程繼銘　閆興富

摘要：? 該文采用硅膠（快速脫水）和35 ℃電子恒溫干燥箱中脫水（緩慢脫水）、冷藏（4 ℃）和凍藏（-4 ℃）的方法，研究了遼東櫟種子的脫水和低溫敏感性及其對(duì)種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明：遼東櫟種子成熟散落時(shí)具有較高的含水量（96.0%）和萌發(fā)率（78.9%），無論是快速脫水還是緩慢脫水，萌發(fā)率、萌發(fā)速率、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)均隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)和含水量的降低呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，至脫水96 h后（快速和緩慢脫水種子含水量分別為66.0%和69.8%），種子全部失去活力。遼東櫟種子活力與含水量呈顯著的正相關(guān)關(guān)系，但輕度脫水可促進(jìn)種子萌發(fā)，快速脫水種子比緩慢脫水種子具有更高的脫水耐性。遼東櫟種子不能耐受低溫貯藏，萌發(fā)率、萌發(fā)速率、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)在4 ℃下冷藏30 d或-4 ℃下凍藏6 h后均顯著降低，冷藏90 d或凍藏48 h后種子全部喪失活力。

關(guān)鍵詞： 遼東櫟， 脫水耐性， 低溫貯藏， 種子活力

中圖分類號(hào)：? Q948.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：? A文章編號(hào)：? 1000-3142（2019）12-1691-11

Abstract：? Experiments of desiccation treated by silica gel （rapid desiccation） and electric constant temperature at 35 ℃ drying oven （slow desiccation） and cold （4 ℃） and frozen storage （-4 ℃） were conducted to investigate the sensitivity of Quercus wutaishanica seeds to desiccation and low temperature and their effects on the seed germination. The results showed that high water content （96.0%） and germination percentage （78.9%） of Q. wutaishanica seeds at shedding period. The germination percentage （GP）， germination rate （GR）， germination index （GI） and vigor index （VI） of seeds desiccated rapidly and slowly all exhibited trends of decline， with the prolonging of desiccation time and the decreasing of seed water content. Desiccation treatment of 96 h （the water content of seeds desiccated rapidly and slowly was 66.0% and 69.8%， respectively） led to entire loss of seed viability. A significantly positive relationship was detected between the seed viability and water content of Q. wutaishanica seeds， while slight desiccation facilitated the seed germination. Seeds desiccated rapidly had higher tolerance to drying compared with seeds desiccated slowly. Seeds of Q. wutaishanica could not tolerate low temperature storage and the GP， GR， GI and VI all markedly declined after being coldly storage at 4 ℃ for 30 d or frozenly storage at -4 ℃ for 6 h. Cold storage at 4 ℃ for 90 d or frozen stored at -4 ℃ for 48 h resulted in that all seeds lost their viabilities.

Key words： Quercus wutaishanica， desiccation tolerance， low temperature storage， seed viability

根據(jù)種子貯藏行為的差異，可將種子分為正常性種子（orthodox seed）和頑拗性種子（recalcitrant seed） 2種類型（Roberts， 1973），前者在發(fā)育過程中經(jīng)歷一個(gè)明顯的脫水階段，因而可在較低含水量條件下長(zhǎng)期保存，而后者在發(fā)育期間不經(jīng)歷成熟脫水過程，散落時(shí)仍保持較高的含水量和代謝活性，因而對(duì)脫水反應(yīng)敏感（Berjak et al.， 2004; Ntuli et al.， 2014）。頑拗性種子在同一植物內(nèi)和不同植物間具有高度、中度和輕度頑拗性之分（文彬，2008; Jayasuriya et al.， 2012），對(duì)于同一批種子而言，脫水速度不同，其脫水耐性也有差異。一般認(rèn)為，快速脫水比緩慢脫水更有利于種子在較低含水量條件下存活（Wesley-Smith et al.， 2001），即種子在脫水至含水量相同的條件下，快速脫水的種子活力更高，因?yàn)榭焖倜撍煽s短種子脫水脅迫的時(shí)間，從而降低代謝脅迫的積累（Walters et al.， 2001; Berjak et al.， 2004）;相反，緩慢脫水延長(zhǎng)了水分在種子內(nèi)保持的時(shí)間而加劇引起種子傷害的劣變（Waters et al.， 2001）。例如，木菠蘿（Artocarpus heterophyllus）種子的胚軸脫水至含水量約0.37 g·g-1時(shí)，慢速脫水和快速脫水種子的存活率分別為0和100% （Wesley-Smith et al.， 2001），頑拗性的假檳榔（Archontophoenix alexandrae）種子也有類似的脫水反應(yīng)（邵玉濤等， 2006）。在頑拗性種子生物學(xué)研究中，通常用種子含水量作為評(píng)價(jià)種子脫水耐性的指標(biāo)（李磊等， 2014），頑拗性種子存在一個(gè)含水量臨界值，當(dāng)種子脫水至這一含水量臨界值以下時(shí)，活力會(huì)迅速降低（Pammenter & Berjak， 2000; 何惠英和宋松泉， 2003）。

