谭宏超 单 妍 张 艳 谭汝强
(1 云南师范大学竹类研究所 昆明 650092; 2 昆明医科大学海源学院 昆明 650106; 3 云南珍竹农业科技有限公司 云南嵩明 651700)
国外产8个竹种种子品质研究
谭宏超1单 妍2张 艳1谭汝强3
(1 云南师范大学竹类研究所 昆明 650092; 2 昆明医科大学海源学院 昆明 650106; 3 云南珍竹农业科技有限公司 云南嵩明 651700)
对外国产3个属8种竹子种子的形状、颜色、大小等形态特征指标和种子的千粒重、纯净度、病虫害感染度、含水量、发芽率等质量指标进行了研究。结果表明:1)带壳颖果形状多为圆锥形、纺锤形,颜色以褐色、黄褐色、灰褐色为主,长度和直径分别为9~11 mm和1~4 mm;去壳颖果长度和直径分别为8~15 mm和1~3 mm;颖果种子的千粒重、纯净度、含水量、病虫害感染程度、实验室发芽率、温室发芽率分别为10~70g、70%~93%、0%~15%、7%~8%、40%~75%、70%~95%。2)带壳坚颖果的形状一般为卵圆形,颜色多以灰褐色为主,长度和直径分别为5~8 mm和2~5 mm;去壳坚颖果长度为4~8 mm,直径为2~4 mm;坚颖果种子的千粒重、纯净度、含水量、病虫害感染程度、实验室发芽率、温室发芽率分别为10~35g、85%~89%、6%~9%、0%、15%~50%,25%~69%。
竹种;种子;形态特征;品质特性
竹子开花结果是其成熟衰老的表征,它标志着竹子由营养生长转变为生殖生长,这往往需要经历十分漫长的过程。有些竹种生长几十年,甚至上百年都不会出现开花现象[1]。在我国很多产竹省份,民间有“竹子开花不吉利”的说法,使得绝大多数竹子一开花便被砍伐了,故很难获得竹子种子,只能通过人工促进开花结实才能将竹种子运用于生产。通常情况下,竹子通过扦插、压条、母竹移栽等无性繁殖方法进行繁殖,但其成本高,且会出现破坏种源、竹林抗逆性差、易衰老等问题。相比之下,播种育苗可以克服上述问题,大大降低生产成本,提高竹林的生长势,使竹林长期处于高产状态[2]。
竹子果实有4种类型:颖果、坚果、坚颖果和浆果[3]。不同果实类型其品质、质量不尽相同,同一类型果实也存在差异。竹种种子品质检验能判断各批种子的等级标准及实用价值。本文对自然采集或人工授粉条件下获得的8种国外产竹种种子进行形态特征以及萌发特性的研究,希望能够为竹类植物的优良选种、播种育苗提供理论依据,并能运用于农业生产实践中,为竹类植物有性生殖提供基础性材料。
本实验在嵩明县竹子科技示范园和呈贡区云南师范大学生命科学学院实验室完成。
2.1 竹种
实验用的8个外国竹种,是通过国际竹藤组织或国际友人进行交换而得。竹种名称及特征如下:
1) 马来龙竹(DendrocalamusasperBacker ex Heyhe)原产地菲律宾,特大型丛生竹,热性竹种;马来西亚、印度尼西亚、泰国、老挝、缅甸等国均有分布和广泛栽培;笋、材、观赏三用。
2) 小叶龙竹(DendrocalamusbarbatusHsueh et D. Z. Li)原产地泰国,大型丛生竹,热性竹种;主要分布在我国云南南部、越南、缅甸和老挝北部海拔360~1 100 m的热带和南亚热带区域[4],栽培区域广泛;笋、材两用。
3) 巨叶龙竹(DendrocalamusgiganteuslaminaHe)原产地老挝,特大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;笋、材、观赏三用。
4) 越南龙竹(DendrocalamusfengshaliensisGao)原产地越南,大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;笋、材两用。
5) 泰竹(ThyrsostachyssiamensisGamble)原产泰国,中大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;是优良的园林观赏竹。
6) 长节勒竹(BambusalongerinternodiamHe)原产地缅甸,大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;为优良的园林观赏竹。
