核磁共振技术在沼生栎种子失水过程中水分相态变化

作者：袁鸣; 朱铭玮; 解志军; 康真; 张中会; ***^*

来源：林业科学, 2023, 59(11): 42-48.

• 沼生栎
• 顽拗性种子
• 失水
• 核磁共振技术

【目的】沼生栎以播种繁殖为主，但该种子对失水较敏感，具有顽拗性。本研究旨在探究沼生栎种子失水过程中水分相态的变化，探明半致死和致死含水量，为其运输、安全贮藏提供理论依据，也为其他顽拗性种子的研究提供参考。【方法】采用自然干燥法降低种子的含水量，利用核磁共振技术探求失水过程中种子内部水分相态、含量的变化，并结合种子发芽率的变化，分析各相态的水分在种子脱水中的作用。【结果】1)沼生栎种子初始含水量为38.0%，发芽率为96.00%。随着含水量的下降，种子发芽率不断下降，当含水量降至10.0%时，种子完全死亡。由拟合曲线计算得知种子的半致死含水量为17.39%。2)核磁共振波谱图表明，沼生栎种子水分质量(x)与核磁共振弛豫图谱峰面积(y)呈显著一元线性回归关系，其线性回归方程为：y=21 132x+698.05，相关系数R2=0.999 6。3)T2弛豫图谱中各峰从左至右依次为：束缚水T21、不易流动水T22、自由水T23。4)新鲜种子中自由水比例最高，占66.39%，而束缚水和不易流动水分别占4.28%、29.07%。失水过程中各相态水的结合能力、峰面积、峰比例也在不断变化。整个失水过程中束缚水性质稳定、不易脱除；不易流动水峰顶点整体向左偏移，结合能力增强；自由水流动性较强，峰顶点向右偏移。当含水量降至25.0%时，自由水峰面积显著下降，此时不易流动水和束缚水显著增加，比例也有所上升；当含水量继续降至20.0%时，束缚水峰面积及比例持续增大，不易流动水峰面积减小；随后各相态水峰面积均有所下降。【结论】随着失水时间的延长，沼生栎种子的发芽率不断降低，运输、贮藏过程中含水量不能低于其半致死含水量17.39%。失水过程中，沼生栎种子中始终存在束缚水、不易流动水、自由水3种相态的水分，且失水对沼生栎种子质量的影响很大，种子在受到失水胁迫时，为减缓水分的散失，维持细胞膜稳定性，水分的结合能力会变强。

• 单位
  南京林业大学; 南方现代林业协同创新中心; 苏州纽迈分析仪器股份有限公司