金佛山方竹種子質(zhì)量分級標準研究

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(1.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院， 貴陽 550025)

竹類植物是重要的禾本科經(jīng)濟植物，是我國重要的森林資源之一，一年種植連年持續(xù)利用等特性而備受青睞[1]。金佛山方竹(Chimonobabusautilis(Keng) Keng f.)屬竹亞科寒竹屬方竹組，為復(fù)軸混生型中小徑竹，是中國的特有種之一[2]。見于黔北5個縣和重慶市南緣萬盛區(qū)，南川市及云南省個別縣，總面積約3.3萬hm2。其竹筍是中秋出筍，質(zhì)地晶瑩、筍肉肥厚、味美鮮嫩，遠銷國內(nèi)外，有“竹類之冠”的美譽[3]。其竹材纖維適中，是造紙、纖維板、竹器編織的上好原料，為當?shù)匾豁椫匾慕?jīng)濟資源[4]。

竹類植物不易開花[5-6]，而且自然條件下常不結(jié)實或結(jié)實率低[7-8]，使得竹子種子成為一類少見但重要的林木種質(zhì)資源[9]。多年來一直沿用的母竹移栽發(fā)展竹林，成活率不高、耗費人工量大，而且消耗竹材，成本高、效率低，制約了金佛山方竹產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而，近十年來，金佛山方竹陸續(xù)零星開花，能采集到一定數(shù)量的種子，由于種子質(zhì)量良莠不齊，而其質(zhì)量的優(yōu)劣對金佛山方竹的出苗率起著十分關(guān)鍵的作用。自1989年起，秦自生等[10]對冷箭竹種子特性及自然更新進行了研究，緊接著國內(nèi)一些專家學(xué)者對部分竹子種子特性及苗期生長發(fā)育情況進行了研究[11-14]。近年來，黃美秀等[15]曾對不同時間采集的12個種源地竹子種子進行竹子種子試驗；徐振國等[1]對廣西4種叢生竹種子形態(tài)特性與萌發(fā)進行了研究實驗；楊漢奇等[16]對云南6種竹子種子萌發(fā)和貯藏特性進行了初步研究。目前，有關(guān)金佛山方竹種質(zhì)特性的研究尚未報道，缺少相應(yīng)的種子質(zhì)量分級標準，故無法對其種子品質(zhì)進行檢驗，因此研究并制定金佛山方竹種子質(zhì)量標準對其發(fā)展高產(chǎn)竹林具有重要意義。本研究在對3個產(chǎn)地的金佛山方竹種子凈度、千粒重、含水量等5個指標進行測定，在結(jié)合林木種子質(zhì)量分級研究基礎(chǔ)上，初步制定質(zhì)量分級標準，以期規(guī)范其種子質(zhì)量。

1 材料與方法

1.1 材 料

本次實驗所選用的金佛山方竹種子于2017年5月上旬在云南彝良小草壩及貴州桐梓獅溪鎮(zhèn)、黃連鄉(xiāng)3個地方收集，經(jīng)貴州大學(xué)茍光前教授鑒定為禾本科植物金佛山方竹種子。

1.2 方 法

1.2.1 凈度分析

種子的純凈度是種子質(zhì)量的一項關(guān)鍵性指標，是劃分種子級別的重要依據(jù)。以下都按中華人民共和國國家標準林木種子檢測規(guī)程[GB 2772—1999][17]測定，采用“徒手減半分取法”：稱取種子3 500 g，將純凈種子、夾雜物(包括其他植物種子、粘滯性種子)分開，分別稱其重量，達到容許差值時，最后計算各成分的百分率。

1.2.2 千粒重測定

隨機取充分混勻的凈種，每份100粒，重復(fù)稱重，2份重量的差值與平均數(shù)不超過5%，若超過再分析第3份重復(fù)，直到達到要求，取數(shù)值差距小的2份計算平均重量，得到百粒重，再乘以10，得到千粒重[18-19]。

1.2.3 含水量

用105 ℃恒溫法：首先將稱量瓶烘干、稱重，將充分混勻的純凈種子隨機取100粒，3次重復(fù)，然后將種子置于稱量瓶內(nèi)，一并置于105 ℃的恒溫烘箱內(nèi)，每隔2 h取出，放入干燥器內(nèi)冷卻后稱重，直至恒重，最后計算含水量。

1.2.4 生活力測定

采用紅四氮唑法(TTC法)[20-22]。

1.2.5 發(fā)芽率測定

發(fā)芽標準為突破種子種皮的胚軸長度到達種子自身的長度[23-24]。在充分混勻的凈種子中隨機取3 份，重復(fù)，每重復(fù)100 粒種子，選用有機塑料發(fā)芽盒，在發(fā)芽槽上鋪上1層薄薄的衛(wèi)生棉，并保持其種子發(fā)芽所需的濕度。在25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，光周期為8 h/16 h( 晝/夜) 。

