园林树木种子贮藏与运输
发布时间:2023-04-23 15:04:36浏览次数:86园林树木种子贮藏与运输种子是极为重要的生产资料。种子贮藏是种子经营管理中最重要的工作环节。种子贮藏的基本目的是通过采用合理的贮藏设备和先进的技术人为地控制贮藏条件使种子劣变减小到最低程度在一定时期内最有效地使种子保持较高的发芽力和活力确保育苗时对种子的需要。大多数园林树木的种子在秋冬季节成熟而播种却多在春季进行所以采集种实后需要进行贮藏。虽然有些树种的种子在夏季成熟且可随采随播但是为了使新萌发的幼苗能在当年有更长的生长期同时也便于生产安排同样需进行种子贮藏以备不同时期的播种需要。特别是许多园林树木具有结实周期性特征各年结实有很大的不确定性丰年应该尽量多采集种实进行较长时期的贮藏以便在歉年仍能有充足的种实供应。种实贮藏期限的长短视贮藏目的种子本身的特性及贮藏条件而定。一 种子贮藏原理具有活力的种子时刻都在进行着不同强度的呼吸作用。种子呼吸作用与种子贮藏具有密切关系。因此认识种子呼吸作用的特点及影响呼吸的因素是合理地调控呼吸作用和有效地进行种子贮藏工作的基础。一种子的呼吸呼吸作用是活有机体特有的生命活动。种子的呼吸是指种子内活组织在酶和氧的参与下将本身的贮藏物质氧化分解放出二氧化碳和水同时释放能量的过程。这个过程中不断地将种子内的贮藏物质分解为种子生命活动提供所需的物质和能量维持种子体内正常的生化反应和生理活动。种子贮藏期间种子本身不存在同化过程主要是进行分解作用和劣变过程所以呼吸作用是种子生命活动的集中表现。当有外界氧气参与时种子以有氧呼吸为主。当种子处于缺氧条件时则主要进行无氧呼吸。有氧呼吸过程中主要是通过糖酵解三羧酸循环途径使呼吸底物碳水化合物分子被彻底氧化释放出大量能量。在这个氧化还原过程中细胞质中的葡萄糖经糖酵解转变为丙酮酸在线粒体内膜内的衬质中经三羧酸循环丙酮酸被彻底氧化成二氧化碳和水。能量的释放主要是通过电子传递体的氧化磷酸化作用产生 腺三磷来实现的。这个过程可用下式简单表示葡萄糖 → 丙酮酸 氧 → 二氧化碳 水 能量能量
无氧呼吸过程中底物分解成为不彻底的氧化产物释放出的能量大大低于有氧呼吸。经糖酵解产生的丙酮酸在缺氧条件下脱羧形成乙醛再还原成乙醇这个过程也可称为乙醇或酒精发酵。丙酮酸也可直接被还原成乳酸称乳酸发酵。或丙酮酸被还原成丁酸称为丁酸发酵。如下式示意葡萄糖→丙酮酸缺氧条件乙醇发酵→乙醇能量或→乳酸发酵→乳酸能量或→丁酸发酵→丁酸能量呼吸作用可用两个指标衡量即呼吸强度和呼吸系数。呼吸强度又可称为呼吸速率是指单位时间内单位重量种子放出的二氧化碳量或吸收的氧气量它是表示种子呼吸活动强弱的指标。呼吸强度大表示种子体内物质分解过程快意味着放出的水分和能量多。无论是有氧呼吸。还是无氧呼吸呼吸强度的增强都不利于种子的贮藏。有氧呼吸增强时释放出过多的水分和热能这些过多的水分和热能大部分郁积在种子堆中发生所谓的自潮现象和自热现象成为进一步加剧种子呼吸强度的因素呼吸强度的增加会加速种子内贮藏物质的消耗加快种子劣变速度。强烈的缺氧呼吸一方面会造成种子体内物质和能量的消耗另一方面产生乙醇等有毒物质这些物质的积累会反过来抑制种子呼吸致使种胚中毒死亡。呼吸系数是指种子在单位时间内放出二氧化碳的体积和吸收氧气的体积之比它是表示呼吸底物的性质和氧气供应状况的一种指标。一般贮藏的种子可通过测定呼吸系数的变化了解种子呼吸底物的状况。如呼吸底物为碳水化合物氧化完全时呼吸系数为 呼吸底物为脂肪和蛋白质时呼吸系数小于 呼吸底物为含氧较多的有机酸类时呼吸系数大于 。另外依据呼吸系数的变化还可估计种子呼吸过程中氧的供应情况。如缺氧条件下种子进行无氧呼吸呼吸系数大于 氧气供应充足种子进行有氧呼吸时呼吸系数等于或小于 如果呼吸系数很小说明种子进行强烈的有氧呼吸。种子贮藏过程中究竟进行有氧呼吸还是无氧呼吸与种子本身状况及贮藏环境有关。气干状态的种皮致密的种子贮藏在低温干燥且密闭缺氧的环境条件下以无氧呼吸为主种子代谢活动十分微弱呼吸速率很低。反之以有氧呼吸为主呼吸速率较高。在种子贮藏过程这两种呼吸往往同时存在。通风透气时以有氧呼吸为主。若通风条件差氧气供应缺乏时则以无氧呼吸为主。二影响种子呼吸的因素
