种子是植物进行散布、自身繁衍和度过不良环境的主要载体；而种子萌发是植物适应环境变化以实现自身繁衍的重要过程，对种群更新和分布区扩展起着潜在的决定性作用^[1–2]。种子萌发由其内在遗传因素和外界环境条件共同决定^[3–4]，不同植物由于种子形态结构多样，影响种子萌发的主导因素也差异较大^[5]。一些植物因种皮致密坚硬和透水透气性差导致种胚生长受到机械限制, 种子难以萌发, 这种硬实特性在豆科植物中表现尤为明显^[6]。硬实特性主要受遗传特性、生长环境、种子成熟度和贮藏处理等因素的影响^[3]，对于同一种植物，硬实程度常因种子成熟度而异，成熟度越高，种皮往往更加紧实, 硬实程度也越高^[7]，其抗逆性和活力水平往往也越高, 这对于植物种子传播和物种延续非常有利^[8–9]，然而又会造成种子萌发率低和种群更新困难等问题^[10]。为破除硬实种子休眠和促进萌发, 常采用物理、化学和生物3种方法^[3]，但具体哪种方法最适宜，还需根据不同植物和种子成熟度等因素进行研究^[5]。

油楠(Sindora glabra Merr. ex de Wit)为苏木科(Caesalpiniaceae)油楠属高大乔木，天然分布于东南亚热带地区及我国海南乐东、东方、昌江、白沙、五指山、陵水、三亚以及万宁等地，是国家二级重点保护野生植物^[11–12]。油楠最为显著的特征之一是树干木质部受损后可分泌出油状液体，其可燃性与柴油相似^[13]，加之材质优良和树形美观，在油用、药用、材用和观赏等方面具有良好的开发利用前景^[14]。然而，因长期遭受采伐利用和生境破坏，海南岛油楠群落日益萎缩和种群数量急剧下降，其种群密度仅为1~2 ind. hm^–2[15]，再加上林下天然更新能力差^[12]，造成了现有油楠野生资源处于濒危状态。为加强油楠资源的保育, 已从生物学特性的野外调查^[12]、硬实休眠的破除方法^[16]和迁地保护的苗木繁育^[17]等方面开展了研究；但针对不同成熟度种子的萌发研究尚未见报道。目前有关硬实种子解除休眠的研究很多^{[6, 18]}，但根据不同成熟度硬实种子进行破除休眠的相关研究较少。鉴于成熟度是衡量种子质量的重要指标之一，对种子萌发特性、抗逆性及其幼苗更新产生重要影响^{[8, 19–20]}，有必要开展不同处理方法对油楠不同成熟度种子萌发特性影响的研究，为进一步阐述油楠濒危机制、迁地保护繁育苗木和制定物种保育策略提供科学依据。

在海南省五指山自然保护区内(109°30.2′ E, 18°50.0′ N)选择生长健壮和大量结实的同一油楠(Sindora glabra Merr. ex de Wit)单株(高12.0 m, 胸径33.5 cm)，分别于2008年8月8日和23日采集荚果而获取种子。根据荚果颜色和开裂程度将种子分为成熟和过熟2类，成熟种子的果荚为棕色或黄褐色、未开裂或稍有裂缝，种皮较紧实；过熟种子的果荚为黑色或黑褐色、完全开裂，种皮坚硬致密，外表具光泽。种子经现场去除种柄和剔除瘪粒后按不同成熟度装入密实袋中带回室内测定种子形态特征。

对成熟种子设置40℃、60℃、80℃热水浸泡24 h (编号分别为HW1、HW2和HW3)，98%浓硫酸浸泡5、10、15 min (编号分别为SA1、SA2和SA3) 和10、50、250 mg L^–1萘乙酸溶液浸泡30 min (编号分别为NAA1、NAA2和NAA3) 等9种处理方法，对过熟种子设置60℃、80℃、100℃热水浸泡24 h (编号分别为HW4、HW5和HW6) 和98%浓硫酸浸泡5、10、15、20、25 min (编号分别为SA4、SA5、SA6、SA7和SA8) 等8种处理方法，以清水室温浸泡24 h为对照(CK)，每个处理3次重复。由于成熟种子偏少，成熟种子的每个处理均为50粒，而过熟种子的每个处理均为100粒。

