不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子質(zhì)量的影響

吳玉丹，徐建新*，徐 惠，吳宗興

(1.華北水利水電大學(xué) 水利學(xué)院，河南 鄭州 450045；2.四川省林科院，四川 成都 610000)

花椒(Zanthoxylumbungeanum)是我國(guó)傳統(tǒng)的“八大調(diào)味品”之一，也是日本和東南亞國(guó)家和地區(qū)食品工業(yè)、餐飲業(yè)和家庭烹飪常用的香辛調(diào)味料和中藥配料。我國(guó)是世界上花椒栽培面積、產(chǎn)量的第一大國(guó)，全國(guó)花椒種植面積超過(guò)了12萬(wàn)hm2，年產(chǎn)花椒12萬(wàn)t左右，形成了一個(gè)年產(chǎn)值達(dá)15億元的特色優(yōu)勢(shì)經(jīng)濟(jì)林產(chǎn)業(yè)?；ń吩谒拇ǚ植紡V，種質(zhì)資源豐富，資源存量大，經(jīng)濟(jì)效益顯著，尤其是阿壩、涼山、甘孜等民族貧困地區(qū)和生態(tài)脆弱地區(qū)群眾重要的經(jīng)濟(jì)收入來(lái)源。同時(shí)，花椒也是四川省發(fā)展的主要經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種之一。

研究表明，由于商品成熟和種子成熟存在著極大差異，采收時(shí)期不當(dāng)可能會(huì)導(dǎo)致種子質(zhì)量差，發(fā)芽率低、苗木質(zhì)量差、育苗成本高等問(wèn)題[6～7]。為了探索大紅袍花椒種子最佳成熟期，本研究對(duì)不同采收期大紅袍花椒的千粒重、有胚率、發(fā)芽率3項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析，旨在進(jìn)一步了解不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子質(zhì)量影響的具體差異，為確定大紅袍花椒種子質(zhì)量最好的最佳采收期提供理論和實(shí)踐依據(jù)[12]。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地點(diǎn)位于阿壩州茂縣鳳儀鎮(zhèn)靜州村(北緯31°41′，東經(jīng)103°51′)，陰坡，海拔1 600 m，坡度10°，年均降水量492.7 mm，年均蒸發(fā)量1 332 mm，蒸發(fā)量為降水量的近3倍，雨季5月—10月降水量占全年83.4%，旱季11月—翌年4月降水量占全年16.6%，平均相對(duì)濕度72%，年均風(fēng)速4.0 m·s-1，年均氣度11.2℃，極端最高氣溫32.0 ℃，最高氣溫≥30 ℃平均1.8 d，極端最低氣溫-11.6 ℃，最低氣溫≤0 ℃平均80.8 d，平均氣溫年較差20.4 ℃，平均日照時(shí)數(shù) 1 565.9 h，面積8.60 hm2；土壤為老沖積灰褐土。

1.2 試驗(yàn)材料

在試驗(yàn)基地選擇3株形態(tài)、長(zhǎng)勢(shì)及結(jié)果情況相似(生長(zhǎng)健壯、結(jié)果多、豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、品質(zhì)優(yōu)良、無(wú)病蟲(chóng))、樹(shù)齡在10 a的盛果樹(shù)(其產(chǎn)生的種子飽滿充實(shí)，培育出的苗木適應(yīng)性強(qiáng)，生長(zhǎng)發(fā)育良好[10])作為采種母樹(shù)、培養(yǎng)皿、濾紙、記號(hào)筆、2.5%的堿溶液、恒溫箱、萬(wàn)分之一分析天平，高錳酸鉀，標(biāo)簽，蒸餾水，鑷子等。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品處理

對(duì)所選定的母樹(shù)上的大紅袍花椒采用隨機(jī)分組設(shè)計(jì)，一個(gè)單株為一個(gè)處理，重復(fù)3次。分5個(gè)時(shí)期進(jìn)行采收，從傳統(tǒng)的花椒采收期開(kāi)始，到花椒完全成熟為止，每隔10d采收1次，分別于2014年6月25日、7月5日、7月15日、7月25日、8月5日、8月15日、8月25日和9月5日采種。每株母樹(shù)每個(gè)階段采集至少400粒的大紅袍花椒種子。將采集的樣品果實(shí)帶回陰干，待種子自然從果皮中脫落后，除去雜物，獲得純凈花椒種子，混勻后于4℃冰箱中冷藏備用。