1.2.6 分析方法

采用Excel對數(shù)據(jù)進行整理，應(yīng)用SPSS 18.0對種子凈度、含水量、千粒重等5個指標數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、相關(guān)性及主成分分析，采用平均數(shù)加減標準差法[25-27]將金佛山方竹種子質(zhì)量分為3個等級。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子特性

收集到的成熟金佛山種子種皮較厚，光亮，呈黃綠色，種仁白色。凈度在87.25%～95.35%之間，平均值為91.05%(見表1)，黃連的雜質(zhì)最多，一般為細小的枝梗葉，基本無重型混雜物。千粒重為239.22～286.88 g，平均值為260.02 g，黃連的種子千粒重最低，均值才達到239.22 g，主要是由于未成熟和干癟種子較多。小草壩的種子千粒重最大，其種子比較均勻，較大且飽滿。含水量為62.45%～68.95%，均值為65.87%。也是小草壩的種子含水量最高，黃連種子則最低。種子生活力在76.00%～90.00%之間，平均為82.00%。其中小草壩與黃連種子生活力差異顯著。種子發(fā)芽率差異較大，發(fā)芽率范圍為68.00%～87.00%，其中小草壩種子的發(fā)芽率較黃連高出近20.00%。綜上各項指標數(shù)據(jù)獲知：同一品種，不同來源，種子質(zhì)量間存在明顯差異，并呈現(xiàn)出黃連<獅溪<小草壩的種質(zhì)差異趨勢。這可能是受該地的地理、氣候、溫濕、海拔等條件長期影響造成的差異。

表1 金佛山方竹種子各指標檢測值

種源凈度(%)千粒重(g)含水量(%)生活力(%)發(fā)芽率(%)NO.195.35280.0668.4584.0084.00小草壩NO.293.22286.8867.5090.0087.00NO.389.64254.6063.6782.0080.00NO.187.83257.6268.9585.0078.00施溪NO.291.94255.1865.5080.0077.00NO.393.68242.0667.5083.0076.00NO.188.85257.2062.4578.0071.00黃連NO.291.67239.2264.5076.0068.00NO.387.25267.3964.3380.0076.00最小值87.25239.2262.4576.0068.00最大值95.35286.8868.9590.0087.00平均值91.05260.0265.8782.0077.44標準差2.8015.812.304.155.88

2.2 種子質(zhì)量指標的主成分分析

從表2可知，金佛山方竹種子的幾個指標間均表現(xiàn)出一定的正相關(guān)關(guān)系。種子的發(fā)芽率最能反映種子的質(zhì)量狀況，發(fā)芽率至關(guān)重要，可直接反映田間出苗率，是確定播種量的主要依據(jù)[7]。能作為種子質(zhì)量分級的首要依據(jù)，以種子的發(fā)芽率為相關(guān)中心，其中，發(fā)芽率與千粒重、生活力關(guān)系極顯著，分別達到了0.814、0.901；而與千粒重的相關(guān)性最弱，只達到0.403。說明凈度不宜用作判斷的主要指標，而千粒重與生活力兩者可以作為衡量種子規(guī)格的質(zhì)量指標。

表2 金佛山方竹種子質(zhì)量指標相關(guān)分析

因子凈度千粒重含水量生活力發(fā)芽率凈度1.000千粒重0.2071.000含水量0.4710.3411.000生活力0.3200.687*0.716*1.000發(fā)芽率0.4030.814**0.5880.901**1.000

注：“*”表示在0.05水平顯著相關(guān)，“**”表示在0.01水平極顯著相關(guān)。

由表3可得，凈度的特征值最大，達到3.268，但可通過后期加工、增加篩選次數(shù)來提高質(zhì)量，不能反映種子的內(nèi)在品質(zhì)，再結(jié)合表2數(shù)據(jù)共同表明凈度不能作為其質(zhì)量分級的主要標準。而千粒重的特征值僅次于凈度，也達到了0.940，而且千粒重可反映種子成熟情況、飽滿程度、植株長勢和種子質(zhì)量等。因此可說明：千粒重可作為評價金佛山方竹種子質(zhì)量的主要指標。雖然含水量的特征值較生活力大，但含水量是影響種子的壽命和安全貯藏的重要因素[9]，現(xiàn)在諸多的物理手段可以提高其質(zhì)量，而且該種子含水量差異性很小，所以作為重要的參考指標。生活力可反映種子潛在發(fā)芽率和田間出苗質(zhì)量[8]，同樣結(jié)合表2數(shù)據(jù)，與發(fā)芽率呈極顯著正相關(guān)，說明生活力可間接反映出種子的發(fā)芽率，所以生活力可用于其質(zhì)量分級的主要指標之一。綜上可得，凈度、含水量可作為重要參考指標，而發(fā)芽率、生活力、千粒重可作為主要標準。

表4 金佛山方竹種子質(zhì)量分級

等級發(fā)芽率(%)生活力(%)千粒重(g)凈度(%)含水量(%)Ⅰ≥83.32≥86.15≥275.83≥93.85≥68.17Ⅱ71.56～83.3277.85～86.15244.21～275.8388.25～93.8563.57～68.17Ⅲ≤71.56≤77.85≤244.21≤88.25≤63.57

