林木种子品质检验
第五章林木种子品质检验
种子品质包括遗传品质和播种品质两个方面，这是两个不同的概念。遗传品质是指从母体遗传下来的特性，所以遗传品质的好坏，取决采种母树的选择；播种品质是指种子的生活力强、纯洁一致、饱满健壮、无病虫害。它受林木的生长状况、气候条件、土壤水肥等因素的影响。
本章所讲的种子品质检验，是指种子播种品质而言。通过播种品质的检验，才能判断各批种子的实用价值做到合理使用种子。还可以改进种子的采集、调制、贮藏和运输。使用遗传品质经过一定改良，播种品质优良的种子，就可培育出优质的苗木，因此检验种子的播种品质是林木工作中的一个重要环节。
第一节抽样
一个种子批的种粒可以认为是无穷多。检验对于种粒又具有破坏性。因此检验的第一个重要步骤就是抽样。样品必须具有充分的代表性。否则无论检验工作如何细致准确，其结果也不能说明整批种子。这是因为种子群体中的各个种粒的大小、轻重、成熟程度、饱满程度、机械损伤以及病虫感染等许多方面都存在差别，其间含有夹杂物。种子堆又存在着自然分级的现象，在倾泻或振动时，光滑的同粗糙的、大的同小的、重的同轻的各种颗粒就会重新分配、重新组合，不可能按比例均匀地分布在种子堆中。要使样品有最大的代表性，关键在于认识种子群体的这种不整齐性，严格遵守抽样程序。
一、抽样程序
正确的抽样程序可以分为两个阶段，第一个阶段是从一个种批随机分布的若干个点上抽取初次样品，充分混合，组成混合样品；第二个阶段是从混合样品中抽取若干数量组成送检样品，检验站再从中一一抽取测定样品。
第一阶段是全部抽样工作的基础，工作量大，最好趁种子摊放晾晒之时，或装入容器倒出容器之时进行。否则就需从容器中用取样器取样或徒手取样。第二个阶段实际上是样品数量的逐步缩减，最好是使用分样器。
混合样品的数量一般不宜少于送检样品的10倍。送检样品的最低量通常根据种粒的大小作出规定。例如，一般要求小粒和特小种子送检样品至少含有10,000粒种子，中粒的至少含有3,000—5,000粒，大粒和特大粒的至少含有300—500粒。因此，凡《林木种子检验方法》没有列入的树种，可以参照千粒重大致推算出送检样品的最低需要量。
二、种批
一个种批是指性状大体一致，可以作为一个单位接受检验、调拨、贮存的一份种子。性状大体一致是一个相对的概念，围的宽窄随使用的目的和方便而定。例如，在科学研究工作中，当比较不同坡向对种子品质的影响时，从各个坡向上采得的种子也要归入不同的种批。
在生产实践中，则只要来源（产地和母树状况）、采种时间和生产过程大体一致，数量不超过一定围的，就可以看成是同一个种批。
因此，一个种批的量的数量大小也就需要人为地加以规定。我国《林木种子检验方法》已按种粒的大小对种批的重量限额作出了规定。一般来说，种批的数量规定得过小，生产上不便掌握，规定得愈大，从其中提取的样品便愈难有充分的代表性。或者说，种批定得愈大，对抽样的要求便愈高。
每个种批应当具有采种登记表。同一种批的各个容器应按规定附有相应的标签。
第二节种子的物理性状
一、净度
净度是被测定样品的纯净种子重量，占被测样品各成分的总重量的百分数。
净度是种子播种品质的重要指标之一。确定播种量时，首先需要知道该批种子纯净种子究竟占多少。净度还会影响种子的贮存，因为有些夹杂物的吸湿性强，因而使种子含水量升高，种子堆反潮发热，使病菌活动加强，降低种子寿命。因此净度也是划分种子品质等级的指标之一。