将处理后的种子用清水反复冲洗，在广州中国林业科学研究院热带林业研究所苗圃(113°23′ E, 23°11′ N)进行播种和萌发观察。播种基质为经消毒的干净河沙，播种容器为长方体塑料盆，长、宽和高分别为85 cm、25 cm和20 cm；播种后定期浇水，每2~3 d记录萌发种子数量，持续31 d。统计计算发芽率、发芽势、发芽指数和发芽时间^[21]。

采用Excel 2007软件对数据进行分析和制图, 并用SPSS 20.0软件进行单因素方差分析、非参数检验和多重比较。

油楠成熟和过熟种子的千粒重、长度、宽度、厚度和含水率存在显著差异，成熟种子的千粒重和含水率分别是过熟种子的1.39倍和1.44倍，其长、宽和厚度也显著高于过熟种子(表 1)。

表 1(Table 1)

表 1 油楠不同成熟度种子特性 Table 1 Characters of Sindora glabra seeds with different maturities 千粒重 1000-seed weight (g) 长度 Length (cm) 宽度 Width (cm) 厚度 Thickness (cm) 含水率 Moisture content (%) 成熟 Mature 2780.0±110.1a 2.16±0.13a 1.81±0.14a 1.11±0.09a 12.37±1.31a 过熟 Over-mature 1998.6±93.0b 1.93±0.12b 1.55±0.14b 1.01±0.07b 8.60±0.87b 同列数据后不同字母表示差异显著(P＜0.05)。下表同。 Data followed different letters indicate significant differences at 0.05 level by Duncan’s Multiple Range Test. The same is following Tables.

表 1 油楠不同成熟度种子特性 Table 1 Characters of Sindora glabra seeds with different maturities

不同处理对成熟种子萌发的影响不同，成熟种子在播种后5 d开始发芽，但其发芽进程和速率差异显著，HW1、NAA1、NAA2处理和对照种子自播种后5 d开始大量发芽并持续到13 d，而后发芽速率下降，播种后31 d发芽率均在46%以上; HW2和NAA3处理的发芽速率居中，播种后7 d开始集中发芽并持续至13 d, 播种31 d后发芽率约为30%；SA1、SA2、SA3和HW3处理的发芽进程缓慢并持续至15 d，且发芽率均低于17% (图 1)。不同处理对油楠成熟种子的发芽率、发芽势、发芽指数和发芽时间均有显著影响(表 2)，HW1和NAA2处理的效果最好，种子发芽率、发芽势和发芽指数均高于55%、48%和5.5；SA1、SA2和SA3处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数均显著低于对照；萘乙酸处理的发芽效果较好，但不同浓度间的发芽率存在显著差异，NAA1处理的发芽率、发芽势和发芽指数与对照相近，NAA3处理的发芽率、发芽势和发芽指数均分别比对照低20.0%、20.7%和1.4;热水处理的种子发芽率、发芽势和发芽指数差异显著，HW1处理的种子发芽率比对照显著提高10.6%，而HW3处理的最低，其种子发芽率、发芽势和发芽指数比对照显著降低42.7%、39.4%和3.7。浓硫酸浸泡处理的种子发芽时间显著迟于对照，其他处理的种子发芽时间与对照差异不显著。

图 1(Fig. 1)

图 1 不同处理对油楠成熟种子萌发的影响 Fig. 1 Effects of different treatments on germination of mature seeds of Sindora glabra

表 2(Table 2)

表 2 不同处理对油楠成熟种子萌发的影响 Table 2 Effects of different treatments on germination of mature seeds of Sindora glabra 处理 Treatment 发芽率(%) Germination rate 发芽势(%) Germination vigor 发芽指数 Germination index 发芽时间 Germination days HW1 57.3±4.2a 48.7±5.8a 5.7±0.4a 10±2b HW2 31.3±12.1c 25.3±12.7b 3.1±1.2b 11±3b HW3 4.0±2.0f 3.3±2.3c 0.4±0.2d 11±2b SA1 16.7±4.6de 2.7±1.2c 1.7±0.5cd 18±2a SA2 10.0±5.3ef 2.0±2.3c 1.0±0.5d 16±3a SA3 5.3±4.2f 2.7±3.1c 0.5±0.4d 15±4a NAA1 46.0±8.7b 42.0±7.2a 4.6±0.9a 9±1b NAA2 56.0±2.0a 48.7±4.2a 5.6±0.2a 10±1b NAA3 26.7±3.1cd 22.0±6.0b 2.7±0.3bc 11±1b CK 46.7±6.0b 42.7±2.3a 4.1±1.5a 10±0b

