俞剛
摘要:種子是種子植物所特有的延存器官。優(yōu)質(zhì)的種子是提高產(chǎn)量的重要保障,而優(yōu)質(zhì)的種子就是種子發(fā)芽率高。本文就從教學(xué)中對(duì)種子發(fā)芽率的快速測(cè)定進(jìn)行綜述,以促進(jìn)掌握種子優(yōu)劣的鑒別。
關(guān)鍵詞:種子;發(fā)芽率;快速;測(cè)定方法
中圖分類號(hào):G718文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2015)12-0002-02
中等職業(yè)技術(shù)學(xué)校農(nóng)學(xué)類專業(yè)學(xué)生,熟練掌握種子發(fā)芽率的測(cè)定,是今后在工作中的一項(xiàng)基本必備技能。因此,教學(xué)要求是突出學(xué)生掌握實(shí)用性強(qiáng),可操作性強(qiáng)的動(dòng)手技能,特別在如何把握好各類種子發(fā)芽率快速測(cè)定方法,要做到簡單易行快速的測(cè)定方法是本課程教學(xué)的重點(diǎn),要突出實(shí)踐技能的培養(yǎng),以更好地適應(yīng)生產(chǎn)企業(yè)用人的需要,為此,教學(xué)中要緊緊抓住實(shí)用性來開展動(dòng)手技能的教學(xué),現(xiàn)就教學(xué)的幾種常用測(cè)定方法進(jìn)行如下探討:
種子發(fā)芽率是指在適宜條件下,在規(guī)定天數(shù)內(nèi),發(fā)芽的種子占供試種子的百分?jǐn)?shù)。它決定種子品質(zhì)和實(shí)用價(jià)值大小的主要依據(jù),與在生產(chǎn)中播種時(shí)的用量直接有關(guān),是避免劣質(zhì)種子播種,確保農(nóng)業(yè)豐收的重要依據(jù)。
在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用直接發(fā)芽計(jì)數(shù)法測(cè)定種子發(fā)芽率,了解其最大的發(fā)芽潛力,評(píng)價(jià)種子的活力,從而推測(cè)出種子的發(fā)芽率。該方法有直觀性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高的特點(diǎn),在谷物種子標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)中常用,但存在生物統(tǒng)計(jì)過程中費(fèi)時(shí)費(fèi)力又繁雜,如果有時(shí)為了應(yīng)急需要,遇到休眠種子也無法知道,又沒有足夠時(shí)間來測(cè)定發(fā)芽率,快速測(cè)定法則能在較短時(shí)間內(nèi)獲得結(jié)果,為優(yōu)質(zhì)種子的鑒定提供了條件。
1.種子發(fā)芽率快速測(cè)定常用的方法
多年來,通過種子研究人員長期的努力,找到一些快速、可靠、科學(xué)、簡便、易行的方法來進(jìn)行快速測(cè)定種子的生活力。快速測(cè)定種子生活力的方法有很多,但針對(duì)不同植物的種子采取的方法又不盡相同。下面是在種子生活力快速測(cè)定上幾種常用的方法。
1.1觀察法。一般情況下有經(jīng)驗(yàn)的都可以從種子的相對(duì)大小、籽粒的飽滿度、籽粒的色澤等方面識(shí)別種子的活力,從而確定種子發(fā)芽率的高低。因此,該方法不需要采取實(shí)驗(yàn)手段,簡便快捷,但要求操作人員熟悉種子的性狀及特點(diǎn),同時(shí)該法受環(huán)境和人為因素的影響較大,因而準(zhǔn)確度不高,誤差較大,只能用于進(jìn)行粗測(cè)。
1.2染色法。