表5 金佛山方竹種子質(zhì)量分級的最終標準

等級發(fā)芽率(%)生活力(%)千粒重(g)凈度(%)含水量(%)Ⅰ≥83.00≥85.00≥280.00≥95.00≥70.00Ⅱ72.00～83.0080.00～85.00240.00～280.0090.00～95.0065.00～70.00Ⅲ≤72.00≤80.00≤240.00≤90.00≤65.00

表3 金佛山方竹種子質(zhì)量指標因子分析

因子特征值方差貢獻率累積方差貢獻率凈度3.26865.35465.354千粒重0.94018.79184.145含水量0.55411.07295.216生活力0.1833.66498.880發(fā)芽率0.0561.120100.000

2.3 種子質(zhì)量分級

標準利用數(shù)學(xué)原理的分級方法，以平均數(shù)加減標準差法，即以平均值加上1倍標準差作為Ⅰ、Ⅱ級的分界點，平均值作為Ⅱ、Ⅲ級分界點，平均值減去1倍標準差作為Ⅲ級種子的下限點[28]，目前通常運用在數(shù)據(jù)類的平均劃分，而且更加適用于判斷物體的內(nèi)在品質(zhì)，故使用此方法制定的分級標準(見表4)是科學(xué)可行的?？傻?，一級種子發(fā)芽率在83.32% 以上，生活力在86.15% 以上，千粒重在275.83 g以上；二級種子發(fā)芽率為71.56%～83.32%，生活力為77.85%～86.15%，千粒重244.21～275.83 g；三級種子發(fā)芽率小于71.56%，生活力小于77.85%，千粒重小于244.21 g為不合格種子。在結(jié)合林業(yè)生產(chǎn)實際對上述性狀數(shù)據(jù)進行修訂后結(jié)果見表5，一級種子發(fā)芽率在83% 以上，生活力在85% 以上，千粒重在280 g以上；二級種子發(fā)芽率為72%～83%，生活力為80%～85%，千粒重240～280 g；而低于這些指標的則為不合格種子。

3 結(jié) 論

3.1隨著金佛山方竹資源利用率的上升，而相應(yīng)的種子檢驗標準和質(zhì)量標準缺乏，造成林業(yè)生產(chǎn)實際中種質(zhì)良莠不齊，給金佛山方竹的大規(guī)模規(guī)范造林造成很大障礙。因此，開展種子質(zhì)量分級研究成為了急需解決的關(guān)鍵問題。由于目前金佛山方竹種子基本來源于野生，沒有品種之分，因此不存在純度檢測。本研究在結(jié)合林木種子質(zhì)量分級研究的基礎(chǔ)上，對金佛山方竹種子凈度、千粒重、含水量等5個指標進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、相關(guān)性與主成分分析后，確定以凈度、含水量為判斷其分級的參考指標，而發(fā)芽率、生活力、千粒重可作為主要標準。以此法確立的標準能較真實地體現(xiàn)出金佛山方竹種子的內(nèi)在品質(zhì)。

3.2綜合各項金佛山方竹種源性狀評價得知：不同來源的金佛山方竹種子各測定指標之間差異顯著，小草壩的種質(zhì)表現(xiàn)最為優(yōu)異，而黃連的種質(zhì)最差，獅溪與黃連的種質(zhì)差異不太顯著，反映出金佛山方竹種質(zhì)資源優(yōu)劣與地域、溫濕條件等有著緊密的聯(lián)系。優(yōu)質(zhì)種源是保證金佛山方竹的造林質(zhì)量的前提，可進一步說明對其開展種子質(zhì)量檢驗和種子質(zhì)量分級標準研究的必要性。

3.3在結(jié)合林業(yè)生產(chǎn)實際對上述平均數(shù)加減標準差法分析之后的各指標數(shù)據(jù)進行修訂，得知合格種子(Ⅰ、Ⅱ級)的發(fā)芽率必須在72%以上，生活力在80%以上，千粒重在240 g以上，低于這些指標則為不合格種子。另外，生產(chǎn)上需嚴格注意種子采收時間，因為種子成熟度對千粒重有重要的影響，而且凈度一般大于90%，含水量一般在65%以上。這與《金佛山方竹栽培技術(shù)規(guī)程》[29]中種子的標準“應(yīng)具備發(fā)芽率>75%，千粒重在240～310 g，凈度>90%”基本相符，僅發(fā)芽率稍低，可能是受各地當年的地理、氣候、溫濕等因素影響造成的差異。在各地林業(yè)實際操作過程中，建議將合格種子發(fā)芽率標準適當調(diào)低至72%。以上分級標準可為金佛山方竹的育苗、造林提供基礎(chǔ)資料與理論基礎(chǔ)，今后還需對其他因子進行進一步綜合研究。

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