頑拗性種子不僅對(duì)脫水反應(yīng)敏感，而且還因其成熟時(shí)具有較高含水量而對(duì)通常的低溫貯藏條件反應(yīng)敏感（Li & Pritchard， 2009; Walters et al.， 2013），即在適合正常性種子貯藏的條件下，頑拗性種子的貯藏壽命一般很短（文彬，2008; Berjak & Pammenter， 2013），因?yàn)槠湓诜N子發(fā)育和萌發(fā)階段之間沒有明顯的界限，在種子貯藏期間必須保持其活力，導(dǎo)致其適宜貯藏的時(shí)間大大縮短，且在貯藏期間容易自動(dòng)萌發(fā)（辛霞等， 2007）。盡管溫帶地區(qū)的頑拗型種子不能耐受脫水，但其可耐受較低的溫度條件（文彬，2008）。例如，栓皮櫟（Quercus variabilis）種子的發(fā)芽率在5 ℃下半密閉貯藏100 d無顯著降低，但在貯藏期間自動(dòng)萌發(fā)現(xiàn)象較為普遍（辛霞等，2007）。因此，探索此類種子的低溫貯藏技術(shù)仍是生產(chǎn)實(shí)踐中面臨的一項(xiàng)重要任務(wù)，尤其是溫帶地區(qū)櫟屬植物的種子，秋季成熟散落而春季萌發(fā)的適應(yīng)性意味著其在漫長(zhǎng)的冬季可能會(huì)隨時(shí)面臨低溫引起的死亡風(fēng)險(xiǎn)。

遼東櫟（Quercus wutaishanica）是我國(guó)暖溫帶落葉闊葉頂極群落的重要優(yōu)勢(shì)樹種之一，對(duì)暖溫帶落葉闊葉林的外貌、結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)和種類組成都具有重要影響?；诜N子繁殖的實(shí)生更新對(duì)維持遼東櫟遺傳多樣性和群落穩(wěn)定性具有重要作用，但該種子沒有休眠期，種子成熟散落后可迅速萌發(fā)建立幼苗。種子頑拗性可能在櫟屬植物中普遍存在（Dickie & Pritchard， 2002; Xia et al.， 2012），閆興富等（2011）通過沙埋和風(fēng)干貯藏的方法證明了遼東櫟種子的輕度頑拗性，但有關(guān)其種子脫水和低溫耐性方面仍缺乏系統(tǒng)的研究。本研究以取自六盤山區(qū)的遼東櫟種子為材料，研究了不同脫水（緩慢脫水和快速脫水）和低溫短期貯藏對(duì)種子萌發(fā)的影響，研究結(jié)果不但可豐富和完善頑拗性種子生態(tài)學(xué)理論，而且可為探索遼東櫟種子的長(zhǎng)期貯藏方法及種苗繁育等林業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。