测定净度时常遇到一个问题是判断种子的标准。例如，种粒远比正常种粒瘦小的种子，可以因它可能空瘪没有发芽能力视为夹杂物，也可能因为不能准确地做出这种判断而算作正常种子。从国际上检验种子净度的历史来看，早期一般都采用精确办法（高标准），即对正常种子提高标准，如虽然发育较差或有损伤，但看起来仍然有可能正常发芽的种子不算作正常种子。这样做的缺点是：第一，带有很大的主观性。同一样品由不同的人员检验，其结果差异较大；第二，花费的时间多，如果种子品质较差，在净度检验上花费的时间就更长；第三，很容易降低种子的等级。因此，后来又提出降低标准的快速方法，即除了正常的种子以外，那些瘦小的、皱缩的、未成熟的，虽有破损但破损部分的大小不超过原种粒大小一半的种粒，都视为正常种子。快速法（低标准）避免了精确法（高标准）的主要缺点，简便易行，容易掌握，工作效率快。当然，用快速法检验的样品，其发芽率可能偏低，但由于它的净度数值较高，所以计算出来的实用价（净度与发芽率的乘积）同精确法差异不大。在大量对比试验的基础上，在国际上影响较大的国际种子检验协会（LSTA）以及好些国家的现行规程都采用了快速法种子净度。看来，最好的是按树种提出纯净种子的标准。
低标准也有缺点：过于瘦小的，空粒的甚至破损的种粒都算作正常种子。这些作法对于调制和净种等工作难以起到应有的促进作用。这样的成份越多，种子越难贮藏。在采用此办法以后，应当对种子的品质提出更高的要求。
净度检验是一种相当烦琐的手工操作，很需要设计出适当的工具来提高工作效率，加快检验速度，使净度检验逐步标准化。国外已有清选筛和吹风机等设备。
二、重量
种子的重量通常用气干状态下的1000粒纯净种子的重量来表示，称做千粒重（以克为单位）。千粒重能说明种子大小。在同一树种中，千粒重数值愈高，说明种子愈大愈饱满，意味着种子含有较多的营养物质，其中的空粒也可能较少。这样的种子发育成的苗木也比较
健壮。
同一树种的种子千粒重因地理位置、立地条件、海拔高度、母树年龄、母树的生长发育状况，各年的开花结实条件以及采种时期等因子的不同而异。例如丰年的种子往往比较饱满，欠年的种子往往较小较轻。据省林业科学研究所研究，1955—1959年各地杉木种子的千粒重变动在5.5—10.5克之间，一般为7—8克；马尾松7.2—15.5克之间，一般为11—13克。
种子能从潮湿的空气中吸收水汽，在干燥的环境中又向四周释放出水汽。种子含水量的这种变化使得同一批种子的千粒重很不稳定。为了准确地比较两批种子的品质，最好是在测出种子含水量以后，将种子的气干千粒重改算成种子的绝对千粒重。如下式：
A=
100)
100
(c
a
式中：A—1000粒种子的绝对重量（克）；
c—种子含水量占干种子重量的百分数；
a—1000粒种子的气干重量。
三、含水量
（一）测定种子含水量的重要性
种子中的水分是保持种子生命活动的一种重要物质，水分在种子中起介质作用。种子的新代作用，必须在有水分时才能进行，但在贮藏期间，如果种子水分过高，就影响到种子贮藏的安全，所以种子水分是种子播种品质中重要指标之一。种子水分的测定对种子的贮藏和运输具有重要的意义。
1．保证种子的安全贮藏
种子水分是种子安全贮藏的主要因素，因此种子入库之前必须测定种子水分，使水分控制在规定的安全水分围以下，才能保证种子安全贮藏。种子水分过高危害极大：（1）高水分种子呼吸作用旺盛,放出大量热能，会引起种子堆发热，又因呼吸作用旺盛，消耗氧气较多，造成种子缺氧呼吸而产生酒精。抑制和毒害种子胚细胞的生理机能，致使种子丧失生活力。
（2）高水分种子容易招致细菌、霉菌的繁殖，使种子胚部组织细胞遭致破坏而丧失发芽能力。
（3）高水分种子容易招致仓库害虫的危害，使种子胚部受损伤而不能发芽。
（4）高水分种子在大量堆放过程中，常引起水分分层的变化，水分高的一层种子发芽，其余部分也产生发热，呼吸旺盛，缺氧等现象，以致降低种子的发芽能力使种子不能利用。
（5）高水分种子易遭受冻害，而使种子发芽率降低。
（6）种子水分过高，呼吸作用旺盛，在毒气熏蒸防仓库害虫时，因吸药量增加，往往会遭受毒害，而影响其生活力。
2．节约贮藏费用
种子水分高，使种子的重量与体积增加，就要增加贮藏和运输的手续和费用，特别要增加装车容量和仓库容量，如种子规定标准水分为14%，超过1%的水分，则仓库容量及运输费用会相应地增加。故在种子运输和贮藏之前，必须测定种子水分，如超过标准，须加以处理。这样就可节约贮藏费用。
3．正确的决定种子的堆放方法
