6.3. Показатели качества семян и методы их определения
Посевные качества семян - совокупность признаков, характеризующих пригодность семян лесных растений для посева и выращивания из них посадочного материала и лесных культур, устанавливают путем анализа средней пробы в соответствии с действующими ГОСТами. При этом определяют влажность, чистоту семян, всхожесть, жизнеспособность, доброкачественность, энергию прорастания, массу 1000 шт. семян. При необходимости определяют зараженность семян энтомо- и фитовредителями.
Чистота семян - процентное содержание чистых семян исследуемой породы в партии - определяется отношением массы чистых семян к первоначальной массе, взятой для анализа навески. Для определения чистоты из разных мест средней пробы берут выемки для получения навески установленной массы. Навеску высыпают на разборную доску и сортируют, отделяя: а) чистые семена данной породы (цельные нормально развитые семена и наклюнувшиеся); б) отходы (семена проросшие, мелкие, щуплые, нездоровые, пустые, механически поврежденные, загнившие, поврежденные энтомологическими вредителями и пораженные болезнями); в) примеси (семена других деревьев и кустарников, сельскохозяйственных культур и сорных растений; живых вредителей семян, их личинки, комочки земли, песок, обломки семян и т. п.).
Всхожесть - способность семян прорастать и давать нормально развитые проростки при определенных условиях за установленный ГОСТом для каждой породы срок. Всхожесть - основной показатель качества семян - определяют проращиванием в соответствии с техническими условиями и выражают в процентах. В лабораторных условиях определяют техническую и абсолютную всхожести семян. Число нормально проросших за установленный срок семян, выраженное в процентах к общему количеству семян, взятых для проращивания, называют технической всхожестью. Абсолютная всхожесть- это число нормально проросших за установленный срок семян, выраженное в процентах к количеству полнозернистых семян, взятых для проращивания. В ряде случаев приходится определять грунтовую всхожесть - число семян, давших всходы в условиях посева в грунт, выраженное в процентах к общему числу высеянных семян.
Энергия прорастания - способность семян давать нормальные проростки за установленный ГОСТом более короткий, чем для определения всхожести, срок. Этот показатель определяют одновременно со всхожестью, он характеризует дружность прорастания семян. Энергия прорастания тоже может быть технической и абсолютной.
Проращивают семена чаще всего в специальных аппаратах (рис. 25) с электрическим подогревом, представляющих собой металлическую ванну, установленную в ящике 1. На дне ящика имеется электронагревательный прибор для подогрева воды в ванне. Над ванной ставят металлический поднос с отверстиями 2. На металлическом подносе устанавливают специальное ложе для семян. Оно состоит из фланелевой 3 с фитильком и бумажной 4 подкладок, покрываемых сверху стеклянным колпачком 5 с отверстием вверху. Семена раскладывают на бумажную фильтровальную подкладку. На таком ложе создаются оптимальные условия для прорастания семян. Тепло поддерживается за счет нагревания подноса водой; кислород вместе с воздухом поступает к семенам в достаточном количестве через отверстия в подносе; влага около семян удерживается в достаточном количестве благодаря фланелевой подкладке, имеющей свойство хорошо впитывать влагу, удерживать свободный кислород и одновременно легко их отдавать семенам. Теплый воздух, окружающий семена на ложе, поднимается вверх естественным путем внутри стаканчика и удаляется через его отверстие вместе с углекислотой, образовавшейся в процессе прорастания семян. Рассеянный свет к семенам поступает через прозрачный стеклянный колпачок, усиливая ферментативные процессы в разложенных на фильтровальную подкладку семенах.
Рис. 25. Аппарат для проращивания семян
Перед проращиванием аппараты моют и дезинфицируют. Семена, как правило, проращивают в четырех повторностях по 100 шт. в каждой. Перед раскладкой в аппараты семена в течение 18...24 ч намачивают в воде, имеющей температуру 18...20°С. Для мелких семян (березы, тополя и др.) намачивание не применяют, а трудно набухающие семена предварительно скарифицируют - наносят едва заметные механические повреждения наружной оболочке семян.
В большинстве случаев проращивание семян ведется при переменной температуре. Ежедневно вода в аппаратах утром постепенно подогревается с 24 до 36°С (температура ложа семян 20...30°С). Затем температура воды постепенно снижается до 24°С и поддерживается до утра на этом уровне с помощью специальных автоматических устройств. Этим самым условия прорастания семян приближаются к естественным (днем теплее, ночью холоднее). Это прежде всего относится к семенам с вынужденным покоем (сосна, ель и др.).
Семена некоторых пород проращивают при постоянных температурах. Например, семена сосны эльдарской, горной, крючковатой, а также сирени обыкновенной и других пород проращивают при температуре 20...24°С, ореха грецкого, конского каштана и др. при 20°С, а шелковицы при 35°С. Уровень воды в аппаратах поддерживают на расстоянии 2...3 см ниже ложа для семян. Воду в аппаратах меняют один раз в неделю. В сроки, предусмотренные ГОСТом, проросшие семена учитывают и удаляют.