种子本身状况 种子的呼吸强度因种子本身状况而有很大差别。未充分成熟损伤和冻伤的种子可溶性物质多酶的活性高呼吸强度大。另外种粒和种胚的大小与呼吸强度有密切的关系小粒种子接触氧气面较大大胚种子由于其胚部活细胞占的比例大均有较高的呼吸强度。由此可见种实贮藏之前认真做好种实调制的各个工序非常必要特别要注意剔除杂物破碎粒尽量减小避免损伤种子并合理地进行种子分级以提高种子贮藏稳定性。种子含水量 种子中游离水和结合水的重量占种子重量的百分率为种子含水量。一般将游离水出现时的种子含水量称为临界含水量。临界水分与种子贮藏的安全水分有密切关系。种子安全含水量标准含水量是指保持种子活力而能安全贮藏的含水量。大多数树种其种子的安全含水量大致相当于充分气干时种子的含水量。贮藏种子过程中种子与外界不断交换水汽经过一定时期释放的水汽与吸入的水汽达到一个动态平衡此时种子的含水量称平衡含水量。种子含水量高特别是游离水的增多是种子新陈代谢强度急剧增加的决定因素。种子内游离水分多酶容易活化难溶性物质转化为可溶性的简单的呼吸底物易加快贮藏物质的水解作用使呼吸作用增强。当种子含水量低时水分处于结合水状态几乎不参与新陈代谢活动种子呼吸作用微弱。但是如果种子含水量太低例如低于 ~种子中的类脂物质自动氧化生成的游离基会对细胞中的大分子造成伤害使酶钝化膜受损染色体畸变导致种子劣变加速。因此种实调制过程中掌握种子干燥程度极为关键。既要使种子含水量降低到最低程度又不能低于种子安全含水量。而不同树种的种子或者同一树种的种子但贮藏条件不同时种子安全含水量又有很大差别。空气相对湿度 种子是一种多孔毛细管胶质体有很强吸附能力。特别是干燥的种子具有强烈的吸湿性。故种子含水量随空气相对湿度而变化。在相对湿度大的条件下种子含水量会明显增加使种子呼吸作用加强。在空气较干燥相对湿度较低时种子可释放水汽减小水分对呼吸作用的影响。温度 在一定的温度范围内种子的呼吸作用随温度升高而加强。温度高时种子的细胞液浓度降低原生质粘滞性降低酶的活性增加促进种子代谢呼吸作用旺盛。尤其在种子含水量同时较高的情况下呼吸强度随温度升高而发生更加显著的变化。但是温度过高时如大于 ℃ 蛋白质变性与蛋白质有关的膜系统酶和原生质遭受损害呼吸强度急剧下降种子生理活动减慢或消
失。通气状况 贮藏种子时通气状况与种子的呼吸强度和呼吸方式有密切的联系。空气流通的条件下种子的呼吸强度较大贮藏于密闭条件下呼吸强度较小。综合考虑温度水分和通气状况时水分和温度越高则通气对呼吸强度的影响越大。含水量高的种子呼吸作用旺盛如果空气不流通氧气不足种子很快被迫进行无氧呼吸会积累大量的醇醛和酸等氧化不完全的物质对种胚产生毒害。因此含水量高的种子贮藏中要特别注意空气流通。含水量较低的干燥种子由于呼吸微弱对氧气消耗量较小可进行密闭贮藏。生物因子 种子贮藏中种子堆中微生物和昆虫的活动会放出大量的热能和水汽达到一定程度则间接导致种子呼吸作用增强。同时由于微生物和昆虫的活动消耗氧气放出大量二氧化碳使局部区域氧气供应相对减少会间接地影响种子的呼吸作用的方式。二 种子寿命种子从完全成熟到丧失生命为止所经历的时间叫种子寿命 !"#。从种子活力的生理学基础分析可认识到种子寿命是由遗传基因所决定与种皮结构含水量和种子养分种类有很大关系同时种实采集调制和贮藏条件等对种子寿命的长短影响极大。因此种子的寿命又是相对的。