1材料與方法

1.1 種子的采集

試驗(yàn)用遼東櫟種子于2016年9月20日采自六盤山國(guó)家自然保護(hù)區(qū)（106.9°—106.30° E， 35.15°—35.41° N）龍?zhí)读謭?chǎng)的遼東櫟植株林冠下，于采集次日將種子帶回實(shí)驗(yàn)室，挑選無蟲蛀、大小基本一致的種子備用，種子鮮重為（3.05±0.38） g （n=100）。

1.2 種子脫水和含水量測(cè)定

1.2.1 快速脫水（硅膠處理）取大小為20 cm × 15 cm的自封袋27個(gè)，先在袋內(nèi)裝入變色硅膠，取上述挑選好的種子40 個(gè)（種子與硅膠的質(zhì)量比約1∶10），手工剝皮后裝入自封袋，單層擺放種子以保證與硅膠充分接觸，再將自封袋置于室溫約25 ℃實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的干燥器中;分別脫水1、2、4、8、12、24、48、72、96 h后，各取出3袋種子作為3次重復(fù)進(jìn)行種子含水量（water content）和活力測(cè)定;取每一袋內(nèi)的6枚種子用于測(cè)定含水量，用電子天平稱其鮮重后再用單面刀片切成約1 mm厚的薄片，置于103 ℃的烘箱中烘干48 h后稱重，以干重為基礎(chǔ)計(jì)算種子含水量百分比;剩余種子用于活力測(cè)定。種子含水量和活力測(cè)定均以新采集的未進(jìn)行脫水處理種子作為對(duì)照。

1.2.2 緩慢脫水（恒溫干燥箱脫水）取直徑為120 mm的培養(yǎng)皿27個(gè)，分別取上述挑選好的種子手工剝皮后單層置于培養(yǎng)皿中，每一培養(yǎng)皿中40個(gè)種子，將培養(yǎng)皿加蓋后置于35 ℃的電子恒溫干燥箱中干燥脫水;分別在脫水處理1、2、4、8、12、24、48、72、96 h后，各取出3個(gè)培養(yǎng)皿作為3次重復(fù)進(jìn)行種子含水量和活力測(cè)定，種子含水量測(cè)定方法同上;剩余種子用于活力測(cè)定。種子含水量和活力測(cè)定均以新采集且未進(jìn)行脫水處理的種子作為對(duì)照。

1.3 種子低溫貯藏

冷藏：取大小為25 cm × 15 cm的透氣尼龍網(wǎng)袋15個(gè)，將上述挑選好的種子手工剝皮后裝入網(wǎng)袋內(nèi)，每一網(wǎng)袋裝入種子各30個(gè)，然后將裝好種子的網(wǎng)袋置于4 ℃冰箱內(nèi)貯藏，分別于貯藏的7、14、30、60、90 d后，各取3袋作為3次重復(fù)進(jìn)行種子活力測(cè)定。

凍藏：取與上述大小相同的透氣尼龍網(wǎng)袋18個(gè)，將種子手工剝皮后每一網(wǎng)各裝入30個(gè)，網(wǎng)袋置于-4 ℃冰箱內(nèi)貯藏，分別于貯藏的1、3、6、12、24、48 h后，各取3袋作為3次重復(fù)進(jìn)行種子活力測(cè)定。冷藏和凍藏處理種子均以新采集且未經(jīng)貯藏的種子作為對(duì)照。

1.4 種子萌發(fā)和相關(guān)參數(shù)計(jì)算

種子萌發(fā)于14 h光照/10 h黑暗（光照強(qiáng)度約為140 μmol·m-2·s-1）條件下，光照下溫度為25 ℃，黑暗為15 ℃。取上述經(jīng)脫水和貯藏處理的30個(gè)種子進(jìn)行活力測(cè)定，將種子播于內(nèi)徑為12 cm，裝有約1.5 cm厚濕沙（用前以清水洗凈后于103 ℃烘箱中烘干48 h）的培養(yǎng)皿中;播種時(shí)將種子平放于濕沙中，輕壓種子使與濕沙充分接觸以利于吸水。播種后將培養(yǎng)皿置于SPX-330-C智能人工氣候箱（上?，槴\設(shè)備有限公司）中，每24 h觀測(cè)記錄種子萌發(fā)一次，以胚根伸出5 mm為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)（Liu et al.， 2005），記錄萌發(fā)的種子數(shù)，并測(cè)定萌發(fā)種子的胚根長(zhǎng)度。萌發(fā)試驗(yàn)過程中適時(shí)澆水，保持沙子濕潤(rùn)，連續(xù)觀察記錄至連續(xù)2周沒有種子萌發(fā)為止。