1.2.1氧化還原染色法。針對(duì)休眠期長,難以進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),或因條件限制不能進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)的種子,采用此法可快速判定種子發(fā)芽率。根據(jù)染色劑不同又可分為不同的染色方法。常用的方法有氯化三苯四氮唑法(TTC法)和溴麝香草酚藍(lán)法(BTB法)。(1)氯化三苯四氮唑法(TTC法)又稱四唑法凡有生命活力的種子胚部,在呼吸作用過程中都有氧化還原反應(yīng),而沒有生命活力的胚則無反應(yīng),當(dāng)TTC滲入種子胚的活細(xì)胞內(nèi),并作為氫受體被脫氫輔酶(NADH2或NADPH2)上的氫還原時(shí),便由無色的TTC變?yōu)榧t色的三苯基甲脂(TTF),凡胚被染為紅色的是活種子,有發(fā)芽能力;胚不被染色的為死種子,不具有發(fā)芽能力。TTC染色反應(yīng)是生物體內(nèi)的酶促反應(yīng),受多種因素的影響,反應(yīng)速度較快,觀察和記錄也要快,而且可以獲得較明顯的結(jié)果。TTC法具有簡單快速、準(zhǔn)確可靠的特點(diǎn)。許多研究者用標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽與四唑測(cè)定的對(duì)比試驗(yàn)表明,四唑測(cè)定結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率一般很接近,所以說,四唑測(cè)定是最適宜的發(fā)芽試驗(yàn)的方法。(2)溴麝香草酚藍(lán)法(BTB法)凡活細(xì)胞必有呼吸作用,吸收空氣中的O2,放出CO2。CO2溶于水成為H2CO3,H2CO3解離成H+和HCO3-,使得種胚周圍環(huán)境的酸度增加,可用溴麝香草酚藍(lán)法(BTB)來測(cè)定酸度的改變。BTB的變色范圍為PH6.0-7.6,酸性呈黃色,堿性呈藍(lán)色,中間經(jīng)過綠色(變色點(diǎn)為PH7.1),在藍(lán)色背景下觀察,如種胚附近呈現(xiàn)較深黃色暈圈是活種子,否則是死種子。此法色澤差異顯著,易于觀察,測(cè)定較準(zhǔn)確。
1.2.2透性染色法。紅墨水染色法。凡生活細(xì)胞的原生質(zhì)膜具有選擇透性吸收物質(zhì)的能力,紅墨水等染料不透過,所以胚部不能染色,而死種子胚細(xì)胞原生質(zhì)膜喪失選擇透性,于是染料便能進(jìn)人死細(xì)胞而將胚染成紅色。所以用紅墨水做染料對(duì)種子進(jìn)行處理,根據(jù)胚組織染色反應(yīng)可區(qū)別是否具有發(fā)芽能力。凡是胚不著色或著色很淺的為活種子;凡種胚與胚乳著程度相同的為死種子。本法的優(yōu)點(diǎn)是不需設(shè)備和特殊試劑,但操作過程中種子染色時(shí)間過長或水沖洗不徹底會(huì)導(dǎo)致觀察不準(zhǔn)確,檢測(cè)結(jié)果也就存在一定的誤差,所以只可用于粗測(cè)。染色法測(cè)定種子生命力,雖紅墨水材料易找,但以靛紅染色法應(yīng)用較廣,對(duì)于禾谷類、豆類、麻類、瓜類、十字花科、棉花、果樹、喬灌木種子的生活力測(cè)定較適用。
1.3碘化鉀反應(yīng)法。某些種子在發(fā)芽過程中,胚內(nèi)會(huì)形成積累淀粉,淀粉要碘試劑作用下產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng),從而根據(jù)種子胚中產(chǎn)生藍(lán)色反應(yīng)的程度判斷種子的生活力。有生活力種子的胚部全部染成不同程度的黑色至灰色,或者胚根部呈褐色,子葉為黃色;無生活力種子的胚部全部染成黃色,或子葉呈灰色或黑色,胚根呈黃色,或胚根末端呈黑色或灰色,而其它部分呈黃色。此法適于淀粉含量高的種子,特別是松屬、云杉屬和落葉松屬的種子生活力的測(cè)定。
