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      樟樹、陰香種子特性及貯藏研究

      2021-05-06 10:56:35董斌張暉黃永芳李榮喜劉文湯慧敏黃敏張祥會
      江蘇農(nóng)業(yè)科學 2021年4期
      關(guān)鍵詞:貯藏樟樹種子

      董斌 張暉 黃永芳 李榮喜 劉文 湯慧敏 黃敏 張祥會

      摘要:樟樹和陰香是兼具觀賞價值和經(jīng)濟價值的優(yōu)良樹種,現(xiàn)實生產(chǎn)中以播種繁殖為主。為進一步提高樟樹和陰香種子的利用效率,對其基本特性和貯藏規(guī)律進行系統(tǒng)研究,結(jié)果表明:(1)樟樹種子千粒質(zhì)量為(143.96±2.22)g,陰香種子千粒質(zhì)量為(177.49±3.18)g,均屬于小粒種子;(2)樟樹和陰香種子浸種后快速吸水并進行離子交換,結(jié)合吸水增量曲線和電解質(zhì)滲透增量曲線,樟樹、陰香的最佳浸種時間為24~48h;(3)樟樹和陰香種子脂肪含量分別達(40.70±1.38)%和(52.42±0.60)%,這類脂類種子在貯藏過程中須低溫低氧遮光,防止油脂酸敗影響種子活力;(4)不同貯藏方式對樟樹和陰香種子活力維持時間的影響有差異,從長至短依次為低溫干藏、常溫濕藏、常溫干藏。因此,遮光、密封、4℃低溫、7%~10%含水量的貯藏條件有利于樟樹和陰香種子的貯藏。

      關(guān)鍵詞:樟樹;陰香;種子;浸種;貯藏

      中圖分類號:S792.230.1文獻標志碼:A

      文章編號:1002-1302(2021)04-0110-06

      作者簡介:董斌(1982—),男,廣東廣州人,博士,副教授,研究方向為園林學、作物學。E-mail:bbeenn@163.com。

      通信作者:張暉,博士,講師,研究方向為經(jīng)濟林及森林培育。E-mail:jetaime830115@sohu.com。

      樟樹(Cinnamomumcamphora)、陰香(Cinnamomumburmannii)為樟科樟屬常綠大喬木,在我國南方地區(qū)作為大眾喜愛的園林樹種被廣泛種植。樟樹和陰香木材結(jié)構(gòu)細致,色澤明亮且紋理交錯,防蛀耐腐,不易變形開裂,廣泛用于家具、裝飾和雕刻,尤其樟木自古以來就是名貴木料。樟樹和陰香可以提煉天然香料、食品添加劑、潤滑劑、藥劑藥材等,已生產(chǎn)出冰片、廣桂油、樟油等特色產(chǎn)品[1-3]。樟樹和陰香種子提取物也是天然殺蟲殺菌劑和防腐劑,對昆蟲、細菌和病毒具有廣譜抑制作用;兩者葉片揮發(fā)油香氣怡人,并能殺死空氣中的細菌從而凈化空氣[4]。因此,樟樹和陰香被我國列為優(yōu)質(zhì)樹種并大力推廣,苗木需求巨大,市場上多以種子繁殖為主。

      但是,這2種樹種需生長8~10年才開始結(jié)實,20年后才進入正常結(jié)實期,天然林每年結(jié)實較少[5]。此外,樟樹、陰香種子不易貯藏,華南地區(qū)常隨采隨播。當前,針對樟樹和陰香種子開展的研究不多。樟樹種子研究范圍主要集中在不同種源差異[6-8]、耐脫水及貯藏特性[9]、種子休眠和貯藏機制[10-11]、催芽方式[12-13]等方面。針對陰香種子的[LL]研究較少,僅有周紀剛等簡要提及種子貯藏及繁育等技術(shù)[14-15],缺乏數(shù)據(jù)支撐。因此,針對樟樹種子和陰香種子基本特性及貯藏方式開展系統(tǒng)研究,對于深入了解其種子特性,保護種質(zhì)資源,提高種子利用率均具有積極意義。

      1材料與方法

      1.1試驗材料

      從廣西壯族自治區(qū)調(diào)入樟樹種子和陰香種子各1批,調(diào)入前經(jīng)過調(diào)制和混樣,可直接進行后續(xù)試驗。所有試驗在華南農(nóng)業(yè)大學經(jīng)濟林研究中心實驗室進行。