評(píng)價(jià)種子的活力參數(shù)包括種子萌發(fā)率（germination percentage， GP）、萌發(fā)速率（germination rate， GR）、萌發(fā)指數(shù)（germination index， GI）和活力指數(shù)（vigor index， VI），分別按照以下公式計(jì)算：

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

將本研究所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行平方根轉(zhuǎn)換后，用Pearson相關(guān)分析法分析種子含水量與萌發(fā)率間的相關(guān)性;用單因素方差（One-way ANOVA）分析不同脫水階段與對(duì)照間種子含水量和萌發(fā)參數(shù)差異以及不同貯藏時(shí)期及其與對(duì)照種子間萌發(fā)參數(shù)的差異。所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析均在SPSS13.0中進(jìn)行。

2結(jié)果與分析

2.1 種子脫水過程中含水量與活力變化

從圖1可以看出，遼東櫟種子在成熟散落時(shí)（未脫水處理）具有較高的含水量（96.0%），快速脫水1 h后含水量即顯著降低至89.7%，而在緩慢脫水的前2個(gè)階段（脫水1 h和2 h）含水量降低相對(duì)緩慢，至脫水處理4 h后種子含水量顯著降低（為88.9%）;2種脫水方法的脫水速率均在脫水4 h至8 h間略有放緩，此后隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)種子含水量又快速降低，至脫水處理的最后階段（72 h至96 h），含水量降幅均較小。

從圖2可以看出，無論是快速還是緩慢脫水，隨著種子含水量的減少，種子活力（萌發(fā)率）呈降低的趨勢(shì)。Pearson相關(guān)分析結(jié)果顯示，種子活力均與含水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系（Pearson相關(guān)系數(shù)分別為0.77和0.88，P<0.01）;在2種方法脫水的早期階段，種子活力都表現(xiàn)出一定的波動(dòng)，但兩種方法脫水至種子含水量基本一致（快速脫水8 h和緩慢脫水12 h后，含水量分別為84.1%和83.5%）時(shí)，快速脫水種子萌發(fā)率（77.8%）顯著高于緩慢脫水種子（58.9%） （P<0.05），兩者的萌發(fā)速率和萌發(fā)指數(shù)均差異顯著（P<0.05）;脫水96 h后，含水量分別為66.0%和69.8%時(shí)，種子全部失去活力。

2.2 脫水對(duì)種子萌發(fā)的影響

從圖3可以看出，未經(jīng)脫水處理的遼東櫟種子萌發(fā)率為78.9%，不論是快速脫水還是緩慢脫水，在脫水前期階段種子萌發(fā)率均呈波動(dòng)性增大趨勢(shì)，至脫水4 h達(dá)最大值（快速脫水和緩慢脫水分別為94.4%和82.2%），其中快速脫水的種子顯著高于對(duì)照;隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)，萌發(fā)率持續(xù)降低， 12 h后，快速和緩慢脫水均顯著低于對(duì)照（P<0.05），72 h后，萌發(fā)率分別降為53.3%和38.9%，脫水96 h后，萌發(fā)率均降至0。

脫水延緩了種子萌發(fā)進(jìn)程，不論是快速脫水還是緩慢脫水，萌發(fā)速率均隨脫水時(shí)間的延長(zhǎng)呈降低趨勢(shì)，其中在脫水8 h后的各脫水階段均顯著低于對(duì)照（P<0.05），尤其緩慢脫水條件下降幅更大，脫水72 h后，快速和緩慢脫水種子的萌發(fā)速率分別為4.03和1.90。值得注意的是，種子快速脫水4 h后萌發(fā)速率略有增大，但與對(duì)照間差異不顯著。

