水浸和濃硫酸處理對刺槐種子發芽的影響

姜清山+李爽

摘 要：該研究以刺槐種子為材料，經不同的水浸和酸浸處理，置床觀察，研究了不同水浸條件和不同酸浸條件對刺槐種子萌發的影響，旨在明確刺槐種子萌發對不同初始水浸溫度、不同酸浸時長以及其相應吸脹時長條件。試驗結果表明，水浸處理刺槐種子時，在用初始水溫為70～80℃浸種，并浸泡一晝夜以后，得到較高的發芽率和發芽勢，其值分別為83.3%和73.3%；濃硫酸酸浸處理刺槐種子時，在濃硫酸酸浸處理40min后，浸泡五晝夜的刺槐種子萌發最好，其發芽率和發芽勢分別為93.3%和73.3%。

關鍵詞：刺槐；水浸；酸浸；發芽率；發芽勢

中圖分類號 S792.99 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）16-0034-04

刺槐（Robinia pseudoacacia），又名洋槐，屬于豆科刺槐屬，原產于北美洲，20世紀初被引入中國。刺槐為豆科蝶形花亞科刺槐屬落葉喬木或灌木，常見于我國中部和東部，其樹冠高大，葉色鮮綠，每當開花季節綠白相映，素雅而芳香，可作為行道樹、庭園觀賞樹、工礦區綠化及荒山荒地綠化的先鋒樹種。根部有根瘤，有提高地力之效。刺槐木材堅硬，耐水濕，可供礦柱、枕木、車輛、農業用材；冬季落葉后，枝條疏朗向上，很像剪影，造型有國畫韻味。葉含粗蛋白，是許多家畜的好飼料；花是優良的蜜源植物，刺槐花蜜色白而透明，深受消費者歡迎嫩葉、花可食，現已成為城市居民的綠色蔬菜；種子榨油供做肥皂及油漆原料[1-5]。

在石漠化地區，刺槐對當地環境條件表現出較好適應性，是當地群落的常見種和植被恢復的先鋒物種。不僅如此，由于刺槐具有極強的生態適應能力（抗旱、耐鹽堿、防風固沙），近年來，其種子被廣泛應用于生態工程建設、礦山生態恢復、石漠化治理、公路鐵路邊坡生物防護等。但刺槐種子特別堅硬，種皮質密，透水性差，打破刺槐種子休眠、提高種子萌發率是一個難題[1-5]。

本文研究了刺槐不同時間與不同溫度的水浸和不同時長的濃硫酸浸種，以及不同吸漲時間的差異，旨在為刺槐種子的品質鑒定、合適的處理條件及科學播種等研究提供方法和理論依據，對刺槐的種子調撥、播種前處理及其鑒定具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 發芽測定所需刺槐種子從凈度測定后的純凈種子中提取。用4分法將種子分成4份，從每份中隨機提取25粒組成100粒，4次重復。按照此方法取出不同處理方法所需的全部刺槐種子。為了預防霉菌感染，干擾檢驗結果，檢驗所使用的種子和各種物件一般都要經過消毒滅菌處理：（1）檢驗用具的消毒滅茵：培養皿、紗布、小鑷子仔細洗凈，并用沸水煮5～10min；（2）種子的消毒滅菌：目前常用的有升汞、過氧化氫等。藥劑種類不同，處理的方法和時間也不一致。種子用0.2%～0.5%的高錳酸鉀溶液浸2h，取出用清水沖洗數次。

1.2 試驗設計 試驗于2015年3月10日在河北農業大學西校區林學樓森林培育試驗室進行。試驗采取隨機區組設計，共設冷水、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5個處理和濃硫酸浸種10min、20min、30min、40min、50min5個處理作對照。每組每次取出100粒放置在發芽床上，每個組次4個重復。置床后，將其蓋上鐘罩并在鐘罩上貼上標簽（注明樹種、組號、重復組號及日期，易于區分），放于恒溫箱中。本試驗同時研究種子吸脹不同晝夜（5晝夜之內）對刺槐種子的發芽情況，即1晝夜、2晝夜、3晝夜、4晝夜、5晝夜，共5個浸種標準。