种子贮藏时，种子水分不同则堆放的方式也不同，散装的种子，当种子水分高时，种子堆高就要降低些以便通风透气。袋装种子，当种子水分低时，可以实垛堆放，如果水分较高就要采用通风好的堆垛方式。
种子水分测定的时期
（1）种子入仓前测定种子水分，确定其是否符合安全贮藏水分的标准，如果符合才可入库，不符合者必须经过处理。
（2）种子调运前测定种子含水量，确定种子贮藏过程如何堆装和保证种子不变质，同时根据种子水分确定价格。
（3）种子入仓之后每隔一个月检查种子水分一次，看种子贮藏期间种子水分变化情况，如种子水分超过了安全贮藏含水量的标准，必须进行必要的处理改进贮藏方法。
（4）在进行药剂熏蒸前检查一次种子水分，如种子水分过高，必须经过处理以后才可进行熏蒸。
（二）种子水分的性质
种子的水分按其特性可分为两种：游离水、胶体结合水。
1．游离水是生物化学的介质，存在于种子表面和种子细胞间隙，它具有一般水的特性，能在细胞间隙中流动，容易蒸发出去。在贮藏期间这种水分多会使种子呼吸作用旺盛，酶的作用活跃，故不利于种子的安全贮藏。在测定种子水分时，由于它很容易蒸发，故在水分测定的初期很快就蒸发出来。在测定水分过程中，如取样、磨碎、称重时，必须操作迅速，尽量避免这种水分蒸发，对高水分的种子尤其要注意。
2．胶体结合水或束缚水
这种水被种子的亲水胶体淀粉、蛋白质等胶体物质牢固束缚，不能在细胞间隙中自由移动，很不活泼，不易受外界环境条件影响。它不具有溶解结晶物质的能力，在0℃时不结冰，100℃时不沸腾。在种子水分测定时，开始水分蒸发快是由于自由水蒸发容易，而以后水分蒸发缓慢，就是由于胶体结合水被种子胶体牢固束缚不易蒸发出来。在测定水分时，必须设法使这种水全部蒸发出来，才能获得正确的结果。
此外，种子某些化合物如糖中含有一定比例上的水分子，如果失掉这些水分子糖类就要分解变质。因此，在测定种子水分时，应注意不使这些水分破坏，否则就会影响水分测定结果，使水分百分率偏高。在测定水分时，在105℃条件下烘样品，有机物质不会分解，化合水不会被蒸发出来。如果用较高的温度或烘干的时间过长，就会使有机物氧化，使化合水烘失，同时使样品烘成焦黄色，而结果偏高，因此在进行种子水分测定时，必须严格遵守操作规程和控制烘干时规定的温度和时间。
（三）水分测定的方法
水在种子体以游离水和结合水这两种状态存在。只有将种子加热到100—105℃时，才能把结合水彻底排除。因此通常是在烘箱中用105℃（有时为了快速也有较高的温度）温度烘干样品，测定样品前后重量之差来计算含水量。
有些种子含有挥发性物质，在用高温烘烤时，这些容易挥发的物质也随水分被一起排掉。所含的挥发性物质越多，用烘箱测得的结果与水分的实际数值的差异就越大。为了避免这种错误，对这类种子可以改用甲苯蒸馏法。这个方法的原理是两种互不相溶的液体混合时，它们之中每一个却保持本身的蒸汽压，且混合物的蒸汽压等于各种液体的蒸汽压之和，因此混合物的沸点低于液体单独存在时的沸点。用这种方法能使种子中的水分在低于100℃的温度下全部沸腾气化，出来的水分用一只最小分度值0.1毫升的矛接管收集起来，就可以直接读取种子样品中的水量。
在不同的状况下，种子导电系数不相同。例如淀粉的导电系数等于10，脂肪等于3—36，水的导电系数为8.1。这就是说，种子中水分含量越高，其导电系数也就越高。根据电容器的电容量测定种子的导电系数，可以迅速测算种子的含水量。国产的几种谷物水分速测仪就是根据这个原理设计制造的，能够以±0.5%的精度测定含水量围在4—21%的中粒和小粒种子含水量，瞬间自动显示读数；特别是体积较小，便于携带，适合于在收购现场，在脱粒晒种的现场等条件下使用。这种类型的水分速测仪需要经常用粉干法来校正读数，还不能够完全代替烘干法。
含水量的表示有两种，一是相对含水量，或称湿基含水量，以水分含量占种子湿重的百分数表示。一是绝对含水量，或称干基含水量，以水分含量占种子干重的百分数表示。发表试验材料时应注明。利用下面标尺（图5—1）可以迅速换算干基含水量和湿基（在国际上湿基含水量为准）含水量。
