，每隔1 h取出种子，吸干种子表面浮水称重，直至恒重，测定种子吸水量。

1. 2. 4 种子萌发试验

随机选取不同种源种子各1 000粒，重复3次，分别置于4 ℃冰箱冷藏、湿沙贮藏和混雪贮藏，至翌年5月进行发芽试验。

1. 3 数据分析

试验数据采用SSPS 19.0软件进行统计分析，采用Duncan检验进行多重比较，并采用Sigma Plot 12.5进行作图。

2 结果与分析

2. 1 不同种源种子表型性状

由表1可知，欧洲垂枝桦不同种源种子表型性状值存在显著差异。种子长度最大的种源是巴尔瑙尔（3.16 mm），最小的为对照（2.15 mm）;种子宽度最大的种源是新西伯利亚（4.29 mm），最小的为对照（2.95 mm）;种子厚度最大的种源是新西伯利亚（0.32 mm），最小的为对照（0.21 mm）;种翅长度最大的种源是巴尔瑙尔（3.15 mm），最小的为对照（2.14 mm）;种翅宽度最大的种源是新西伯利亞（1.51 mm），最小的为对照（0.95 mm）;种子千粒重以新西伯利亚种源的最大（0.32 g），而对照的千粒重最小（0.16 g）。其中，巴尔瑙尔种源的种子含水率最高，为12.78%，对照种源种子含水率最低，为9.51%。由此可以看出，新西伯利亚种源的种子最大、千粒重最重，且处于安全含水率范围，因此质量最好，而对照种源种子质量最差。欧洲垂枝桦不同种源的种子质量依次为新西伯利亚种源、巴尔瑙尔种源、阿尔泰种源、对照。

2. 2 不同种源种子生活力

由表2可知，新西伯利亚种源有生活力的种子最高可达82.75%;巴尔瑙尔种源和阿尔泰种源有生活力的种子也比较高，分别为79.25%和75.24%;对照种源有生活力的种子最低为47.51%。阿尔泰种源无生活力的种子最少为8.75%;对照种源无生活力的种子多达34.51%。同样欧洲垂枝桦空粒种子也较少，新西伯利亚种源空粒种子最少为8.01%;对照种源空粒种子多达17.98%。由此可以看出，欧洲垂枝桦有生活力的种子均在75%以上，而且无生活力和空粒种子都比较少，说明欧洲垂枝桦不同种源的种子发育良好，有利于进行播种繁殖。

2. 3 不同种源种子吸水量

由图1可知，不同种源种子吸水量随着吸水时间的延长而增加，最终种子吸水量分别为对照88.15%、阿尔泰种源87.33%、新西伯利亚种源85.83%、巴尔瑙尔种源85.63%。当种子吸胀1 h后，阿尔泰、巴尔瑙尔和新西伯利亚种源种子吸水量显著高于对照;而从种子吸胀2 h后，巴尔瑙尔、阿尔泰和新西伯利亚种源种子吸水量低于对照，但不同种源种子吸水量之间不存在显著差异。不同种源种子吸胀速度在1～2 h内最快，吸胀6 h后不同种源种子吸水量基本趋于饱和（水温25 ℃），说明不同种源种皮透水性良好，在水分充足时不同种源种子能迅速吸水，为萌发做准备。

2. 4 不同种源种子萌发

由表3可知，不同种子处理方式对不同种源种子萌发的影响不同。混雪冷藏处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数分别为58.61%、48.24%、22.33;湿沙冷藏处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数分别为53.81%、44.75%、19.82;低温冷藏处理的种子发芽率、发芽势、发芽指数分别为50.12%、41.07%、17.31。混雪冷藏处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数显著高于湿沙冷藏处理，两者又都显著高于低温冷藏处理种子。混雪冷藏处理中，新西伯利亚种源种子的发芽率、发芽势、发芽指数最高，分别为67.63%、55.41%、27.19;而对照种源种子的发芽率、发芽势、发芽指数最低，分别为43.28%、35.51%、13.82。不同种源种子的发芽率、发芽势、发芽指数从高到低分别为新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰、对照种源。

3 结论与讨论

3. 1 种子作为林木繁殖器官，其表型性状在相同树种内具有相对的稳定性，而在种源间、种源内个体间会存在着一些差异。这些种子表型性状差异可以作为分类鉴定、遗传育种等重要参考依据，同时也会对种子扩散、出土萌发、幼苗生长和竞争能力等早期生长发育有着密切的影响[ 1 ]。欧洲垂枝桦不同种源种子表型性状比较分析表明，不同种源种子表型性状存在着显著差异，其种子表型性状优良从高到低分别为新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰和对照种源。新西伯利亚种源因其种子形状最大、千粒重最重，而且种子还处于安全含水率范围内，所以其种子质量最好。