1.3 試驗方法

1.3.1 種子預處理 這是本次試驗的關鍵步驟，按照預先設計的組別對提取出的種子進行不同的處理。其中，水浸的包括冷水（10℃左右）、20～30℃、50～60℃、70～80℃、沸水5個處理，而濃硫酸浸種分為10min、20min、30min、40min、50min5個處理。此處需注意在濃硫酸處理時，一定要不斷攪拌，并且待處理時間完成及時沖洗干凈，防止種子碳化，硫酸進入種胚使種子無發芽能力等。待處理后，放置于浸泡不同晝夜，備用。本次試驗種子預處理開始時間為2015年3月10日，2015年3月15日浸種結束。

1.3.2 制床和管理 置床時先把蒸餾水倒入培養皿中，水量為培養皿容積的大半，然后把托盤置于培養皿上，并且要把紗布條和濾紙襯在托盤上，用水陰濕，濾紙要放平且緊貼托盤，中間不可存留氣泡。然后將5組種子分別擺在5個發芽盤上，種粒間應保持一定的距離，擺完之后蓋上鐘罩。此外，鐘罩上要貼上標簽，注明樹種、組號、重復組號及日期。然后放入恒溫箱中，并使恒溫箱設定為25℃，全光照。每天檢查種子的發芽環境的水分和溫度狀況。輕微發霉的種子可用清水沖洗，沖洗干凈后仍放回發芽皿中。當發霉種粒種粒較多時，應及時更換發芽床和發芽器皿。

1.3.3 觀察與記載 發芽情況應每天觀察并及時記錄，尤其是需要統計并記錄每天正常發芽的種子數。記錄時要揀出正常發芽粒、腐壞粒和異狀發芽粒。與此同時，發霉的種子和發芽條件的異常波動等情況也需及時記錄。本次試驗從2015年3月12日開始觀察，到同年4月3日結束。（1）正常發芽粒：特大粒、大粒以及中粒種子的幼根長度為該種粒長度50%以上；小粒及特小粒種子的幼根長度應大于該種粒的長度。（2）異狀發芽粒：胚根較短，生長遲緩，并且異常瘦弱；胚根出自珠孔以外部位；胚根腐爛、卷曲；胚根呈負向地性；子葉先出；雙胚連結等情況。（3）腐壞粒：內含物腐爛的種粒。（4）發芽終止期：如果測定時，種子大部分發芽完了，并且連續5d發芽粒數不足供檢粒數的1%。

1.3.4 發芽結束時未發芽種子觀察 發芽測定結束時為發芽種子應逐一切開觀察，按照空粒、硬粒、新鮮未發芽粒以及腐壞粒分別記載。（1）新鮮未發芽粒：種粒的結構正常，或者胚根已經突破種皮，但是其長度尚未達到正常發芽粒標準的。（2）硬粒：種皮透性不良的新鮮未發芽的種粒。（3）空粒：僅具有種皮的種粒。endprint

1.3.5 發芽結果計算 （1）發芽率：是指測試種子發芽數占測試種子總數的百分比。

發芽率（%）=n/N*100

式中：n—正常發芽粒數；N—供檢種子總數。

發芽率按組計算，然后計算4組的算術平均值。其值不帶小數。組間的容許誤差見下表。如果沒有超過容許誤差，試驗結果可以認為是正確的，即以四組的平均百分數作為本次試驗的結果。

如果超過容許的誤差范圍，則測定結果認為不正確，需進行第二次測定。第二次測定（也可以與第一次測定同時做）和第一次測定的結果來計算次的平均發芽率，以兩次測定平均發芽率來查表，如兩次的結果相差不超過該表所規定的容許差距，則測定是符合要求的。如超過容許誤差，則應再做測定[8-9]。