7) 马蹄竹(BambusalapideaMcClure)原产地缅甸,大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;是优良的园林观赏竹。
8) 马甲竹(BambusatuldaRoxb.)原产地缅甸,大型丛生竹,热性竹种;栽培区域广泛;为优良的园林观赏竹。
2.2 实验器材
广州产KX-45A电热恒温烤箱;MS培养基;无菌水;超净工作台;75%酒精;0.1 mg/L升汞;刻度尺。
3.1 种子形态观察和测定
肉眼观察种子的颜色,并判断果实类型。用刻度尺测量种子的长度及直径,重复10次,取平均值。
3.2 种子品质测定
根据中华人民共和国国家标准林木种子检验规程[5],对不同竹种的种子进行随机抽样。对8种种子样品用四分法进行种子品质的测定,内容包括纯净度、千粒重、病虫害感染度、含水量、发芽率等指标。
3.2.1 纯净度测定
种子纯净度是衡量种子品质的一个重要指标,也是划分种子级别的关键依据[2]。测定的具体方法为:首先对竹种子进行挑选,分为饱满籽粒、半饱满籽粒和杂质3类;之后用天平分别称其质量,按照以下公式计算出种子的纯净度。
3.2.2 千粒重测定
种子千粒重反映种子的饱满程度,直接体现其物理价值以及商品属性,也可以为播种量的计算提供重要依据。测定方法为:随机从纯净种子中挑选100粒饱满的子种,用天平测出质量,重复4次,取平均值即为百粒重,然后再乘以10,得出竹种子的千粒重。
3.2.3 病虫害感染度测定
测定种子的病虫害感染度(亦即健康状况)可以评估种子的质量,从而提出对种子的处理依据。测定方法为:用直观检测法,随机抽取种子50粒,逐一剥开,从中挑出菌核、霉粒、虫眼等病虫危害的种子,根据以下公式计算出种子的病虫害感染程度。重复4次,取平均值。
3.2.4 含水量测定
种子含水量是指种子所含水分质量与种子总质量的百分比[6]。含水量影响着种子的安全储存及活力。含水量高的种子寿命会缩短,只有含水量在临界水分以下,才有利于保持种子的活力。测定方法采用低温烘干法:取2个重复,称取符合规定的样品(种子直径小于8mm的,称取15~20g,种子直径为8mm及其以上的,称取40~50g)置于电热恒温烤箱中,温度设为80±2 ℃,温度上升到所需温度时开始计算烘干时间;每3h称重1次,直至达到恒重为止;按照以下公式计算种子含水量。
3.2.5 发芽率测定
种子发芽率体现种子的发芽能力,可以据此来估计田间播种量,评估不同批次种子的质量,同时也是播种品质中最重要的指标。本次实验测定了实验室发芽率和温室发芽率,具体测定方法如下:
实验室发芽率:随机抽取30粒饱满的种子,去壳;将去壳种子浸水24h(每6h换水1次)进行预处理。然后对种子进行消毒,以确保种子表面或内部不会感染微生物,整个过程在超净工作台上进行。首先用无菌水漂洗2次,每次3min左右;接着用75%酒精消毒15s;再用无菌水洗3次,每次3min左右;然后再用0.1mg/L的升汞浸泡0.5h;最后用无菌水洗4次,每次3min左右。将消毒后的种子接种到MS培养基上,当种子胚根长到1/2种子长度时视为发芽,每5d记录1次发芽情况,实验时间为30d。实验结束后,计算种子发芽率。
温室发芽率:随机抽取30粒饱满的种子浸水24h(每6h换1次水)进行预处理,然后在温室条件下进行播种(每盆10颗种子),种子胚芽冒出土面视为发芽。每5d记录1次发芽情况,实验时间为30d。实验结束后,计算种子的发芽率。
种子发芽率的计算公式为:
4.1 种子形态
通过用肉眼对竹种种子形态进行观察,8个竹种的种子形态特征见表1。由表1可知:在8个竹种中,颖果有5种,坚颖果有3种;带壳颖果的颜色多为褐色、黄褐色,而带壳坚颖果的颜色多为灰褐色;种子形态存在多样性,带壳颖果形状一般为圆锥形和纺锤形,而带壳坚颖果的形状一般为卵圆形。种子的不同形态可作为竹种分类的关键依据。
表1 不同竹种种子形态特征
4.2 种子长度与直径
8种种子的长度和直径测定结果见表2。由表2可知:带壳颖果的长度为9~11mm,直径为1~4mm;去壳颖果的长度为8~15mm,直径为1~3mm;带壳坚颖果长度为5~8mm,直径为2~5mm;去壳坚颖果长度为4~8mm,直径为2~4mm。总体上,2类果实的种子在大小上差异并不大。
表2 不同竹种种子长度与直径
4.3 种子纯净度