      1.2試驗方法

      1.2.1種子品質(zhì)檢測

      參照國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局GB2772—1999《林木種子檢驗規(guī)程》,測定樟樹種子和陰香種子的大小、千粒質(zhì)量、吸水性、電導率變化等指標。

      1.2.1.1種子大小的測定采用游標卡尺隨機測定50粒×3組種子的縱軸長和橫軸長,用電子分析天平隨機稱取100?!?組種子的質(zhì)量,計算其平均值。

      1.2.1.2種子含水量的測定采用高恒溫烘箱干燥法。隨機抽取50?!?組樟樹、陰香種子置于小鋁盒中,放置于130℃的恒溫干燥箱中干燥4h,在室溫條件下用電子天平稱取烘干前與烘干后的種子質(zhì)量。

      種子的含水量Δm=m0-mT。

      式中:m0為烘干前的質(zhì)量,mT為烘干后的質(zhì)量。

      1.2.1.3吸水曲線測定隨機抽取30粒種子于常溫水中浸泡,每隔2h取出種子,用濾紙吸干表面水分后稱質(zhì)量,直到吸水量不再增加。樟樹種子和陰香種子各3次重復。

      種子吸水率=種子的吸水量/種子質(zhì)量×100%。

      1.2.1.4電解質(zhì)滲漏量的測定

      隨機抽取30粒種子分別置于50mL錐形瓶,倒入50mL去離子水,每隔2h用DDS-11AGA型電導率儀測定電導率數(shù)值。樟樹種子和陰香種子各3次重復。

      1.2.2種子營養(yǎng)成分的測定

      可溶性糖的測定采用蒽酮比色法;淀粉含量的測定采用蒽酮法;粗脂肪含量的測定采用索氏抽提法;蛋白質(zhì)含量的測定通過提取蛋白質(zhì)上清液后,用ND-1000分光光度計測定。

      1.2.3種子活力的測定

      采用TTC染色法。以50℃溫水浸泡48h后,縱向切開,用0.5%的TTC溶液,在30℃的恒溫箱內(nèi)黑暗條件下染色18h,檢查胚的染色情況,以胚和胚乳全部染色判斷為有活力的種子。

      每次重復選用50粒種子,3次重復。

      1.2.4種子貯藏對樟樹種子和陰香種子分別采用以下3種方式貯藏,根據(jù)貯藏方式設(shè)置相應(yīng)測量時間,直至相應(yīng)處理的種批活力低于50%為止。

      (1)低溫干藏:給予0~4℃低溫干燥貯藏,每1個月測1次種子活力;

      (2)常溫濕藏:常溫條件下,以1層種子和1層凈濕沙的方式堆疊貯藏,濕沙含水量控制在飽和含水量的60%左右,每15d測1次種子活力;

      (3)常溫干藏:常溫條件下,在室內(nèi)通風陰涼處進行干藏,每1周測1次種子活力。

      1.3數(shù)據(jù)分析

      采用MicrosoftExcel17.0、SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。

      2驗結(jié)果與分析

      2.1種子的形態(tài)指標

      樟樹種子呈褐色,球形至扁球形,外表硬革質(zhì)、有光澤,平滑。陰香種子棕褐色至黑褐色,紡錘形,兩端鈍尖,外表肉質(zhì),微具紋路。

      對樟樹種子和陰香種子形態(tài)指標進行測定,由表1可見,樟樹種子平均橫徑為(6.22±0.57)mm,最大橫徑為8.01mm,最小橫徑為4.97mm;平均縱徑為(6.59±0.63)mm,最大縱徑為8.28mm,最小縱徑為5.24mm。陰香種子平均橫徑為(4.83±0.54)mm,最大橫徑為6.45mm,最小橫徑為3.61mm;平均縱徑為(7.97±0.95)mm,最大縱徑為10.17mm,最小縱徑為6.02mm。

      2.2種子的物理特性

      由表2可見,樟樹種子為6828~7160粒/kg,單粒平均鮮質(zhì)量為0.14g,平均干質(zhì)量為0.13g,(氣干)千粒質(zhì)量為(143.96±2.22)g,絕對千粒質(zhì)量為(127.45±2.00)g,相對含水量為(10.09±0.17)%,絕對含水量為(127.69±0.19)%。

      陰香種子為5512~5764粒/kg,單粒平均鮮質(zhì)量為0.18g,平均干質(zhì)量為0.16g,(氣干)千粒質(zhì)量為(177.49±3.18)g,絕對千粒質(zhì)量為(160.38±2.87)g,相對含水量為(9.64±0.16)%,種子絕對含水量為(140.11±0.19)%。