（2）發芽勢：是指發芽種子數達到高峰時，正常發芽種子的粒數與供檢種子總數的百分比。

發芽勢（%）=達高峰時正常發芽的種子粒數/供檢種子總數×100

按分組計算，然后求4組的平均值。計算到小數點后一位。發芽勢的計算及誤差要求同發芽率[8-9]。

1.4 數據分析 根據試驗得到的結果，計算出個情況下對應的發芽率和發芽勢。利用Excel軟件進行作圖比較，建立水浸和酸浸不同情況下的發芽率表和發芽勢表，并通過對上述表進行對比分析，得出結果。

2 結果與分析

2.1 水浸處理対刺槐發芽影響分析

2.1.1 水浸處理対刺槐發芽影響發芽率分析 由表1和圖1可以看出，就發芽率而言的總體趨勢為先上升后下降，但浸泡5晝夜的種子則表現出先下降后上升的趨勢。對于浸泡1、4晝夜的刺槐種子來說，最合適的水浸溫度為70～80℃，其發芽率分別可達到83.3%、73.3%；而浸泡2晝夜的較適浸種水溫有2個，分別為50～60℃、70～80℃，其發芽率均是66.7%；而對于浸泡3晝夜的刺槐種子，其最適宜的浸種水溫為50～60℃，發芽率為63.3%；再比較浸泡5晝夜的刺槐種子后，可以得知其在冷水中浸泡足夠時間亦可得到較高的發芽率。

2.1.2 水浸處理対刺槐發芽影響發芽勢分析 由表2和圖2可知，水浸處理的刺槐種子發芽勢的總體趨勢跟發芽率大體相同，總體呈現隨水溫的升高發芽勢也是先上升后下降。對于發芽勢，浸泡1晝夜發芽勢最高的依然還是70～80℃，其發芽勢為73.3%；浸泡2、4晝夜的刺槐種子發芽勢在50～60℃、70～80℃均為持平并且較高，其發芽勢分別為50.0%、53.3%；浸泡三晝夜時，發芽勢較高是在50～60℃，其發芽勢為50.0%；而在浸泡5晝夜時，出現2個高點，第一個是在冷水時，第二個是在70～80℃，其發芽勢均為46.7%。

綜合上述，水浸處理刺槐種子時，比較發芽率和發芽勢可知，刺槐種子在用初始水溫為70～80℃浸種，并浸泡1晝夜以后，得到較高的發芽率和發芽勢，即就此次試驗的數據得用初始水溫70～80℃浸種，并浸泡1晝夜為刺槐種子處理的最佳條件。同時可知，從浸種初始水溫看，處理刺槐種子浸種初始水溫最佳為70～80℃；從吸脹時長來看，處理刺槐種子最佳的條件為浸泡4晝夜。

2.2 酸浸處理対刺槐發芽影響分析

2.2.1 酸浸處理対刺槐發芽影響發芽率分析 從表3和圖3可以看出，發芽率的總體趨勢是呈現上升的。對于浸泡1、2晝夜的刺槐種子，最佳的酸浸時長是50min，其發芽率分別為83.3%、76.7%；而浸泡3晝夜的刺槐種子，在20～30min均較高并為持平狀態，其發芽率均為73.3%；而浸泡了4晝夜的刺槐種子出現了2個較高點，其較高的發芽率值均為76.7%，第一個較高點出現在10min，第二個最高點出現在50min；對于浸泡了5晝夜的刺槐種子，最高點出現在40min，最高發芽率達到93.3%，次高點出現在50min，其發芽率為90.0%。