一般来说,颖果的纯净度比坚颖果低,其原因为颖果果形较小,不易采摘及净种。不同竹种种子纯净度测定结果见表3,可以看出,颖果的纯净度属于中上等,其中长节勒竹的最高,为92.79%,马甲竹的最低,为55.96%;坚颖果的纯净度均在85%左右。在本次实验中,发现部分种子种皮已经脱落,可能是由于种子过于干燥,导致种皮易于脱落,加上在运输过程中操作不当,无疑就增加了杂质的质量,产生了一定的误差。
表3 不同竹种种子纯净度
4.4 种子千粒重及病虫害感染度
不同竹种种子形态、大小各不相同,所以其千粒重也存在着差异。千粒重大的种子较饱满,内部储存的营养物质多,若用其播种种子发芽率高,苗木成活率也高。不同竹种种子千粒重及病虫害感染度测定结果见表4。由表4可知,绝大多数带壳颖果种子千粒重较坚颖果种子高。如去壳颖果中种子千粒重最大的泰竹(68.4g)与坚颖果种子中千粒重最大的越南龙竹(34.3g)相比,千粒重大约是其2倍。当然,颖果中也存在千粒重较小的品种,如马甲竹,千粒重仅为13.3g,属于小型颖果。在种子病虫害感染度方面,实验用竹种种子保存较为良好,
表4 不同竹种种子病虫害感染度及千粒重
病虫害感染度较低。通常在竹种种子中含有较多的谷氨酸,易被虫食以及霉菌感染,所以竹子种子应在2~4 ℃的低温下冷藏,并拌上杀虫粉[6],在防止病虫感染的同时,也延长种子的寿命。
4.5 种子含水量
随着种子逐渐成熟,种子内的含水量逐渐降低。干燥种子的含水量一般为10%左右[7]。失水过多的种子将失去活力,不发芽或发芽率很低;而太潮湿的种子腐烂率又会提高。不同竹种种子的含水量测定结果见表5。由表5可知,去壳颖果种子含水量为7.7%左右,而坚颖果种子含水量为7.5%左右。在贮藏种子时,降低其含水量至超干水平(含水量 ≤5.0%),可使种子贮藏寿命成倍延长[8-10]。因此在储存种子的时候,应将其密封低温保存。
表5 不同竹种种子含水量
4.6 种子发芽率
种子发芽的几个必要条件有水分、氧气、温度、光照。种源不同,环境条件不同,种子发芽率也不同。本实验分别用土壤以及培养基作为发芽基质测定了不同竹种种子的发芽率,结果见表6。结果表明,不同果实类型的种子发芽率不同,同一果实类型因环境不同种子发芽率也存在差异。对于不同果实类型的竹种来说,在环境条件相同的情况下,大多数颖果的发芽率较坚颖果高,这与其形态特征有关。颖果种皮较薄,种子易吸水萌发;而坚颖果上端种皮坚硬不易吸水,只有下端种皮易吸水,这就造成了他们在发芽率上的差异。对于同一果实类型的竹种来说,温室的发芽率远远高于实验室发芽率,这无疑与温度有关。温室温度高,种子发芽快,因而发芽率高;实验室温度低,种子发芽慢,因而发芽率低。结合竹种的形态特征来看,大粒种子如泰竹,营养充足易发芽,发芽率达90.6%;而小粒种子营养少,发芽慢,发芽率低,如巨叶龙竹发芽率仅为47.6%。此外,种子存放的环境以及时间长短也是影响种子发芽率的直接因素[2]。
表6 不同竹种种子发芽率
竹子为多年生一次性开花的禾本科植物,在自然条件下开花时间较长,结实率较低且较难预测,因而现阶段关于竹种种子的相关研究较少。通过对外国产3个属8种竹子种子品质的研究,得出以下结论:
1) 8个竹种的果实分属颖果和坚颖果2种类型。
2) 带壳颖果的形状一般为圆锥形、纺锤形;颜色以褐色、黄褐色、灰褐色为主;长度、直径分别为9~11mm、1~4mm。去壳颖果长度、直径分别为8~15mm,1~3mm。颖果种子的千粒重、纯净度、含水量、病虫害感染程度分别为10~70g、70%~93%、7%~8%、0%~10%。颖果种子的实验室发芽率和温室发芽率分别为40%~75%和70%~95%。
3) 带壳坚颖果的形状一般为卵圆形;颜色多以灰褐色为主;长度和直径分别为5~8mm和2~5mm。去壳坚颖果的长度为4~8mm,直径为2~4mm。坚颖果种子的千粒重、纯净度、含水量、病虫害感染程度分别为10~35g、85%~89%、6%~9%、0%。坚颖果种子的温室发芽率和实验室发芽率分别为15%~50%和25%~69%。此外,一些生物因素的变化或不同对竹种种子发芽率也存在着一定影响。
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Seed Quality Determination of 8 Bamboo Species from Foreign Countries