掌握影响种子寿命长短的关键性因素创造和控制适宜的环境条件控制种子自身状态使种子的新陈代谢作用处于最微弱的程度可延长种子寿命。反之将会使种子劣变加速缩短种子寿命。园林树木的种子寿命通常指在一定环境条件下种子维持其生活力的期限。一般指整批种子生活力显著下降发芽率降至原来的 $时的期限为种子的寿命而不是以单个种子至死亡所经历的期限计算。依据种子生活力保存期的长短可将树木种子区分为短命种子中寿命种子和长寿命种子。短寿命种子 主要指种子寿命保存期只有几天几个月至 ~ 年的种子。大多数短寿命种子淀粉含量较高如栗栎和银杏等树种的种子。在种子生理代谢活动中淀粉类物质容易分解。这意味着这些种子的贮藏物质维持生命活动的时间较短。另外杨柳榆等夏季成熟的种子以及荔枝可可和咖啡等热带地区高温高湿季节成熟的种子本身含水量高加之高温高湿条件下种子呼吸作用旺盛种子体内的养分很容易消耗掉所以这些种子的寿命也短。中寿命种子 指生活力保存期为 ~$ 年的种子。这类种子含的脂肪或蛋白质较多如松杉
柏椴槭水曲柳等。脂肪和蛋白质在生理转化过程中的速度较慢而且释放的能量比淀粉多只要消耗少量养分就能维持生命活动因此这类种子的寿命较长。长寿命种子 指生命力保存期超过 $ 年的种子。如合欢刺槐槐树台湾相思皂荚等。这些树种的种子种子本身含水量低种皮致密不透水非常有利于种子生活力的保存。气干状态下的种子用普通干藏法可保持生活力 $ 年以上。三 常用种子贮藏方法从种子呼吸特性及影响种子呼吸的因素看环境相对湿度小低氧低温高二氧化碳及黑暗无光有利于种子贮藏。具体的种子贮藏方法依种实类型和贮藏目的而定最主要依据种子安全含水量的高低来确定应用较多的是干藏法和湿藏法。干藏法 种子本身含水量相对低计划贮藏时间较短的种子尤其是秋季采收且准备来年春季进行播种的种子可采用干藏法。适于干藏的树种有侧柏杉木柳杉水杉云杉油松马尾松白皮松红松合欢刺槐白蜡丁香连翘紫葳紫荆木槿山梅花等。方法是先将种子进行干燥达到气干状态然后装入麻袋布袋缸瓦罐木桶或其他容器内置于常温相对湿度保持在 $以下或 $~℃低温相对湿度 $~$且通风的种子库贮藏。贮藏时注意容器内要稍留空隙严密防鼠防虫注意及时观察防止潮湿。计划贮藏时间超过 年以上时为了控制种子呼吸作用减少种子体内贮藏养分的消耗保持种子有较高的活力可进行密封干藏。如柳桉榆等种子将种子装入容器内然后将盛种容器密闭置℃低温条件下保存。密封干藏时使用的容器不易太大以便于搬运和堆放。容器可用瓦罐铁皮罐和玻璃瓶等也可用塑料材料的容器。种子不要装的太满。密闭容器中充入氮和二氧化碳等气体利于降低氧气的浓度适当地抑制种子的呼吸作用。另外容器内要放入适量的木炭硅胶和氯化钙等吸湿剂。湿藏法 湿藏法即把种子置于一定湿度的低温$~$ ℃ 条件下进行贮藏。这种方法适于安全含水量标准含水量高的种子如栎类银杏樟楠忍冬黄杨紫杉椴树女贞海棠木瓜山楂火棘玉兰马褂木大叶黄杨等。贮藏种子中可采用挖坑埋藏室内堆藏和室外堆藏等方法。室外挖坑埋藏最好选地势较高背风向阳的地方通常坑的深和宽为 $。%~&坑长视种子多少而定。坑底先垫 $'& 厚的湿沙然后种子与湿沙按容积 混合后放入坑内。坑的最上层铺
$'& 厚的湿沙。贮藏坑内隔一段距离插一通气筒或作物秸杆或枝条以利通气。地表之上堆成小丘状以利排水。珍贵或量少的种子可将种子和沙子混合或层积置入木箱内然后将木箱埋藏在坑中效果良好。室内混沙湿藏可保持种子湿润且通气良好。湿沙体积为种子的 ~ 倍沙子湿度视种子而异。银杏和樟树种子沙子湿度宜控制在 左右栎类槭椴等可采用 $如果湿度太大容易引起发芽。一般以手握成团手捏即散为宜。温度以 $~℃为宜太低易造成冻害但温度高又会引起种子发芽或发霉。四 其它种子贮藏技术一种子超低温贮藏种子超低温贮藏'(#)(*( +,指利用液态氮为冷源将种子置于-℃的超低温下使其新陈代谢活动处于基本停止状态不发生异常变异和裂变从而达到长期保持种子寿命的贮藏方法。