Результаты учета заносят в карточку анализа. Семена считают проросшими, если у них образовались здоровые, нормальные корешки длиной не менее длины семени, а у крупных семян - не меньше половины длины семени. В день окончательного учета всхожести оставшиеся семена взрезывают и определяют число здоровых, загнивших, пустых, ненормально проросших, твердых (у бобовых), зараженных энтомологическими вредителями и нежизнеспособных семян. Крупные семена (желуди, орехи) проращивают в деревянных ящиках и металлических оцинкованных сосудах с отверстиями (диаметром 3...5 мм) в дне и стенках. Для их проращивания применяют кварцевый песок, опилки или торфяную крошку.
Рис.
26. Стаканчик проф. В.Д. Огиевского для
проращивания семян
При внутрихозяйственной оценке посевных качеств семян для определения всхожести используют стаканчик В.Д. Огиевского (рис. 26), специальные ванны и т. п. Стаканчик В.Д. Огиевского представляет собой как бы отдельный элемент аппарата для проращивания семян. Ванны для проращивания семян изготавливают из оцинкованного железа, вдоль продольных стенок которых имеются бортики. На них кладут стеклянные пластинки. Ванну наполняют водой так, чтобы она не доходила до бортиков. Стеклянные пластины покрывают полосками фильтрованной бумаги, опуская их концы в воду, на которые раскладывают отдельными сотнями семена. Перед употреблением ванну очищают щетками, промывают, обваривают кипятком и сверху покрывают стеклом.
Сила роста проростков или «сила семян»? Под этим понятием, в общем смысле, понимают свойство семян, обеспечивающее не только дружное прорастание, но и дальнейшее нормальное развитие полученных проростков. Большей частью основными ее показателями принято считать скорость роста проростка и его устойчивость к неблагоприятным условиям выращивания. Для определения силы роста иногда используют комплекс показателей, таких как всхожесть семян и энергия их прорастания, скорость удлинения корешка и гипокотиля, увеличение их массы, количество запасных питательных веществ и скорость, с которой они мобилизуются при прорастании, эффективность их использования проростком, а также интенсивность физиологических процессов.
Жизнеспособность - количество живых семян, выраженное в процентах от общего числа семян, взятых для анализа. Этот показатель качества определяется у семян деревьев и кустарников с длительным периодом прорастания, а также при необходимости срочно выявить качество семян. Жизнеспособность определяют окрашиванием мертвых или живых тканей зародышей в соответствии с ГОСТом. Семена предварительно намачивают до полного набухания; затем из них извлекают зародыш, который помещают в краситель. В качестве красителей используются индигокармин (0,05%-ный раствор), тетразол (0,5%-ный раствор) и йодистый раствор. Метод определения жизнеспособности окрашиванием индигокармином основан на том, что живые клетки зародыша непроницаемы для раствора индигокармина, а мертвые - легко пропускают этот раствор и окрашиваются. При использовании тетразола окрашиваются живые клетки зародыша. Это происходит за счет того, что в результате биохимических процессов внутри живых клеток зародыша образуется нерастворимое вещество - формазан красного или малинового цвета. Метод йодистого окрашивания основан на окрашивании крахмала зародышей йодом.
Доброкачественность - количество полнозернистых здоровых семян с характерной для данного вида окраской зародыша и эндосперма, выраженное в процентах к общему числу семян, взятых для анализа. Ее устанавливают у семян деревьев и кустарников с длительным периодом прорастания, для которых методы определения всхожести и жизнеспособности не установлены, а также в случае необходимости быстрого определения их качества. Например, при внутрихозяйственной проверке посевных качеств семян в период обследования лесосеменных объектов перед массовой заготовкой семян. Определяют путем взрезывания семян вдоль зародыша в соответствии с ГОСТом. Перед взрезыванием семена большинства пород намачивают в воде. К доброкачественным относят полнозернистые семена, имеющие вполне здоровые, развитые зародыши и эндосперм нормальной окраски.
Кроме определения жизнеспособности и доброкачественности семян, существуют и другие, например, рентгенографический, люминесцентный и т. п. Рентгенографический метод позволяет определить полнозернистость семян, состояние зародыша и ход его развития при прорастании. У свежих и доброкачественных семян показатели всхожести и полнозернистости обычно близки между собой. Лежалые семена предварительно намачивают в растворах хлористого бария, азотнокислого серебра или уксуснокислого свинца, способных проникать в мертвые ткани. Катионы этих солей сильно поглощают рентгеновские лучи, что получает отражение на снимках.
Люминесцентный метод определения жизнеспособности семян основан на свечении срезов семени под воздействием ультрафиолетовых лучей. Свечение живых и мертвых тканей различно. Для усиления контрастности предварительно прокрашивают срезы флуоресцирующими красителями (флуорохромами).
Масса 1000 шт. семян имеет большое лесокультурное значение - крупные, а следовательно и наиболее тяжелые семена, обладают повышенными посевными качествами. Массу семян необходимо знать при установлении нормы высева. Ее определяют в воздушно-сухом состоянии в соответствии с ГОСТом.
Влажность семян- содержание влаги в семенах, выраженное в процентах к массе исходной навески. Определяется не позднее чем через 2-е сут. с момента поступления образца на зональную лесосеменную станцию. Влажность семян определяют методом высушивания в сушильном шкафу или влагомером. Первый метод является основным. Навеска семян сушится 1...3 ч при температуре 130°С.