      2.3種子的吸水曲線和吸水增質(zhì)量曲線

      由圖1、圖2可見,樟樹、陰香的種子通過自然吸水增質(zhì)量,截至浸種96h,樟樹種子由原質(zhì)量(7.09±0.19)g,增質(zhì)量至充分吸水后的(9.05±0.36)g,增質(zhì)量27.64%;陰香種子由原質(zhì)量(4.95±0.19)g,充分吸水后質(zhì)量達(6.93±0.32)g,增質(zhì)量40.00%。

      由圖3可見,樟樹、陰香種子在初始浸水前4h迅速增質(zhì)量,隨后吸水量逐步降低,吸水曲線線形出現(xiàn)明顯單峰。隨后2種種子繼續(xù)緩慢吸水,樟樹、陰香種子24h吸水量分別為飽和吸水量的82.14%、88.89%;48h吸水量分別為飽和吸水量的95.92%、98.99%,達水飽和狀態(tài)。

      2.4種子的電解質(zhì)滲漏變化曲線

      對電解質(zhì)滲漏量進行跟蹤測量,由圖4可見,浸種導致樟樹種子和陰香種子浸種液電解質(zhì)滲漏量不斷增加,至24h,樟樹種子電解質(zhì)滲漏量增至(248.33±52.54)μS/(cm·g·h),陰香種子增至(179.00±20.89)μS/(cm·g·h)。對應(yīng)電解質(zhì)滲漏增量曲線(圖5)可見,樟樹、陰香種子電解質(zhì)滲漏增量浸種前[KG*8]2[KG*3]h[KG*8]出現(xiàn)明顯峰值,分別為74.67、52.00μS/(cm·g·h)。隨后增幅波動下降,8h后電解質(zhì)滲漏增量較小。

      2.5種子的主要營養(yǎng)物質(zhì)測定

      由表3可見,樟樹種子蛋白質(zhì)和脂肪百分含量較高,屬高蛋白高油脂種子,其中蛋白質(zhì)含量為(44.07±5.40)g/100g,脂肪含量為(40.70±1.38)g/100g,而糖含量為(3.30±0.33)g/100g,淀粉含量更低,僅為(0.17±0.02)g/100g。陰香種子脂肪含量較高,屬于油脂類種子,脂肪含量為(52.42±0.60)g/100g,而糖含量為(4.25±0.72)g/100g,蛋白質(zhì)含量為(12.49±1.22)g/100g,淀粉含量最低,僅為(0.47±0.07)g/100g。

      2.6樟樹、陰香種子貯藏試驗

      分別對樟樹、陰香種子采取常溫干藏、常溫濕藏和低溫干藏,比較不同貯藏方式對于2種種子貯藏期的影響。由表4可見,常溫濕藏含水量最高,其中樟樹種子為11.25%~14.67%,陰香種子為11.38%~12.61%;低溫干藏含水量次之,樟樹種子為7.47%~10.09%,陰香種子為7.73%~9.71%;常溫干藏含水量最低,樟樹種子為6.70%~8.69%,陰香種子為4.19%~5.52%。

      由圖6可見,不同貯藏方式對樟樹種子貯藏期長短影響較大。以活力低于50%為臨界點,樟樹種子常溫濕藏僅能貯藏2個月,常溫干藏可達3個月,而低溫干藏則可達6個月。樟樹種子活力降低由快至慢依次為常溫濕藏>常溫干藏>低溫干藏。

      陰香種子貯藏時間較樟樹種子短(圖7),仍以種子活力低于50%為臨界點,陰香種子常溫濕藏僅可貯藏2個月,常溫干藏可貯藏2.5個月,而低溫干藏則可貯藏4個月,陰香種子活力降低由快至慢依次為常溫濕藏>常溫干藏>低溫干藏。

      3結(jié)論與討論

      試驗結(jié)果顯示,樟樹種子約為(6828~7160)粒/kg,千粒質(zhì)量約為143.96g;陰香種子約為(5512~5764)粒/kg,千粒質(zhì)量約為177.49g。2種種子的橫縱徑均在8mm以內(nèi),綜合判斷樟樹種子和陰香的種子均屬于小粒種子。一般來說,中、小粒種子適宜貯藏的含水量為7%~10%[16]。結(jié)合含水量測定數(shù)據(jù)顯示,本批種子的含水量控制在適宜貯藏范圍。