未脫水處理種子的萌發(fā)指數(shù)最大為3.31，隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)呈減小趨勢(shì)?？焖倜撍? h后略有增大，脫水8 h后的各脫水階段均顯著小于對(duì)照（P<0.05）;而在緩慢脫水過程中，萌發(fā)指數(shù)則隨脫水時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)減小，脫水4 h后的各脫水階段均顯著小于對(duì)照（P<0.05）;快速脫水和緩慢脫水72 h后的最小值分別為1.09和0.57。

在快速脫水過程中，活力指數(shù)先呈波動(dòng)性增大趨勢(shì)，脫水4 h后的最大值（571.03）顯著大于對(duì)照（P<0.05），此后隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)持續(xù)減小，脫水72 h后最?。?83.38），其中脫水24 h后的各脫水階段與對(duì)照間差異顯著（P<0.05）。在緩慢脫水過程中，活力指數(shù)在脫水4 h前的2個(gè)階段逐漸增大，但與對(duì)照間無顯著差異;4 h后各脫水階段均顯著小于對(duì)照（P<0.05），72 h后降低至211.59。

2.3 低溫貯藏對(duì)種子萌發(fā)的影響

2.3.1 冷藏冷藏7 d的種子萌發(fā)率降低至71.1%，但與對(duì)照差異不顯著，14 d后萌發(fā)率顯著降低（68.9%），30 d后急劇下降，60 d萌發(fā)率僅有5.6%，90 d后為0。種子萌發(fā)速率在冷藏7 d后從對(duì)照的11.02降至8.49，但14 d后又增大至10.94，30 d和60 d后分別大幅降至1.50和0.50，且均顯著低于對(duì)照和冷藏7 d和14 d種子（P<0.05）。

萌發(fā)指數(shù)在冷藏7 d和14 d后均不同程度減小（分別為2.55和3.28），但與對(duì)照差異不顯著，在冷藏30 d和60 d后分別快速降低至0.32和0.15，兩者均顯著低于對(duì)照和其他冷藏時(shí)期種子（P<0.05）?；盍χ笖?shù)隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，在冷藏7、14、30、60 d后從對(duì)照的485.17分別減小為417.38、380.59、94.18、28.98，且不同冷藏時(shí)期及其與對(duì)照間均差異顯著（P<0.05）。

2.3.2 凍藏遼東櫟種子在凍藏1 h后萌發(fā)率即顯著降低（72.2%），此后隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，24 h后萌發(fā)率僅有46.7%，48 h后全部喪失活力。萌發(fā)速率在凍藏1 h后略有增大（12.27），但與對(duì)照間無顯著差異;隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)，萌發(fā)速率持續(xù)顯著降低，各脫水階段均顯著低于脫水1 h種子（P<0.05），但除24 h種子（4.69）外的其他脫水階段均與對(duì)照間差異不顯著。

萌發(fā)指數(shù)在凍藏1 h后從對(duì)照種子的3.31上升至3.68，但3 h后即顯著減?。≒<0.05），隨著時(shí)間的繼續(xù)延長(zhǎng)持續(xù)減小，24 h后的最小值（1.41）顯著低于對(duì)照和其他所有凍藏時(shí)期種子（P<0.05）。活力指數(shù)隨著凍藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，3 h后各貯藏時(shí)期均顯著低于對(duì)照種子（P<0.05），24 h后達(dá)到最小值，為253.90，顯著低于對(duì)照和除凍藏3 h外其他所有凍藏時(shí)期種子（P<0.05）。注： “n”表示與對(duì)照種子間無顯著差異; “*”和“**”分別表示與對(duì)照種子間在P=0.05和P=0.01水平上差異顯著。

