Показатели качества семян и методы их определения

На основании анализа средней пробы на лесосеменных станциях устанавливают кондиционность семян древесных и кустарниковых пород. При этом определяют чистоту семян, всхожесть (жизнеспособность или доброкачественность), энергию прорастания, массу 1000 семян, влажность, заражённость фитои энтомовредителями. Все анализы выполняют в соответствии с действующими государственными стандартами.

Чистота семян. Чистота семян является одним из важных показателей качества семенного материала. Чистота определяется с целью установления в средней пробе, а следовательно, и в партии, которую она представляет, содержания нормально развитых семян, отходов и примесей. Примеси и отходы особенно резко снижают качество семян при хранении. Поэтому, если чистота семян не соответствует нормам стандартов на посевные качества, то детально анализируют состав отходов и примесей, разделяя их на фракции. Чистоту семян определяют отношением массы чистых семян к массе навески, взятой для анализа, и выражают в процентах.

Всхожесть семян. Всхожесть — важное биологическое свойство семян, имеющее большое практическое значение. По всхожести определяют пригодность семян к посеву и устанавливают норму высева семян.

Всхожесть — это способность семян образовывать нормально развитые за определённый срок и при определённых условиях проращивания проростки. Всхожесть определяют для семян с вынужденным покоем методом проращивания. Одновременно со всхожестью определяют энергию прорастания семян. Под энергией прорастания понимают способность быстро и дружно прорастать.

Для прорастания семян необходимы вода, тепло и кислород. Вода активизирует ферментативные процессы, ускоряющие переход нерастворимых питательных веществ в доступную для питания зародыша форму. Для каждой породы существует своя оптимальная температура, при которой происходит наиболее энергичное прорастание семян, выше или ниже которой процесс прорастания замедляется. Оптимальная температура, как постоянная, так и переменная, способствует усилению деятельности ферментов. Большинство семян древесных и кустарниковых пород (ель европейская, лиственница сибирская, берёза повислая и др.) проращивают при переменной температуре (20³⁰°С), так как она оказывает на семена более благотворное влияние, чем постоянная, ускоряя их прорастание. Также необходим для прорастания семян кислород воздуха. В результате усиленного дыхания семян идёт быстрое окисление углерода и водорода, содержащихся в семенах. В связи с делением клеток и образованием новых тканей при прорастании семян усиливается процесс выделения углекислоты. Таким образом, для определения лабораторной всхожести необходимо создать оптимальные условия прорастания семян.

Для проращивания мелких и средних семян на свету применяют копенгагенский аппарат, прибор Огиевского и аппарат Либенберга. Крупные семена (каштан конский, орех грецкий, дуб черешчатый) проращивают в деревянных ящиках или металлических оцинкованных сосудах. При этом семена перемешивают с влажными опилками, торфом или кварцевым песком. Семена шелковиц белой и чёрной проращивают в чашках Петри, помещенных в термостат (в темноте).

В лабораторных условиях определяют техническую и абсолютную всхожести. Техническая всхожесть определяется как процентное отношение числа проросших к числу семян, заложенных на проращивание. Абсолютная всхожесть — это процентное отношение проросших семян к числу проращиваемых полнозернистых семян. Показатель технической всхожести используется для установления класса качества семян, абсолютной всхожести — в научных исследованиях.

Энергию прорастания определяют как процентное отношение числа проросших за установленный в стандарте для энергии прорастания срок к общему числу семян, взятых для проращивания.

Сравнение грунтовой всхожести семян, имеющих одинаковую лабораторную всхожесть, но различную энергию прорастания, показало, что грунтовая всхожесть больше у тех семян, которые имеют и наибольшую энергию прорастания (Е.П. Заборовский, 1949).

Жизнеспособность. Семена многих древесных и кустарниковых пород после предоставления им оптимальных условий (тепло, влага, кислород) не прорастают. Эти семена имеют длительный семенной покой. Для оценки качества таких семян определяют не всхожесть, а жизнеспособность. Жизнеспособность определяют также у семян с вынужденным покоем для получения быстрой информации об их качестве, а также поступивших на предварительный анализ и в случае срочного высева или отправки семян. Под жизнеспособностью следует понимать их потенциальную способность прорастать. Жизнеспособность и всхожесть физиологически зрелых семян совпадает. Наиболее распространённым методом определения жизнеспособности для лесных семян является метод окрашивания зародышей растворами индигокармина, тетразола и йодистым раствором.

Метод определения жизнеспособности семян с применением индигокармина основан на способности живых клеток оставаться непроницаемыми для данного раствора, тогда как мёртвые клетки легко пропускают его и окрашиваются в синий (голубой) цвет.

Метод определения жизнеспособности семян с применением тетразола основан на способности живых клеток зародыша восстанавливать бесцветный раствор хлористого тетразола в фармазон. В результате живые клетки зародышей приобретают красный или малиновый цвет, мёртвые остаются неокрашенными.

Метод определения жизнеспособности семян йодистым раствором разработан для семян с вынужденным покоем (сосны, ели, лиственницы) и основан на окрашивании крахмала живых зародышей йодом в тёмный цвет различной интенсивности (от серого до чёрного). Жизнеспособность семян определяют в процентах, как отношение количества жизнеспособных семян к общему числу семян, взятых для анализа.

