金佛山方竹种子质量分级标准研究

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(1.贵州大学林学院， 贵阳 550025； 2.贵州大学生命科学学院， 贵阳 550025)

竹类植物是重要的禾本科经济植物，是我国重要的森林资源之一，一年种植连年持续利用等特性而备受青睐[1]。金佛山方竹(Chimonobabusautilis(Keng) Keng f.)属竹亚科寒竹属方竹组，为复轴混生型中小径竹，是中国的特有种之一[2]。见于黔北5个县和重庆市南缘万盛区，南川市及云南省个别县，总面积约3.3万hm2。其竹笋是中秋出笋，质地晶莹、笋肉肥厚、味美鲜嫩，远销国内外，有“竹类之冠”的美誉[3]。其竹材纤维适中，是造纸、纤维板、竹器编织的上好原料，为当地一项重要的经济资源[4]。

竹类植物不易开花[5-6]，而且自然条件下常不结实或结实率低[7-8]，使得竹子种子成为一类少见但重要的林木种质资源[9]。多年来一直沿用的母竹移栽发展竹林，成活率不高、耗费人工量大，而且消耗竹材，成本高、效率低，制约了金佛山方竹产业的发展。然而，近十年来，金佛山方竹陆续零星开花，能采集到一定数量的种子，由于种子质量良莠不齐，而其质量的优劣对金佛山方竹的出苗率起着十分关键的作用。自1989年起，秦自生等[10]对冷箭竹种子特性及自然更新进行了研究，紧接着国内一些专家学者对部分竹子种子特性及苗期生长发育情况进行了研究[11-14]。近年来，黄美秀等[15]曾对不同时间采集的12个种源地竹子种子进行竹子种子试验；徐振国等[1]对广西4种丛生竹种子形态特性与萌发进行了研究实验；杨汉奇等[16]对云南6种竹子种子萌发和贮藏特性进行了初步研究。目前，有关金佛山方竹种质特性的研究尚未报道，缺少相应的种子质量分级标准，故无法对其种子品质进行检验，因此研究并制定金佛山方竹种子质量标准对其发展高产竹林具有重要意义。本研究在对3个产地的金佛山方竹种子净度、千粒重、含水量等5个指标进行测定，在结合林木种子质量分级研究基础上，初步制定质量分级标准，以期规范其种子质量。

1 材料与方法

1.1 材 料

本次实验所选用的金佛山方竹种子于2017年5月上旬在云南彝良小草坝及贵州桐梓狮溪镇、黄连乡3个地方收集，经贵州大学苟光前教授鉴定为禾本科植物金佛山方竹种子。

1.2 方 法

1.2.1 净度分析

种子的纯净度是种子质量的一项关键性指标，是划分种子级别的重要依据。以下都按中华人民共和国国家标准林木种子检测规程[GB 2772—1999][17]测定，采用“徒手减半分取法”：称取种子3 500 g，将纯净种子、夹杂物(包括其他植物种子、粘滞性种子)分开，分别称其重量，达到容许差值时，最后计算各成分的百分率。

1.2.2 千粒重测定

随机取充分混匀的净种，每份100粒，重复称重，2份重量的差值与平均数不超过5%，若超过再分析第3份重复，直到达到要求，取数值差距小的2份计算平均重量，得到百粒重，再乘以10，得到千粒重[18-19]。

1.2.3 含水量

用105 ℃恒温法：首先将称量瓶烘干、称重，将充分混匀的纯净种子随机取100粒，3次重复，然后将种子置于称量瓶内，一并置于105 ℃的恒温烘箱内，每隔2 h取出，放入干燥器内冷却后称重，直至恒重，最后计算含水量。

1.2.4 生活力测定

采用红四氮唑法(TTC法)[20-22]。

1.2.5 发芽率测定

发芽标准为突破种子种皮的胚轴长度到达种子自身的长度[23-24]。在充分混匀的净种子中随机取3 份，重复，每重复100 粒种子，选用有机塑料发芽盒，在发芽槽上铺上1层薄薄的卫生棉，并保持其种子发芽所需的湿度。在25 ℃培养箱中培养，光周期为8 h/16 h( 昼/夜) 。

1.2.6 分析方法

采用Excel对数据进行整理，应用SPSS 18.0对种子净度、含水量、千粒重等5个指标数据进行统计、相关性及主成分分析，采用平均数加减标准差法[25-27]将金佛山方竹种子质量分为3个等级。

2 结果与分析

2.1 种子特性

收集到的成熟金佛山种子种皮较厚，光亮，呈黄绿色，种仁白色。净度在87.25%～95.35%之间，平均值为91.05%(见表1)，黄连的杂质最多，一般为细小的枝梗叶，基本无重型混杂物。千粒重为239.22～286.88 g，平均值为260.02 g，黄连的种子千粒重最低，均值才达到239.22 g，主要是由于未成熟和干瘪种子较多。小草坝的种子千粒重最大，其种子比较均匀，较大且饱满。含水量为62.45%～68.95%，均值为65.87%。也是小草坝的种子含水量最高，黄连种子则最低。种子生活力在76.00%～90.00%之间，平均为82.00%。其中小草坝与黄连种子生活力差异显著。种子发芽率差异较大，发芽率范围为68.00%～87.00%，其中小草坝种子的发芽率较黄连高出近20.00%。综上各项指标数据获知：同一品种，不同来源，种子质量间存在明显差异，并呈现出黄连<狮溪<小草坝的种质差异趋势。这可能是受该地的地理、气候、温湿、海拔等条件长期影响造成的差异。