自 $ 世纪 .$ 年代以来利用超低温冷冻技术保存种子的研究有了较大进展。这种方法设备简单贮藏容器是液氮罐。贮藏前种子常规干燥即可。贮藏过程中不需要监测活力动态。适合对稀有珍贵种子进行长期保存。目前超低温贮藏种子的技术仍在发展中。许多研究发现榛李胡桃等树种的种子温度在$℃以下易使种子活力受损。有些种子与液氮接触会发生爆裂现象等。因此贮藏中包装材料的选择适宜的种子含水量适合的降温和解冻速度解冻后的种子发芽方法等许多关键技术还需进一步完善。二种子超干贮藏种子超干贮藏/"(+0(#*0*"(+或称超低含水量贮藏/"(+1&!*"/(*0*"(+是将种子含水量降至 以下密封后在室温条下或稍微降温条件下贮存种子的一种方法。以往的理论认为若种子含水量低于 ~.的安全下限大分子失去水膜保护易受自由基等毒物的侵袭同时低水分不利于产生新的阻氧化的生育酚2。自 $ 世纪 %$ 年代以来对许多作物种子试验研究表明种子超干含水量的临界值可降到 以下。种子超干贮藏的技术关键是如何获得超低含水量的种子。一般干燥条件难以使种子含水量将到 以下若采取高温烘干容易降低甚至丧失种子活力。目前主要应用冰冻真空干燥鼓风硅胶干燥干燥剂室温干燥等方法。此外经超干贮藏的种子在萌发前必须采取有效措施如 3 引发处理逐级吸湿平衡水分等防止直接浸水引起的吸胀
损伤。目前来看脂肪类种子有较强的耐干性可进行超干贮藏。而淀粉类和蛋白类种子超干贮藏的适宜性还有待深入研究。三种子引发为理解种子引发概念先简要认识种子萌发过程。根据一般规律种子萌发过程分为四个阶段4 吸胀!&5!5!,种子很快吸水膨胀种胚活细胞内部的蛋白质酶等大分子和细胞器等陆续发生水合活化6 萌动)("(/*!种子萌发的第二阶段种子在最初吸胀的基础上吸水停滞数小时或数天出现吸水暂缓期。这一时期在生物大分子细胞器活化和修复基础上种胚细胞恢复生长。当种胚细胞体积伸展到一定程度胚根尖端突破种皮外伸这一现象称为种子萌动。③发芽(&!+,形成正常的具备主要构造的幼苗7 成苗*0!*"+5!*8&"子叶留土或出土幼苗正常生长。种子引发*0)(!&!是控制种子缓慢吸收水分使其停留在吸胀的第二阶段让种子进行预发芽的生理生化代谢和修复作用促进细胞膜细胞器9: 的修复和活化处于准备发芽的代谢状态但防止胚根的伸出。经引发的种子活力增强抗逆性增强出苗整齐成苗率高。目前常用的种子 引 发 方 法 有 渗 调 引 发 *&)(!&! 滚 筒 引 发 9(/&)(!&! 固 体 基 质 引 发 ;!0+"(!<)(!&!和生物引发=!)(!&!等。五 种子运输种子运输可认为是一种短期的贮藏。如果包装和运输不当则运输过程中很容易导致种子品质降低甚至使种子丧失活力。因此种子运输之前要根据种实类型进行适当干燥或保持适宜的湿度。要预先做好包装工作运输途中防止高温或受冻防止种实过湿发霉或受机械损伤确保种子的活力。种子运输之前包装要安全可靠并进行编号填写种子登记卡写明树种的名称和种子各项品质指标采集地点和时间每包重量发运单位和时间等。卡片装入包装袋内备查。大批运输必须指派专人押运。到达目的地要立即检查发现问题及时处理。一般含水量低且进行干藏的种实如云杉红松落叶松樟子松马尾松杉木桉椴白蜡和刺槐等树木的种实可直接用麻袋或布袋装运。包装不宜太紧太满以减少对种子的挤压同时也便于搬运。对于樟楠檫等含水量较高且容易失水而影响活力的种子可先用塑料或油纸包好再放入箩筐中运输。对于栎类等需要保湿运输的种子可用湿苔藓湿锯末和泥炭等放容器中保湿。对于杨
树等极易丧失发芽力且需要密封贮藏的种子在运输过程中可用塑料袋瓶和筒等器具使种子保持密封条件。有些树种如樟玉兰和银杏的种子虽然能耐短时间干运但到达目的地后要立即进行湿沙埋藏。