3討論

六盤山區(qū)的遼東櫟種子一般在9月中下旬成熟脫落，這一時(shí)期該區(qū)正值雨季后期，種子成熟散落于濕潤(rùn)的森林地表后可立即萌發(fā)，該種子屬于輕度頑拗性種子（閆興富等，2011），如遭遇干旱脅迫可能因脫水而失去活力。櫟屬植物種子的脫水敏感性可能是普遍存在的（Dickie & Pritchard， 2002; 辛霞等，2007; Xia et al.， 2012），研究發(fā)現(xiàn)，新成熟散落的遼東櫟種子具有較高含水量和萌發(fā)率，在快速和緩慢脫水條件下，萌發(fā)率、萌發(fā)速率、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)均隨著脫水時(shí)間的延長(zhǎng)和種子含水量的降低呈減小趨勢(shì)，這些結(jié)果證實(shí)了遼東櫟種子不能耐受脫水的典型頑拗性特征（邵玉濤等，2006; Xia et al.， 2015），種子未經(jīng)歷成熟前的脫水階段，散落時(shí)具有較高的含水量和代謝活性，因而對(duì)脫水反應(yīng)敏感（Ntuli et al.， 2014），即表現(xiàn)出頑拗性的本質(zhì)（Roberts， 1973; 何惠英和宋松泉，2003）。頑拗性種子在成熟散落之前即已啟動(dòng)萌發(fā)過程，是萌發(fā)中的“幼苗”，快速萌發(fā)有利于種子盡快吸收利用土壤水分，因?yàn)槌墒焐⒙淦诤兔劝l(fā)期之間的間隔期越長(zhǎng)，種子遭遇干旱脫水的風(fēng)險(xiǎn)越大。因此，頑拗性種子在成熟散落后大部分快速萌發(fā)，從而表現(xiàn)出較高的萌發(fā)率。遼東櫟種子的脫水敏感性和快速萌發(fā)特點(diǎn)也可能是對(duì)其分布區(qū)生境長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果，種子在濕潤(rùn)的雨季末散落可立即萌發(fā)，但此后要面臨冬春季節(jié)的低溫和干旱，種子快速萌發(fā)后既可通過主根獲取土壤水分而緩解接下來的脫水傷害（Berjak & Pammenter， 2013），又可避免動(dòng)物對(duì)種子的捕食和病原體感染（Jayasuriya et al.， 2012），因?yàn)闄祵僦参锓N子的萌發(fā)過程可將子葉中的大部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)快速轉(zhuǎn)移至主根貯藏起來，這種特殊的萌發(fā)方式可確保“幼苗”即使在子葉被動(dòng)物捕食的情況下，也可在翌年依賴主根貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保障自身的存活與生長(zhǎng)。

頑拗性種子的脫水耐性不僅取決于其頑拗性程度（Xia et al.， 2012），而且與脫水速率密切相關(guān)，在一定含水量范圍內(nèi)，種子脫水速率越快，耐受脫水能力越強(qiáng)（Walters et al.， 2001），即快速脫水可將頑拗性種子或胚（胚軸）脫水至更低含水量而保持較高活力（Wesley-Smith et al.， 2001），不同脫水速率下種子脫水耐性的差異可能與快速脫水使種子暴露于中間含水量狀態(tài)的傷害時(shí)間較短有關(guān)（Waters et al.， 2001; Berjak et al.， 2004; 邵玉濤等，2006），快速脫水引起的水分在種子中分布不均也可能提高種子的脫水耐性（Tompsett & Pritchard， 1998）。當(dāng)然，也有種子活力與脫水方法無關(guān)（Pritchard et al.， 1995），甚至完全相反的研究報(bào)道，例如，木奶果（Baccaurea ramilfora）種子慢速脫水時(shí)的耐性比快速脫水更高（路信等，2010）。本研究中，盡管遼東櫟種子活力與含水量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但快速脫水8 h和緩慢脫水12 h后，含水量基本一致時(shí)，前者萌發(fā)率顯著高于后者，且兩者的萌發(fā)速率和萌發(fā)指數(shù)均差異顯著。這一結(jié)果表明，水分在種子內(nèi)保持的時(shí)間越長(zhǎng)，脫水對(duì)種子發(fā)生劣變的影響可能越大（Waters et al.， 2001），類似的研究報(bào)道還有很多（Wesley-Smith et al.， 2001; 邵玉濤等，2006）。有研究認(rèn)為，快速脫水對(duì)種子造成的危害主要是機(jī)械或物理傷害（Liang et al.， 2002），因?yàn)榭焖倜撍姆N子在中等含水量下經(jīng)歷的水基氧化積累導(dǎo)致的傷害時(shí)間相對(duì)較短（Pammenter et al.， 2000），而緩慢脫水可能主要是代謝改變和損傷而引起的代謝傷害（Walters et al.， 2001），具體機(jī)制仍有待于進(jìn)一步的深入研究。