表 2 不同处理对油楠成熟种子萌发的影响 Table 2 Effects of different treatments on germination of mature seeds of Sindora glabra

不同处理对油楠过熟种子发芽时间、发芽进程和发芽速率的影响差异显著(图 2), SA7和SA8处理的种子于播种后9 d开始发芽，11 d萌发最多并持续至15 d，以后趋于缓慢，播种后31 d发芽率均高于80%；SA5和SA6处理的种子自播种后13 d开始发芽，17 d大量发芽并持续至23 d，之后趋于平缓；HW4、HW5、HW6、SA4处理和对照的种子发芽比较缓慢，发芽率低于13%。不同处理对油楠过熟种子的发芽率、发芽势、发芽指数和发芽时间均有显著影响(表 3), 以浓硫酸处理的效果最好，热水处理的次之，对照最差。随着浓硫酸处理时间的延长，种子的发芽率和发芽指数均显著提高，SA8处理的发芽率高达97.7%，发芽率、发芽势和发芽指数分别比对照提高了90%、76%和7以上，且发芽时间显著缩短了9 d；热水处理的种子发芽率、发芽指数和发芽时间与对照存在显著差异，而不同热水处理间的差异不显著。

图 2(Fig. 2)

图 2 不同处理对过熟种子发芽的影响 Fig. 2 Effects of different treatments on germination of over-mature seeds of Sindora glabra

表 3(Table 3)

表 3 不同处理对油楠过熟种子萌发特性的影响 Table 3 Effects of different treatments on germination characters of over-mature seeds of Sindora glabra 处理 Treatment 发芽率(%) Germination rate 发芽势(%) Germination vigor 发芽指数 Germination index 发芽时间 Germination days HW4 8.7±1.5f 0.3±0.6c 0.47±0.12f 19±2bc HW5 11.7±1.5ef 0.3±0.6c 0.63±0.12ef 19±1bc HW6 12.0±1.0ef 0.7±0.6c 0.67±0.06ef 19±1b SA4 13.0±1.0e 0.7±0.6c 0.70±0.10e 20±0bc SA5 39.3±6.4d 1.0±0.0c 1.93±0.28d 21±1ab SA6 60.7±4.7c 1.3±5.0c 3.27±0.29c 19±1bc SA7 80.7±5.7b 24.7±1.5b 5.17±0.50b 17±1d SA8 97.7±1.5a 76.7±17.1a 7.87±0.25a 13±1e CK 6.0±1.0g 0.0±0.0c 0.27±0.06g 22±2a

表 3 不同处理对油楠过熟种子萌发特性的影响 Table 3 Effects of different treatments on germination characters of over-mature seeds of Sindora glabra

本研究结果表明，热水、浓硫酸和萘乙酸处理对油楠种子的萌发均有显著影响，且解除种子休眠的效果也差异显著。40℃热水和50 mg L^–1萘乙酸对成熟种子的处理效果最好，其种子发芽率较对照显著提高约10%，发芽势和发芽指数较对照也有提高，而其他处理对成熟种子的萌发效果均不理想, 尤其是高温度热水和强腐蚀性的处理方法效果最差。对于过熟的种子，采用98%浓硫酸浸泡25 min的效果最好，其发芽率、发芽势和发芽指数分别比对照显著增加了90%、76%和7以上，且发芽时间显著缩短了9 d，而其他处理的发芽率、发芽势和发芽指数也均有提高，且发芽时间明显缩短。大量研究表明，酸蚀或热水处理是破除硬实种子物理休眠的有效方法，这两种方法在处理大批量种子上比较实用, 且处理时间也相对较短^[22–23]。本研究也表明，对于成熟种子，采用一定温度的热水处理效果较好，而对于过熟种子则采用浓硫酸处理的效果更好。总体上，油楠成熟种子的萌发率不超过60%, 这可能与观测时间和种子特性有关。李海滨等^[16]对尖峰岭油楠种子萌发的研究表明，用50℃热水浸泡的种子30 d和90 d的发芽率分别为33.3%和95.3%;而直接播种的种子30 d和90 d后的发芽率分别为10.7 %和79.3%。本研究中40℃热水和清水(对照)浸泡的种子31 d的发芽率均大于前者30 d的发芽率，表明种子来源不同会造成种子硬实度的差异, 最终导致发芽率不同^[5]，而观测时间的延长则有助于一些硬实种子在后期开始吸胀并萌发。