Tan Hongchao1Shan Yan2Zhang Yan1Tan Ruqiang3
(1 Bamboo Research Institute, Yunnan Normal University, Kunming 650092, China; 2 Kunming Medical University Haiyuan College, Kunming 650106, China; 3 Yunnan Rare Bamboo Agricultural Science and Technology Development Co., Ltd., Songming 651700, Yunnan, China)
The paper studied the seed morphological property and quality indexes of 8 bamboo species belonging to 3 genera from foreign countries. The seed morphological property indexes included the shape, color and size while those quality indexes covered the weight per thousand grains, net purity, infected degree of pest and disease, water content, germination rate. The results showed that the caryopsis with shell were mainly shaped like spindle and circular cone, with the colors mainly in brown, yellow brown and gray brown and the length and diameter at 9-11 mm and 1-4 mm. The caryopsis without shell had the length and diameter at 8-15 mm and 1-3 mm respectively. The seed weight per thousand grains, purity, infected degree of pest and disease, water content, germination rate in laboratory and greenhouse were 10-70 g, 70%-93%, 0%-10%, 7%-8%, 40%-75% and 70%-90%, respectively. The nuts with shell were generally ovoid in shape and dark brown in color, with its length and diameter at 5-8 mm and 2-5 mm, while the nuts without shell had the length and diameter at 4-8 mm and 2-4 mm respectively. The weight per thousand grains, purity, infected degree of pest and disease, water content, germination rate in laboratory and greenhouse of the seeds were 10-35 g, 85%-89%, 6%-9%, 0%, 15%-50%, and 25%-69%, respectively.
bamboo species, seed, morphological property, quality property
肯尼亚竹子造林公司项目(编号:2015008);云南珍竹农业科技有限公司项目(编号:2016002)。
谭宏超(1963-),男,研究生,教授,长期从事竹类研究及开发工作。E-mail: ynbamboo@126.com。
10.13640/j.cnki.wbr.2017.02.008