北方主要落叶栎类种子形态特征和养分含量的研究

落叶栎是温带和暖温带地区森林的主要组成树种，也是我国北方森林的主要建群树种和优势种，资源分布面积广、生态适应性强，具有重要的经济价值和生态价值。本研究以中科院北京植物园内10种落叶栎类的种子为研究对象，测定了种子的形态指标（长度、宽度、直径、体积、种脐、包被长）、营养物质含量（含水量、可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白）以及矿物质含量（氮、磷、钾、钙、镁）。采用单因素方差分析、相关分析、主成分分析法以及聚类分析等方法，分析了不同树种种子间各指标的差异性和相关性，以期为落叶栎类的分类、种子鉴定以及种质评价提供依据。得出如下结论： （1）不同树种间种子长度、宽度和体积变化幅度分别为17.226～27.034mm、11.388～17.490mm和1.642～4.966cm3；百粒重变化幅度为155.394g463.266g。方差分析结果显示，树种间种子的长度、直径、体积、种脐、包被长、种子长宽比、包被长/种长和种子百粒重都存有差异显著。 （2）相关分析结果表明，落叶栎类种子的8个形态特征指标间存有复杂的相关性，所表达的数理意义呈现出重复和冗余。因子分析法所提出的种子百粒重、包被长、种长/种径三个公因子特征值反映了种子形态间的绝大部分差异（96.891%），并根据这三个公因子将8个指标划分为三类，即百粒重、包被长及种子形状（种长/种径）。聚类分析结果表明，可以利用种子百粒重、包被长、种长/种径3个公因子对落叶栎进行快速的分类。 （3）栎类种子有机养分以淀粉、可溶性糖和可溶性蛋白为主，其中淀粉含量在各树种间的差异不显著；而可溶性糖和可溶性蛋白的含量在树种间差异较大，达到了极显著水平（P<0.01）；种子中可溶性成分含量差异说明种子在萌发过程中有差异，研究表明，栎类种子中可溶性糖和可溶性蛋白两者含量占干物质的8.549%以上，淀粉含量占干物质的33.159%，是可溶性糖和可溶性蛋白两者含量的4倍；不同树种种子间矿物质含量差异明显，其中氮、钙、镁的含量差异达到了极显著水平（P<0.01），磷、钾的含量差异达到了显著水平（P<0.05）。 （4）相关分析结果显示，种子形态特征与种子养分含量之间存在复杂的相关性，种子形态特征分析中提取的三个因子（长宽比和包被长以及百粒重）与栎类种子的养分含量呈显著相关，三个指标很大程度上体现了种子的养分含量。聚类分析结果也显示，可以利用种子百粒重、包被长、种长/种径3个公因子对快速判断落叶栎种子品质的好坏。