研究結(jié)果顯示，輕度脫水可促進(jìn)頑拗性種子萌發(fā)，從而提高萌發(fā)率（Konstantinidou et al.， 2008; 路信等，2010; 閆興富等，2011），這一現(xiàn)象與種子成熟散落時(shí)可能存在的后熟過程有關(guān)，在這一后熟過程中，輕度脫水可促進(jìn)種子的快速成熟，誘導(dǎo)與發(fā)育相關(guān)的合成事件（例如貯藏物合成）停止，并啟動(dòng)與種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)相關(guān)的合成過程（宋松泉和傅家瑞，1998），從而打開啟動(dòng)種子萌發(fā)過程的“開關(guān)”。本研究中，不論快速脫水還是緩慢脫水，遼東櫟種子活力均在脫水前期階段呈波動(dòng)性增大趨勢(shì)，表現(xiàn)為萌發(fā)率、萌發(fā)速率、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)增大，至脫水4 h萌發(fā)率達(dá)最大值，即輕度脫水促進(jìn)種子的萌發(fā)。這些結(jié)果均可從上述研究者的結(jié)論中得以證實(shí)，而且也可能是種子輕度脫水促進(jìn)幼苗建立的適應(yīng)性反應(yīng)，因?yàn)橛酌缫坏┥?，即可獲得種子階段不能得到的土壤水分供應(yīng)（Berjak & Pammenter， 2013）。因此，在以遼東櫟種子為材料的直播造林實(shí)踐中，林業(yè)生產(chǎn)部門通常在種子采收后將種子適當(dāng)通風(fēng)干燥以促進(jìn)種子快速萌發(fā)。