湿基含水量（%）
图5—1 干基含水量和湿基含水量换算标尺
（Roberts 1972）
第三节种子发芽力的指标
种子的萌发能力是播种品质中最重要的指标，是品质检验最重要的项目。
种子发芽试验的最终目的是要了解播种前的种子用价和田间出苗情况，但通常在田间条件下进行发芽试验是不适宜的，同时田间条件变化很大，因此其试验结果没有可靠的重演性。所以一般采用实验室的方法进行发芽试验。
（一）种子发芽试验的意义：
1．根据发芽试验结果，计算种子用价，播种之前必须进行发芽试验，根据种子的发芽率和净度来计算种子用价和播种量；如发现种子发芽率低，可增加播种量或及时换种处理。
2．保证出苗整齐，提高苗木产量。
种子发芽率直接影响到种子田间出苗率，整齐度和密度并影响到农作物的产量，通过发芽试验可防止坏种下田，而应用发芽率高的种子播种，使田间出苗率高，出苗整齐，保证一定的密度，从而提高了产量。
3．防止浪费，节约种子。
在调种时进行发芽试验，了解该批种子发芽率后，可正确决定取舍，以免盲目调进，浪费工本；另一方面播种前作好发芽试验，对发芽率差的种子不应使用，以免播种后因出苗差要进行补播或重播，延误季节，浪费种子。
4．正确评定种子等级。
种子发芽率是种子分级和评价的重要依据。此外种子贮藏期间，定期进行发芽试验，可以了解贮藏期间种子发芽率的变化，及时改善贮藏条件。
（二）种子发芽能力的指标
1．发芽率
发芽率是正常发芽的种子占供试种子总数的百分数。
为了使发芽率这个指标能够相互比较，除了发芽试验的条件必须一致，参与计算的只限于正常的发芽粒。此外，还必须对发芽试验的期限有统一的规定。假定这些种子进行了A、B、C三种处理，发芽过程如图1—2，如果结束发芽试验的时间不同，就会对这个试验得出完全不同的结论。如果在第16天结束发芽试验，将认为A出现的效果最好。C处理最差，20天结束发芽试验，将认为三种处理没有区别。在这以后则人为C处理最好，A处理最差（Czabator,1962）。
图5—2 说明必须统一规定发芽试验期限的示意图
发芽结束的日期，现在是以发芽未期连续5天发芽粒数平均不足供试种子总数的1%时结束试验。据此，又根据各树种种子的生物学特性后统一规定发芽试验的天数。
以上的分析可知，为了确切地反应种子的质量，便于进行质量的比较，必须根据国家规定的统一条件进行发芽试验，而且要在规定的期限计算种子发芽率。林木种子中常有相当数量的空粒。杉木、柳杉的雌配子体在受精后还常常中途改育，形成所谓的涩粒在科学研究
中为了确切地了解某些种子的发芽能力，常把供检样品中的空粒和涩粒除去不计，只计算饱满种子的发芽率，这称为绝对发芽率，即：
绝对发芽率=
a
N n -×100% 式中：n ——正常发芽粒数；
N ——供检种子总数；
a ——空粒数和（或）涩粒数
有空粒和涩粒时，绝对发芽率恒高于发芽率。在研究林木结实的工作中，尤其是在确切比较某些因素对发芽能力的影响时，常常需要知道绝对发芽率。例如，以A 、B 两种因素分别处理同一批种子后得到85%和80%的发芽率。如果空粒数的百分数在A 处理的样品中为15%，在B 处理中为20%，则根据绝对发芽率的数值很容易看出，这两种处理对种子发芽率能力的影响并无差别。
仅一个平均发芽率常常不能确切地反映种子的品质。这一点从图5—2也可以明显看出。实验室发芽率低或者发芽愈迟缓，场圃发芽率就愈低于实验室的数值。为了更好地反映种子的质量，又应用了发芽势和发芽速度等。
2．发芽势
发芽势是发芽种子数达到高峰时，正常发芽种子的总数与供试种子数的百分比。它是反应种子品质的主要指标之一。发芽率相同的两批种子，发芽势高的种子品质好。播种后发芽比较迅速而整齐，场圃发芽率也高。一般根据各树种的发芽习性应规定计算发芽势的天数。
国际种子检验协会的规程中用“初次计数”的天数的发芽数来表示。初次计数的天数，在全部能发芽的种子约可达三分之一的种子此时已经发芽。