2.2.2 水浸處理対刺槐發芽影響發芽勢分析 從表4和圖4中的數據得出，酸浸處理的刺槐種子的發芽勢的總體趨勢為先下降后上升的趨勢。對于發芽勢，具體的又可以分出2種不同的情況，一種是只有一個最高點的，包括浸泡2、4、5晝夜；另一種情況為兩個較高點并在較高點持平，有浸泡1、3晝夜的刺槐種子。對于只有一個至高點的情況，2、4、5晝夜的最高點分別出現在50min、10min、40min，其最高的發芽勢分別為50.0%、60.0%、73.3%，其中浸泡四、五晝夜的次高值均出現在50min，其次高發芽勢為53.3%、60.0%。相對應的另一種有2個較高點的情況，浸泡一晝夜的刺槐種子的2個較高點分別出現在40min、50min，其發芽勢均為66.7%；浸泡了3晝夜的刺槐種子的2個較高點出現在20min、30min，其發芽勢均為73.3%，而其次高點依然出現在50min，發芽勢為66.7%。

綜合上述可知，濃硫酸酸浸處理刺槐種子時，比較發芽率和發芽勢可得，在濃硫酸酸浸處理40min后，浸泡5晝夜的刺槐種子萌發最好。同時，就此次試驗可知，從濃硫酸處理情況看，最好的條件為浸種50min；從酸浸處理后刺槐種子浸泡時長考慮，最佳條件為浸泡3晝夜。

3 結論

3.1 不同浸種水溫對洋槐種子的影響 試驗結果表明，不同浸種水溫對刺槐種子的發芽有極顯著影響，也表現出一定的規律，隨著浸種水溫的升高，洋槐種子的發芽率、發芽勢2項指標均有所上升。在浸種水溫為70～80℃時基本達到最高。通過試驗與統計能初步確定70～80℃的浸種水溫為刺槐種子萌發的最佳浸種水溫。同時，在試驗初始溫度處理條件相同時，浸泡時長對刺槐種子的發芽率和發芽勢也有一定影響。

3.2 濃硫酸浸種時間對洋槐種子發芽的影響 試驗結果表明，98%濃硫酸不同酸蝕時間對刺槐種子的發芽影響顯著。濃硫酸酸蝕可促進刺槐種子發芽，其中以浸種50min處理效果最佳，而過長時間浸種則可能會抑制洋槐種子發芽。同時，在酸浸時間相同條件下，水浸泡時間対刺槐種子的發芽率和發芽勢的也呈現出較顯著的影響。endprint

4 討論

本試驗表明，98%濃硫酸浸種確實能加快刺槐種子發芽率，利用該方法處理種子具有一定應用價值，但如果處理不當也會出現一些問題，如攪拌不及時、酸浸時間過長等，均會影響種子的萌發；而熱水浸種的處理方法易取材、成本低、操作簡便、效果好，是一種試驗測定或小規模應用的好方法，但熱水浸種的最佳發芽情況不如酸浸。兩種試驗設計均為以后相關研究提供了試驗數據和試驗結果作為參考依據。

同時有一些問題還有待進一步探討：一是驗設計上還存在局限性，不夠完善。本次試驗不論是不同水溫浸種設計還是濃硫酸不同酸蝕時間設計都采用以發芽率和發芽勢為結果依據，過于單一。通過閱讀其他文獻了解到，再次研究相關課題時，可以設計成統計發芽的速度，即發芽的平均天數[6]；或是統計種子吸水率[1]；亦或是以統計發芽指數和活力指數[7-10]；再或者是結合一些生理指標的測定[11]。二是本次試驗的試驗結果不理想，未達到理想狀態，發芽率和發芽勢都存在一定的波動。推測其原因主觀上可能是試驗操作者缺乏經驗，采取了不當措施或試驗過程中出現失誤，客觀上可能是選用的刺槐種子自身生活力弱、技術措施或試驗相關材料限制，而與試驗設計本身的可行性無關。研究結果的總體趨勢基本一致說明試驗設計中包含了最佳處理，同時也驗證了試驗結果的正確性。

參考文獻

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