1.3.2 胚發(fā)育狀況測(cè)定

從混勻的種子中隨機(jī)選取100粒大紅袍花椒種子，統(tǒng)計(jì)種子的無(wú)胚率。測(cè)定重復(fù)4次。

無(wú)胚率(%)=(種胚不發(fā)育的種子數(shù)/種子總數(shù))×100%。

1.3.3 千粒重的計(jì)算

從除去雜質(zhì)的大紅袍花椒種子中，用四公法分樣，將樣品分至接近規(guī)定的重量(5g)，準(zhǔn)確稱重(W)，然后計(jì)數(shù)，得粒數(shù)m。測(cè)定重復(fù)4次。

千粒重(g·1 000粒-1)= W/m×1 000。

試驗(yàn)結(jié)果允許誤差：千粒重20 g以下的不超過(guò)0.4 g，千粒重20.1 g～50 g的不超過(guò)0.7 g，千粒重50.1 g以上的不超過(guò)1.0 g。

1.3.4 發(fā)芽率的測(cè)定

種子用水選除去秕粒后用水浸泡2 d，再用濃度為2.5%的堿水浸泡種子，浸泡時(shí)需將淹沒(méi)種子，浸泡大約12 h后撈出，反復(fù)搓洗至種子失去光澤，用清水清洗干凈。然后立即進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)[11]。

在對(duì)種子進(jìn)行處理后，取上述采摘處理的種子200粒，置于事先鋪好雙層濾紙的已消毒培養(yǎng)皿中(已滴加清水)，每個(gè)培養(yǎng)皿中放入50粒花椒種子，放入25 ℃的日本三陽(yáng)MLR-351H恒溫培養(yǎng)箱。每處(采收時(shí)間)理50粒種子重復(fù)4次。第10天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率[11]。

發(fā)芽率(%)=(正常發(fā)芽種子粒數(shù)/參試種子總粒數(shù))×100%。發(fā)芽率數(shù)據(jù)經(jīng)平方根反正弦轉(zhuǎn)換后進(jìn)行方差分析與多重比較。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子有胚率的影響

不同采收期種子的有胚率如圖1所示。種胚是種子最重要的部分，種胚的發(fā)育從受精卵形成合子開(kāi)始，經(jīng)過(guò)細(xì)胞分裂和分化發(fā)育為成熟的胚，成熟的大紅袍花椒種子是由種皮、胚、胚乳3部分組成，大紅袍花椒每個(gè)成熟種子一般具1個(gè)胚，偶有雙胚現(xiàn)象，比例為10.5%～20%，成熟的胚為抹刀型，含有兩片乳白色的子葉。

圖1 不同采收期大紅袍花椒種子的有胚比例

8個(gè)時(shí)期的大紅袍花椒種子有胚率的平均值分別為0.9%，1.3%，17.9%，47.7%，58.7%，57.6%，17.1%，0.96%。從有胚率的上升曲線可知，從7月上旬開(kāi)始大紅袍花椒種子的胚發(fā)育才進(jìn)入一個(gè)比較快速的時(shí)期，在進(jìn)入7月下旬后達(dá)到1個(gè)相對(duì)完全成熟的時(shí)間，從8月中旬開(kāi)始逐漸下降，8月下旬到9月上旬急劇下降，與宋琴之[12]等人的研究基本一致。

2.2 不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子千粒重的影響

由圖2可知，8個(gè)時(shí)期大紅袍花椒種子的千粒重分別為15.749 g，16.286 g，18.744 g，20.958 g和23.719 g，21.646 g，17.554 g，13.732 g。大紅袍花椒種子的千粒重隨著時(shí)間的增長(zhǎng)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，各時(shí)期千粒重的差異十分明顯。