      樟樹和陰香種皮透水性好,兩者在初始浸水4h內(nèi)即快速吸水。陰香種子吸水較樟樹種子快,主要原因是陰香種皮較薄,膜質(zhì),有利于吸水;而樟樹種皮較厚,殼質(zhì),影響了吸水。樟樹、陰香種子吸水量24h分別為飽和吸水量的82.14%、88.89%;48h吸水量分別為飽和吸水量的95.92%、98.99%,已達水飽和狀態(tài)。浸種造成樟樹、陰香種子電解質(zhì)滲漏含量增加,在浸種2h達到峰值,較吸水量峰值的4h早了2h。種子細胞膜系統(tǒng)在脫水狀態(tài)及吸漲初期存在損傷不完整,會導致種子內(nèi)的溶質(zhì)在浸種初期通過細胞膜從細胞內(nèi)滲漏出去[17]。伴隨吸水過程,細胞膜磷酯由膠狀向水合液晶狀轉(zhuǎn)變并恢復半透膜特性[18],選擇性允許某種分子或離子擴散進出,所以電解質(zhì)滲漏速率逐漸下降。

      浸種過短會導致種子未吸漲水影響萌發(fā),而浸種過長也會導致種子內(nèi)部物質(zhì)流失,影響發(fā)芽率[19]。結(jié)合吸水增量曲線和電解質(zhì)滲透增量曲線,樟樹種子和陰香種子的最佳浸種時間為24~48h。此外,在浸種過程中發(fā)現(xiàn)2種種子浸種液均容易渾濁。相關(guān)研究顯示,樟樹種子浸提液對高羊茅(Festucaarundinacea)、白三葉(Trifoliumrepens)和狗牙根(Cynodondactylon)這3種草坪種子的萌發(fā)和幼苗生長有抑制作用[20]。因此,應(yīng)及時更換渾濁的浸種液,尤其前期更須頻繁更換。

      種子有4大類主要營養(yǎng)物質(zhì),分別是糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、淀粉。糖類和脂肪為呼吸作用基質(zhì),蛋白質(zhì)主要用于合成原生質(zhì)和細胞核。在糖類或者脂肪缺乏時,蛋白質(zhì)也可以通過轉(zhuǎn)化作用成為呼吸基質(zhì),供后續(xù)生長萌發(fā)。樟樹和陰香種子的粗脂肪含量分別為(40.70±1.38)g/100g和(52.42±0.60)g/100g,均屬于高油脂類型。此外,樟樹種子的蛋白質(zhì)含量也較高,蛋白含量能為代謝和發(fā)育提供氮素來源[21],油脂降解能為萌發(fā)提供必需的碳源和能量[22]。值得關(guān)注的是,種子成分影響貯藏,其中脂肪較糖類、蛋白質(zhì)更易水解和氧化,油脂酸敗會產(chǎn)生丙二醛和游離脂肪酸等有毒物質(zhì),嚴重影響種子活力[23]。如花生(Arachishypogaea)種子,其脂肪含量高達46%以上,蛋白質(zhì)含量達26%~36%[24],相對于其他谷物類種子難貯藏,容易受霉菌等微生物危害,適合在低溫干燥環(huán)境中貯藏[25-26]。

      結(jié)合貯藏試驗發(fā)現(xiàn),樟樹種子和陰香種子采取低溫干藏方式貯藏最久,樟樹種子可貯6個月,陰香種子可貯4個月,而采用常溫干藏、常溫濕藏均不理想。不同貯藏方式對2種種子貯藏時間由長至短依次為低溫干藏、常溫干藏、常溫濕藏,該結(jié)果與其高脂肪含量吻合。相關(guān)研究表明,高溫會加速種子內(nèi)部脂質(zhì)氧化和變質(zhì),促進蛋白質(zhì)變性和膠體凝固,影響種子的貯藏期[27];種子溫度越高呼吸作用越強,有機物質(zhì)消耗越快,貯藏時間越短;呼吸作用產(chǎn)生水,種子中自由水的出現(xiàn)會使酶活化,使各種生理活動尤其是物質(zhì)的分解過程加速進行并產(chǎn)生一系列有害代謝產(chǎn)物,降低種子活力[28]。這點也在試驗結(jié)果中得到證實,控制在4℃低溫,7%~10%含水量,遮光,密封的冰箱低溫貯藏方式最有利于樟樹種子和陰香種子的貯藏。

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