頑拗性種子的另一個(gè)特點(diǎn)是不能耐受低溫，在濕潤(rùn)條件下貯藏時(shí)易受低溫傷害而喪失活力（Li & Pritchard， 2009; Walters et al.， 2013），即在適合正常性種子貯藏的低溫、低含水量和密閉條件下，頑拗性種子的貯藏壽命通常只有數(shù)周或數(shù)月（Berjak & Pammenter， 2013），甚至?xí)涌旆N子的死亡（文彬，2008）。閆興富和曹敏（2006）認(rèn)為，要在不影響種子活力的前提下，在低至足以抑制或減慢萌發(fā)而又高至足以阻止低溫傷害的溫度下貯藏頑拗性種子，因?yàn)檩^高含水量和代謝活性使其對(duì)通常的低溫引起的傷害反應(yīng)敏感（Li & Pritchard， 2009; Walters et al.， 2013），甚至一些高度頑拗性種子在任何貯藏條件下都會(huì)快速萌發(fā)，以至于必須貯藏已經(jīng)萌發(fā)的種子。因此，在頑拗性種子的貯藏實(shí)踐中，只能通過適度降低貯藏溫度以延遲種子萌發(fā)（閆興富等，2011）。研究發(fā)現(xiàn)，盡管遼東櫟種子的部分萌發(fā)參數(shù)在低溫貯藏初期略有波動(dòng)，但在冷藏和凍藏條件下，種子活力均隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)呈減小趨勢(shì)，萌發(fā)率、萌發(fā)速率、萌發(fā)指數(shù)和活力指數(shù)在冷藏30 d后均大幅減小，冷藏60 d后僅有5.6%的種子保持活力，凍藏48 h后種子活力全部喪失。這些結(jié)果表明，盡管輕度頑拗性的遼東櫟種子能夠耐受一定程度的低溫，并能夠在野外自然條件下安全越冬（閆興富等，2011），但其僅能耐受實(shí)驗(yàn)室內(nèi)相對(duì)低溫下的短期貯藏，且其在發(fā)育和萌發(fā)階段之間沒有明顯界限，即缺乏正常性種子擁有的代謝關(guān)閉機(jī)制，導(dǎo)致在低溫貯藏期間自動(dòng)萌發(fā)現(xiàn)象非常普遍（Devine et al.， 2010; 周立彪等，2013）。另一方面，因?yàn)轭B拗性種子貯藏要求在水分飽和和保持種子活力的條件下進(jìn)行，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和自動(dòng)萌發(fā)的逐漸加劇，種子對(duì)低溫和脫水反應(yīng)可能更加敏感（閆興富等，2011; 周立彪等，2013）。其他一些櫟屬植物的頑拗性種子似乎對(duì)低溫有較好的耐性，如栓皮櫟種子的活力在5 ℃下貯藏100 d后仍無顯著降低（辛霞等，2007），冬青櫟（Quercus ilex）種子在3 ℃下貯藏11個(gè)月仍可保持較高活力（Pasquini et al.， 2011），紅櫟（Q. rubra）種子可以貯藏3～5 a，但在貯藏期間種子質(zhì)量逐漸降低（Bonner & Vozzo， 1987）。

此外，種皮對(duì)溫帶地區(qū)頑拗性種子順利度過冬季低溫可能具有一定保護(hù)作用，本研究的冷藏溫度（4 ℃）與上述相關(guān)研究中栓皮櫟和冬青櫟種子的貯藏溫度較為接近，但遼東櫟種子冷藏至60 d后僅有5.6%保持活力，表明4 ℃低溫對(duì)遼東櫟種子的傷害更為嚴(yán)重，可能因?yàn)閱适ХN皮保護(hù)的種子對(duì)低溫反應(yīng)更為敏感。事實(shí)上，遼東櫟種子在越冬期間除大量被動(dòng)物取食、萌發(fā)或因微生物侵染而霉?fàn)€外，翌年春季仍有部分種子能夠在凋落物保護(hù)下存活下來（個(gè)人觀察結(jié)果）。周立彪等（2013）在室外條件下將遼東櫟種子露天埋藏（30和50 cm）12周后，萌發(fā)率仍在90%以上，但自動(dòng)萌發(fā)現(xiàn)象嚴(yán)重，表明在有種皮保護(hù)的情況下，盡管在貯藏過程中部分種子自動(dòng)萌發(fā)，但不會(huì)導(dǎo)致活力喪失。據(jù)Bonner & Vozzo （1987）報(bào)道，櫟屬種子的胚根通常在2～5 ℃下可快速突破種皮（自動(dòng)萌發(fā)），這與本研究的遼東櫟種子在低溫貯藏期間的自動(dòng)萌發(fā)現(xiàn)象類似，這一結(jié)果可能也源于其對(duì)分布區(qū)生境的長(zhǎng)期適應(yīng)，尤其是后期散落的種子在該溫度下快速萌發(fā)可將子葉中的大部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移并貯藏于主根中，即使在這一期間子葉遭受動(dòng)物取食也不會(huì)對(duì)幼苗存活與生長(zhǎng)造成嚴(yán)重影響（閆興富等，2011）。因此，在自然生境下，遼東櫟種子可依賴種皮的屏障作用增強(qiáng)低溫耐性，并通過自動(dòng)萌發(fā)降低種子被動(dòng)物捕食和脫水死亡的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)?shù)亓謽I(yè)生產(chǎn)人員的“適度深埋的秋播優(yōu)于春播”的直播造林經(jīng)驗(yàn)也間接印證了這一結(jié)果。

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