1.4熒光法。(1)直接觀察法。凡有生活力種子切開后在紫外光的照射下將產(chǎn)生明亮的藍(lán)色、藍(lán)紫色或藍(lán)綠色的熒光;無生活力種子在紫外光照射下呈黃色、褐色以至暗淡無光,并帶有多種斑點(diǎn)。此法適用于禾谷類、松柏類和某些薔薇科果樹的種子生活力的鑒定。(2)紙上熒光法。具有生活力的種子和已經(jīng)死亡的種子,它們的種皮對(duì)物質(zhì)透性是不同的,而許多植物的種子又都含有熒光物質(zhì)。利用此法來區(qū)分種子的死活,方法簡單,特別對(duì)十字花科植物的種子生活力的鑒定效果最好。但對(duì)于一些衰老、死亡后減弱或失去熒光的種子不適此法。
除了以上常用的快速測(cè)定法外,目前還有一些新的測(cè)定方法,如電導(dǎo)率法,電導(dǎo)率法是根據(jù)細(xì)胞膜的完整性決定發(fā)芽能力大小。電導(dǎo)率測(cè)定法是一種間接測(cè)定種子發(fā)芽率的方法,具有快速、簡便的特點(diǎn),但其準(zhǔn)確性受到標(biāo)準(zhǔn)參照物的限制,而且受室溫、水溫、種子質(zhì)量、水質(zhì)等因素的影響較大,因而誤差較大;吸脹狀態(tài)法,對(duì)于某些自身比較干燥的種子可以通過吸脹狀態(tài)法預(yù)測(cè)發(fā)芽率。因此可根據(jù)種子吸脹后的狀態(tài)來判斷種子活力及發(fā)芽率的高低。吸脹狀態(tài)法也是一種間接測(cè)定種子發(fā)芽率的方法,與其他方法相比操作更為簡便,但其只適用于干種子,應(yīng)用范圍較小,且易受溫度、種子質(zhì)量、水質(zhì)等因素的影響,不能將測(cè)定結(jié)果準(zhǔn)確量化,誤差比較大;酶學(xué)方法,種子在儲(chǔ)藏過程中,隨著種子活力的降低,與呼吸有關(guān)的酶類,如過氧化氫酶、過氧化物酶以及谷氨酸脫羧酶的活性降低,通過過氧化氫酶活性大小預(yù)測(cè)種子發(fā)芽率。
2.種子發(fā)芽率快速測(cè)定方法中存在的主要問題
關(guān)于種子發(fā)芽率快速測(cè)定方法,特別是染色法應(yīng)用較為廣泛,其中TTC法應(yīng)用最廣,一些準(zhǔn)確率高、簡單易行的方法也得到進(jìn)一步推廣。但都只能在一定程度上反映發(fā)芽率的大小,并不能完全取代國標(biāo)規(guī)定的普通發(fā)芽試驗(yàn),主要是因?yàn)檫@些方法還存在以下的問題:不同測(cè)試方法被應(yīng)用于不同的種子,結(jié)果的穩(wěn)定性與可靠性可能會(huì)不盡相同;受外界條件的影響比較大,特別是當(dāng)個(gè)別機(jī)械損傷種子或腐爛種子存在時(shí),影響人們對(duì)種子發(fā)芽率的預(yù)測(cè);染色法所得的染色圖譜具有多樣性,容易受操作人員的主觀因素影響,誤差較大;種子的初始狀態(tài)以及溫度、濕度等一些客觀因素會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的重復(fù)性。
因此,根據(jù)不同的種子而選用最合適的測(cè)定方法是十分必要的,在測(cè)定過程中也應(yīng)當(dāng)采取多種測(cè)定方法同時(shí)進(jìn)行,以獲得更加準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
為了滿足生產(chǎn)實(shí)踐的需要,必須對(duì)現(xiàn)有的方法加以改進(jìn)和簡化,建立一個(gè)重復(fù)性、可靠性和應(yīng)用性都比較高的方法,為實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
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