В настоящее время широкое распространение получил рентгенографический метод определения жизнеспособности лесных семян. Впервые этот метод исследования качества лесных семян был разработан в Швеции Шимаком и Густафссоном (Simak,.

Gustafsson, 1953). Авторами были определены «критические дозы облучения», которые оказывают угнетающее действие на семена (300−500 Р), и оптимальные дозы. Например, для семян сосны обыкновенной оптимальной дозой является 10−15 Р.

В нашей стране жизнеспособность семян рентгенографическим методом определяют у свежесобранных семян в соответствии с отраслевым стандартом (ОСТ 56−94−88). Жизнеспособность семян устанавливают по рентгенограммам в зависимости от внутреннего строения и степени развития зародыша и эндосперма семени без нарушения их целостности и снижения показателей качества.

Доброкачественность определяют у семян деревьев и кустарников с длительным периодом прорастания, для которых методы определения всхожести и жизнеспособности не установлены. Исключением являются семена ореха грецкого, каштана конского и жёлуди дуба. Доброкачественность устанавливают путём взрезывания семян вдоль зародыша в соответствии с техническими условиями. Определяют доброкачественность, как отношение количества полнозернистых здоровых семян с характерной для данного вида окраской зародыша и эндосперма к общему числу семян, взятых для анализа, и выражают в процентах.

Масса 1000 семян. Важным показателем качества семян является масса их 1000 штук. Семена более крупные и тяжёлые содержат больше питательных веществ, чем семена мелкие. С увеличением размера семян увеличивается их всхожесть и энергия прорастания (Н.П. Кобранов, А.Н. Соболев). Сеянцы из крупных семян обладают более высокой энергией роста по высоте и диаметру корневой шейки. Масса 1000 семян зависит от породы и колеблется в значительных пределах (от 0,2 г для семян берёзы повислой до 14 000 г у ореха чёрного). Для одной и той же породы этот показатель тоже не постоянный и зависит от многих факторов (географического происхождения семян, высоты над уровнем моря, лесорастительных условий, возраста насаждений, погодных условий и др.). Массу 1000 семян определяют у кондиционных семян, используя для анализа чистые семена.

Влажность семян — один из важных показателей их качества, который имеет большое значение при хранении. Повышенная влажность семян вызывает усиление их дыхания и повышение деятельности микроорганизмов, что приводит к снижению жизнедеятельности семян. Для семян ряда древесных пород установлена оптимальная влажность, которую необходимо поддерживать при их хранении (см. гл. 4.).

Основной способ определения влажности — воздушно-тепловой, основан на определении потери влаги семенами при их высушивании в сушильном шкафу при определённой температуре и установленном времени высушивания. Процент влажности вычисляют по формуле:

где а — масса навески до высушивания, г;

в — масса навески после высушивания, г.

Более быстро определить влажность можно с помощью влагомеров разных конструкций (ВП-4, ВЭ-2М, «Гидрорекорд» и др.) или при помощи кобальтовой бумаги.

Метод применения кобальтовой бумаги основан на способности хлористого кобальта (СоС1₂ • 6Н₂0) изменять окраску в зависимости от влажности окружающей среды от ярко-голубой до тёмно-розовой. Для определения влажности в сухую бюксу насыпают ½ объёма семян, затем пинцетом кладут сухую кобальтовую бумагу. Сверху досыпают семена на ¾ объёма бюксы, закрывают крышкой, заклеивают её лейкопластырем и несколько раз встряхивают бюксу. Через 20 минут бюксу открывают, пинцетом извлекают кобальтовую бумагу и сравнивают её цвет со стандартной шкалой (табл. 1.15.).

Кобальтовую бумагу можно также использовать для определения влажности семян сосны и ели, хранящихся в герметически.

Таблица 1.15.

Оценка влажности семян по цвету кобальтовой бумаги.

закрытых бутылях. Для этого её помещают в бутыли с семенами и периодически ведут наблюдения за изменениями влажности семян по окраске кобальтовой бумаги.

Энтомологическая экспертиза проводится с целью установления наличия вредителей, их видового состава и степени заражения. Наружные повреждения семян деревьев и кустарников вредителями определяют при разборке навески семян на чистоту. Повреждённые семена взвешивают и вычисляют их процентное содержание в навеске. Внутреннюю заражённость семян устанавливают одновременно с определением жизнеспособности или доброкачественности. Если у семян определяют всхожесть, то внутреннюю заражённость семян устанавливают путём погружения их в жидкости: бензин, спирт или воду. В результате анализа определяют процентное содержание повреждённых семян. Рекомендуемые мероприятия по обеззараживанию семян заносят в документ о качестве.

Фитопатологический анализ проводят для установления наличия возбудителей грибных болезней, их видового состава и степени заражённости ими семян. Для установления внешней и внутренней заражённости семян применяют следующие методы: биологический, макроскопический и центрифугирования.

Определение кондиционности семян проводится по двум показателям: всхожести (жизнеспособности, доброкачественности) и чистоте. По всхожести (жизнеспособности, доброкачественности) стандартные семена делятся на три класса качества в соответствии с существующими стандартами (табл. 1.16.).

Таблица 1.16.

Показатели качества семян хвойных пород (ГОСТ 14 161−86).

Продолжение таблицы 1.16.