圖2 不同時(shí)期大紅袍花椒種子的千粒重

2.3 不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子的萌發(fā)率影響

由圖3可知，八個(gè)采收期的萌發(fā)率分別為1.2%，1.5%，4%，8.1%，33.5%，32.7%，9.2%,1.1%。在7月上旬之前，大紅袍花椒種子的萌發(fā)率雖然在上升，但是總體維持在一個(gè)很低的狀態(tài)。在進(jìn)行萌發(fā)試驗(yàn)前，種子要經(jīng)過(guò)水選，水選后6月下旬之前的大紅袍花椒種子浮面的種子的比例達(dá)到90.2%，萌發(fā)率基本為0.10%，7月上旬到下旬這段時(shí)間，萌發(fā)率雖有所提高，但提高得緩慢，7月下旬之后，種子的萌發(fā)率達(dá)到相對(duì)高速的發(fā)展。

圖3 不同時(shí)期大紅袍花椒種子的萌發(fā)率

如圖3所示，8月5日采收種子的萌發(fā)率極顯著的高于前期采收的種子(圖4)。不同采收時(shí)期萌發(fā)率大小的排列順序?yàn)椋?月5日>8月15日>8月25日>7月25日>7月15>7月5日>6月5日>9月5日，其中萌發(fā)率最高的是8月5日采收的大紅袍花椒種子，萌發(fā)率33.5%，最低的是6月25日和7月5日采收的種子，種子幾乎不萌發(fā)，而8月15日后的種子萌發(fā)率開(kāi)始快速降低，經(jīng)方差分析8個(gè)時(shí)期的萌發(fā)率有極顯著的差異(P-value=0.000 873)。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)從3個(gè)方面初步探究了不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子質(zhì)量的影響，6月上旬采收的大紅袍花椒種子明顯是不成熟的，經(jīng)過(guò)水選后浮面種子的比例達(dá)到了100%；6月下旬采收的大紅袍花椒種子上浮率為90.2%，從同一時(shí)間的千粒重以及胚的發(fā)育狀況也可看出，此時(shí)的種子沒(méi)有完全成熟，不能用于育種。進(jìn)入7月上旬以后，大紅袍花椒的千粒重開(kāi)始平穩(wěn)快速增加，干物質(zhì)穩(wěn)定積累，萌發(fā)試驗(yàn)中也有一定比例的種子可以萌發(fā)，但比例較低，也同樣不適合用于培育種苗；在進(jìn)入7月下旬后的大紅袍花椒種子的有胚率，千粒重等指標(biāo)都達(dá)到一個(gè)較高的水準(zhǔn)。在8月5日的有胚率為58.7%，萌發(fā)率也達(dá)到了最高的33.5%，是6月25日采收種子的約65倍，說(shuō)明6月25日采收的大紅袍花椒種子的胚未完全發(fā)育成熟，而8月中旬后的千粒重，有胚率和萌發(fā)率開(kāi)始銳減，說(shuō)明這段時(shí)間的花椒質(zhì)量是在快速降低的，圖2種子千粒重的時(shí)間趨勢(shì)變化也說(shuō)明，花椒種子胚發(fā)育以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累在逐漸進(jìn)行，同時(shí)萌發(fā)試驗(yàn)也說(shuō)明沒(méi)有發(fā)育完全的大紅袍花椒種子基本上不能萌發(fā)，說(shuō)明不同采收期對(duì)大紅袍花椒種子質(zhì)量有著顯著的影響。

由于不同采收期大紅袍花椒種子的胚發(fā)芽率、千粒重的差異性極大。在試驗(yàn)期范圍隨著采收期的推遲，大紅袍花椒種子的生命能力呈遞增和遞減現(xiàn)象?；ń凡墒掌趹?yīng)注意對(duì)商品成熟和種子成熟加以界定。試驗(yàn)表明，種子成熟期應(yīng)在7月下旬到8月上中旬采收，才具有較強(qiáng)的生命力，7月中旬前和8月中下旬后采收，大紅袍花椒種子生命力極低，不宜作為種子用，應(yīng)根據(jù)花椒的商品成熟期和種子成熟期適時(shí)采收。

本次研究只做了一個(gè)海拔梯度上的試驗(yàn)，對(duì)于其他海拔段上是否具有一致性還需進(jìn)一步研究。