油楠成熟和过熟种子的千粒重、大小和含水率存在显著差异，且对照处理下的熟与过熟种子萌发特性也存在显著差异，由此推测种子硬实度应该随成熟度的增加而显著增加。刘金平等^[24]对合欢(Albizia julibrissin)不同成熟度的种子特性进行研究，认为乳熟、蜡熟和完熟种子的千粒重和含水率随成熟度的增加而不断下降，而硬实率则迅速增加。李婷等^[10]对国槐(Sophora japonica)不同成熟期的种子形态特征和内含物进行研究，认为从成熟期到过熟期，种子的种皮颜色逐步加深、种皮结构更致密、种子重量和含水率均呈下降并稳定的趋势。因此，对于硬实类种子而言，种子硬实特性与成熟度紧密相关，且与种子含水率呈显著负相关。荚果和种子的形态学和生理学特征可以作为判断种子硬实程度的有效指标^[7]。种子硬实程度的差异，导致了不同处理方法在解除硬实休眠时产生不同的效果^[5]。油楠成熟种子可能含有相当比例的非硬实种子，这类种子还没有完全形成比较坚硬的种壳, 种皮细胞具有一定的渗透性，遇水较易吸胀^[8]，采用腐蚀性弱的化学处理或温水浸泡处理效果较好。过熟种子因表皮致密坚硬，即使用100℃热水也难以软化坚硬的种皮，而采用浓硫酸才能腐蚀坚硬的种皮，使胚根和胚芽的张力足以突破种壳束缚，从而促进种子的萌发^[25–26]。对于豆科硬实类种子来说，成熟度既是体现种子硬实程度和活力水平的重要指标^[8–9]，又是破除种子休眠的参考依据^[5]，因此，宜根据种子不同成熟度采取有针对性的处理措施来解决硬实种子的物理休眠^[27]，尤其是对于濒危植物来说，种子获取较难且数量偏少，在进行萌发处理时，宜先采取逐步升温的方法，高温浸泡后还未吸胀的种子再用浓硫酸处理，这样既节约成本，又可以提高种子发芽率，降低高温和浓硫酸对非硬实种子的伤害，提高种子发芽率^[21]。

过熟种子自然萌发率低于10%，推测过熟种子的硬实率应该高于90%；而油楠天然更新时，种子待果荚完全开裂弹出后落地并在适宜的环境下才能萌发，其种子硬实度应该高于过熟种子，在天然状态下萌发率可能更低和萌发时间可能更长，从而导致其种群更新困难^[12]。野外调查时，观察到油楠树下有许多坚硬的种子未萌发且少有幼苗或幼树，种群密度不足20 ind. hm^–2[12]，而其分布生境相似，均为保护树种青皮(Vatica mangachapoi)，其幼树和幼苗的密度分别超过6927和11150 ind. hm^–2[28]。由此可见，油楠天然更新能力差和竞争能力弱。另一方面，李意德等^[15]对尖峰岭三分区乔木层群落的研究表明，胸径≥12 cm以上的油楠种群密度为1 ind. hm^–2，显著低于青皮的48 ind. hm^–2，表明了油楠种群数量少。有学者认为，植物濒危的主要原因有两方面：一是植物本身的生物学特性，二是环境胁迫的作用和人类活动的干扰^[29]。油楠过熟种子萌发率和萌发速率低，使其在种间竞争中处于不利地位，其种子的硬实特性也是导致该物种自然更新困难的内在原因。此外，由于乱砍滥伐和毁林开荒等活动，造成了天然生境不断遭受破坏以及油楠种群面积与数量不断减少^[30–31]，这种人类活动的剧烈干扰是导致油楠种群濒危的外在因素。因此，建议既要在原地保护的基础上，进一步加强保护区边缘的低密度种群或散生单株的保护^[32]，尽量减少人为不必要的干扰；同时，又要根据不同成熟度种子采取温水或浓硫酸处理方法提高种子萌发率和缩短萌发时间，解除种子硬实特性造成的种子休眠以促进种子繁育^[33]，从而实现油楠资源的异地保存。