3．平均发芽速度
供试种子发芽所需的平均时间（天，偶有小时的）称为平均发芽速度，计算式如下： 平均发芽速度=∑∑?n
n D )( 式中：D —从种子置床起算的天数。有的规定置床之日为0，有的规定置床之时为1。 N —相应各天的发芽粒数。
平均发芽速度是衡量种子发芽快慢的一个指标。在同一个树种中，平均发芽速度的数值小，表示该批种子发芽速度大，发芽能力较好。
4．场圃发芽率
前述各种指标都是在实验室得到的，生产上更需要了解的是在场圃条件下的发芽情况。中、小粒种子的场圃发芽率一般都比实验发芽率低的多。而且测定场圃发芽率的最大困难在于发芽条件难于控制，所得的结果很难重复。此外，测定出来的数据对于当年的播种实践已无指导意义。 第四节 种子生活力的速测法
有时由于条件限制不能进行发芽实验，或者有些种子的休眠期长，但需要在短期知道种子品质。这时可以采用一些快速的方法，所测得的结果称为“种子的生活力”即用有生活
力的种子数与供检种子的总数的百分比来表示。生活力的数值应当与发芽率相近。测定生活力的方法是否可靠，可用发芽率来衡量。处于休眠状态的种子，其发芽率恒低于生活力。这时生活力所表示的数值是种子潜在的发芽能力。
测定生活力的方法很多，目前常用的是在某些化学药剂的药液中浸饱种子，根据种胚和胚乳的染况逐粒判断种子有无生活力，所以又叫染色法。所用的药剂有苯胺染料，碘—碘化钾，硒盐（或碲盐），四唑，红墨水等，近年来又发展起了X射线摄影法。
1．碘—碘化钾法
据研究松、云杉、落叶松属某些树种的种胚在开始发芽时生成淀粉。将种子浸后放置发芽环境中2—3天后取出种胚，投入碘液（每100毫升水中先放碘化钾1.3克，溶解后再加入0.3克结晶碘）20—30分钟后取出，就可以根据淀粉的着色反应判断种子的生活力。
2．硒盐（或碲盐）法
此法在日本应用较多，常用的是2%的硒酸氢钠（N a HS e O4）溶液。有生活力的种胚由于具有呼吸作用而被溶液的还原盐染成红色。
3．靛蓝法
靛蓝胭脂红是一种苯胺染料，很容易透过种子的死细胞使其染上蓝色。但不能透过活细胞。根据种胚着色的情况可以区别出有生命力的种子和无生命力的种子。但栋类的种胚含有大量单宁，死种子也不易着色。
4．四唑法
常用的浓度为0.1—1.0%的2、3、5——三苯基四唑的氯化物，也可以用四唑的嗅盐。把水浸过的种粒按一定方式切开投入溶液里，置25℃或30℃环境中染色。时间随树种而易，一般为24—48小时。用四唑染色鉴定种子的生活力是近二、三十年发展起来的，目前比较普遍。
四唑的水溶液无色，但在种子的活组织中，四唑被脱氢酶还原，生成稳定的，不溶于水的红色物质三苯基甲醍。坏死的组织则不显这种颜色。鉴定时的主要依据是着色的部位，而不是着色的深浅。
5．X射线摄影
很早就有人试用X射线鉴定种子以确定适宜的采种期。但是整整过了50年，Simak和Gustafsson(1953)才真正利用X射线摄影术来检验种子品质。由于X射线等有关技术在这个领域的应用，近十多年来，这项技术发展颇为迅速。它的最大优点是操作简便，结果比较可靠。只要曝光条件正确，就能够从所摄影片上区别出空粒和饱满粒，区别出种子的发育程度，看出种粒中是否潜有病虫害，是否受到损伤。如果用射线摄影，有可能对虫体发育进行系统的跟踪观察。但是采用X射线摄影术需要专用的设备及显像，判读等技术，还需要进一步研究。
6．种子品质的感官鉴定
感官鉴定就是不用仪器，而是根据视觉，触觉，味觉和嗅觉来判断种子的优劣，健全种粒，它们的种皮、胚乳、种胚具有正常的颜色、气味、滋味和弹性。在受干、受潮、受凉、受冻、受热及在变质腐坏的过程中，这些外观形状也会发生相应的变化，在一定程度上反映出种子的好坏。用感官鉴定能对种子品质作出大致的评价。这种方法适应于采种、脱粒、收购的现
场鉴定。用此法鉴定的结果通常称为种子的优良度。用于大粒种子较多，经验丰富时也可以用于松杉之类的中、小粒种子。