表1 金佛山方竹种子各指标检测值

种源净度(%)千粒重(g)含水量(%)生活力(%)发芽率(%)NO.195.35280.0668.4584.0084.00小草坝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黄连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标准差2.8015.812.304.155.88

2.2 种子质量指标的主成分分析

从表2可知，金佛山方竹种子的几个指标间均表现出一定的正相关关系。种子的发芽率最能反映种子的质量状况，发芽率至关重要，可直接反映田间出苗率，是确定播种量的主要依据[7]。能作为种子质量分级的首要依据，以种子的发芽率为相关中心，其中，发芽率与千粒重、生活力关系极显著，分别达到了0.814、0.901；而与千粒重的相关性最弱，只达到0.403。说明净度不宜用作判断的主要指标，而千粒重与生活力两者可以作为衡量种子规格的质量指标。

表2 金佛山方竹种子质量指标相关分析

因子净度千粒重含水量生活力发芽率净度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发芽率0.4030.814**0.5880.901**1.000

注：“*”表示在0.05水平显著相关，“**”表示在0.01水平极显著相关。

由表3可得，净度的特征值最大，达到3.268，但可通过后期加工、增加筛选次数来提高质量，不能反映种子的内在品质，再结合表2数据共同表明净度不能作为其质量分级的主要标准。而千粒重的特征值仅次于净度，也达到了0.940，而且千粒重可反映种子成熟情况、饱满程度、植株长势和种子质量等。因此可说明：千粒重可作为评价金佛山方竹种子质量的主要指标。虽然含水量的特征值较生活力大，但含水量是影响种子的寿命和安全贮藏的重要因素[9]，现在诸多的物理手段可以提高其质量，而且该种子含水量差异性很小，所以作为重要的参考指标。生活力可反映种子潜在发芽率和田间出苗质量[8]，同样结合表2数据，与发芽率呈极显著正相关，说明生活力可间接反映出种子的发芽率，所以生活力可用于其质量分级的主要指标之一。综上可得，净度、含水量可作为重要参考指标，而发芽率、生活力、千粒重可作为主要标准。

表4 金佛山方竹种子质量分级

等级发芽率(%)生活力(%)千粒重(g)净度(%)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 金佛山方竹种子质量分级的最终标准

等级发芽率(%)生活力(%)千粒重(g)净度(%)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 金佛山方竹种子质量指标因子分析

因子特征值方差贡献率累积方差贡献率净度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发芽率0.0561.120100.000

2.3 种子质量分级

标准利用数学原理的分级方法，以平均数加减标准差法，即以平均值加上1倍标准差作为Ⅰ、Ⅱ级的分界点，平均值作为Ⅱ、Ⅲ级分界点，平均值减去1倍标准差作为Ⅲ级种子的下限点[28]，目前通常运用在数据类的平均划分，而且更加适用于判断物体的内在品质，故使用此方法制定的分级标准(见表4)是科学可行的。可得，一级种子发芽率在83.32% 以上，生活力在86.15% 以上，千粒重在275.83 g以上；二级种子发芽率为71.56%～83.32%，生活力为77.85%～86.15%，千粒重244.21～275.83 g；三级种子发芽率小于71.56%，生活力小于77.85%，千粒重小于244.21 g为不合格种子。在结合林业生产实际对上述性状数据进行修订后结果见表5，一级种子发芽率在83% 以上，生活力在85% 以上，千粒重在280 g以上；二级种子发芽率为72%～83%，生活力为80%～85%，千粒重240～280 g；而低于这些指标的则为不合格种子。

3 结 论

3.1随着金佛山方竹资源利用率的上升，而相应的种子检验标准和质量标准缺乏，造成林业生产实际中种质良莠不齐，给金佛山方竹的大规模规范造林造成很大障碍。因此，开展种子质量分级研究成为了急需解决的关键问题。由于目前金佛山方竹种子基本来源于野生，没有品种之分，因此不存在纯度检测。本研究在结合林木种子质量分级研究的基础上，对金佛山方竹种子净度、千粒重、含水量等5个指标进行数据统计、相关性与主成分分析后，确定以净度、含水量为判断其分级的参考指标，而发芽率、生活力、千粒重可作为主要标准。以此法确立的标准能较真实地体现出金佛山方竹种子的内在品质。

3.2综合各项金佛山方竹种源性状评价得知：不同来源的金佛山方竹种子各测定指标之间差异显著，小草坝的种质表现最为优异，而黄连的种质最差，狮溪与黄连的种质差异不太显著，反映出金佛山方竹种质资源优劣与地域、温湿条件等有着紧密的联系。优质种源是保证金佛山方竹的造林质量的前提，可进一步说明对其开展种子质量检验和种子质量分级标准研究的必要性。

3.3在结合林业生产实际对上述平均数加减标准差法分析之后的各指标数据进行修订，得知合格种子(Ⅰ、Ⅱ级)的发芽率必须在72%以上，生活力在80%以上，千粒重在240 g以上，低于这些指标则为不合格种子。另外，生产上需严格注意种子采收时间，因为种子成熟度对千粒重有重要的影响，而且净度一般大于90%，含水量一般在65%以上。这与《金佛山方竹栽培技术规程》[29]中种子的标准“应具备发芽率>75%，千粒重在240～310 g，净度>90%”基本相符，仅发芽率稍低，可能是受各地当年的地理、气候、温湿等因素影响造成的差异。在各地林业实际操作过程中，建议将合格种子发芽率标准适当调低至72%。以上分级标准可为金佛山方竹的育苗、造林提供基础资料与理论基础，今后还需对其他因子进行进一步综合研究。

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注：1～4为两优988的母本富1 S，5～8为两优988的父本R 988，9～11为两优点88杂交种。图1 RM 583对两优988及其双亲的扩增结果