3. 2 种子生活力是反映种子品质优劣的一个重要指标，在实际工作中主要是采用化学方法快速测定[ 6 ]。目前常用测定种子生活力的方法是化学试剂染色法，其中三苯基氯化四唑法（TTC染色法）是国内外通用的标准方法。通过TTC染色法对欧洲垂枝桦不同種源种子生活力测定发现，不同种源种子生活力存在着显著差异，并且不同种源种子生活力都显著高于对照。其中新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰种源都在75%以上，而且无生活力和空粒种子都比较少，说明新西伯利亚、巴尔瑙尔和阿尔泰种源种子品质优良，有利于种子繁殖。

3. 3 水分是调节种子萌发的一个关键生态环境因素，其调控着种子萌发启动和发芽速率[ 3 ]。种子只有吸收充足水分后才能完成萌发启动过程，这也是种子长期适应生态环境的结果，因此对种子吸水量的研究能更好地了解种子萌发特性[ 2 ]。通过对欧洲垂枝桦不同种源种子吸水量的测定发现，不同种源种子吸水量随着吸胀时间的延长而增加，在吸胀6 h后，不同种源种子吸水量基本趋于饱和（水温25 ℃），最终不同种源种子吸水量在85.63%～88.15%之间，说明不同种源种子有相对一致的吸水进程，不同种源种子之间的最终吸水量没有差异。

3. 4 发芽率、发芽势和发芽指数是种子萌发能力的重要指标，也是种子播种品质的重要指标[ 5 ]。种子萌发能力强，表示种子活力旺盛、萌发速度快而整齐、播种后出苗率高[ 6 ]。种子萌发能力是进行种子分级、调整贮藏条件、进行种子调拨、选拔优良种子的重要依据。通过不同种源种子处理萌发试验测定发现，种子混雪冷藏处理萌发能力最好，其发芽率、发芽势、发芽指数分别为58.61%、48.24%、22.33，种子湿沙冷藏处理萌发能力次之，种子低温冷藏处理萌发能力最差。不同种源种子的萌发能力从高到低分别为新西伯利亚、巴尔瑙尔、阿尔泰、对照种源。

参考文献

[1] 梁立东.  欧洲垂枝桦种子萌发特性研究[J].  防护林科技，2017（1）：  32 - 36.

[2] 梁立东.  环境因子对欧洲垂枝桦种子萌发的影响[J].  林业科技，  2017，  42（2）：  10 - 13.

[3] 梁立东.  基质、  覆盖物、  播种深度和含水率对欧洲垂枝桦种子萌发的影响[J].  林业科技，  2017，  42（3）：  4 - 7.

[4] 李明文，  梁立东，  杜鹏飞.  种子处理方式对欧洲垂枝桦发芽率及苗木生长的影响[J].  防护林科技，  2017（2）：  11 - 13 + 48.

[5] 梁立东.  引进欧洲垂枝桦不同种源苗期选择研究[J].  林业科技，  2019，  44（4）： 15 - 18.

[6] 沈海龙.  苗木培育学[M].  北京：  中国林业出版社，  2009.

第1作者简介：  梁立东（1982-），  男，  硕士，  高级工程师，  主要从事树木组织培养及种苗培育和森林培育等方面的研究工作。

收稿日期： 2020 - 01 - 20

（责任编辑：   张亚楠）

Abstract The seed morphological characteristics and germination characteristics of different provenances were studied by introducing Russian different provenance seeds from Betula pendula. The results showed that there were no significant differences in seed water absorption ratin different provenances， but there were significant differences in seed length， seed width， seed thickness， seed wing length， seed wing width， 1000-grain weight， moisture content， viability， germination rate， germination potential and germination index; Novosibirsk has the largest seed， the highest quality， the best development， and the viable seeds were up to 82.75%; The seed germination ability of the mixed snow storage treatment was the strongest， and the germination rate， germination potential and germination index of the seeds of Novosibirsk reached 67.63%， 55.41% and 27.19， respectively while the seed germination ability from the control provenances were the worst and the germination rate， germination potential and germination index were 38.51%， 32.42% and 11.89% respectively.

Key words Betula pendula;  Different provenances;  Seed germination