孟淑春,徐秀蘋,宋順華*
(1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心/農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室/農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)(北方)重點實驗室/蔬菜種質(zhì)改良北京市重點實驗室,北京 100097;2.中國科學(xué)院植物研究所系統(tǒng)與進化植物學(xué)國家重點實驗室,北京 100093)
種子凈度是衡量種子質(zhì)量的一項重要指標,凈度分析是國家種子質(zhì)量標準中四項強制性檢測指標之一,除種子水分檢驗之外,其他任何檢驗項目都要在獲得凈種子后才能進行檢驗。國際上非常重視種子凈度檢驗,它是體現(xiàn)種子檢驗機構(gòu)檢驗?zāi)芰Φ年P(guān)鍵所在,開展種子凈度分析對種子質(zhì)量評價和利用具有重要意義;但是,我國的種子質(zhì)量檢驗機構(gòu)對凈度檢驗還不夠重視,在這方面的技術(shù)力量也比較薄弱,尤其是其他植物種子鑒定的準確度尚未達到國際標準,與發(fā)達國家的差距較大。提升凈度檢驗技術(shù)水平和檢驗?zāi)芰ζ仍诿冀蕖?/p>
種子凈度是指種子清潔干凈的程度,嚴格意義上說是:除去混雜在樣本中的非本品種種子和土塊、石塊等雜質(zhì)后,剩下的本品種凈種子占檢測樣本總量的比重。凈度是判斷種子質(zhì)量的一項重要指標。測試分析供檢樣品中凈種子、雜質(zhì)和其他植物種子這3種成分的含量和占樣品總量的百分率,再通過凈種子的百分率來了解種子批可利用種子的真實比重及種用價值,評價種子質(zhì)量,對種子批進行分級,并據(jù)此準確地計算播種量。而其他植物種子是指樣品中除凈種子之外的任何植物種類的種子單位,包括雜草和異作物種子2類。因為異作物種子或者雜草種子混入田間,會與農(nóng)作物爭肥、搶光,阻礙農(nóng)作物生長發(fā)育,許多雜草還是病蟲的中間寄主,致使病蟲滋生蔓延,從而影響作物生長發(fā)育、機械收獲,降低作物產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。有些有毒雜草種子和植株含有有毒物質(zhì),會造成人、畜中毒;因此,通過其他植物種子種類和含量的測定,可以決定種子批的取舍和危害,同時為識別和預(yù)防有害雜草入侵提供依據(jù)[1]。了解供檢種子中雜質(zhì)的種類和含量,可以為進一步種子清選和加工提供依據(jù),確保種子安全貯藏,提高種子利用率。在國際貿(mào)易中,其他植物種子主要用于測定有害或不受歡迎種子存在的情況。凈度分析是種子檢測的核心環(huán)節(jié),對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有著重要意義。
依據(jù)《國際種子檢驗規(guī)程》(International Rules for Seed Testing,2021年),除種子水分檢驗外,其他任何檢驗項目都要在獲得凈種子數(shù)據(jù)后才能進行檢驗(圖1)。如果凈度檢測環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題或檢測結(jié)果不準確,即使種子的純度、發(fā)芽率、水分檢測過程如何嚴格認真,檢測結(jié)果多么準確無誤,但由于凈度反映出的供檢樣品不同成分質(zhì)量百分率和混合物特性不可靠,進而由此推斷出種子批的組成也難以反映出真實狀況,從而直接影響特定種子批質(zhì)量的科學(xué)、準確判定。
圖1 種子檢驗流程
種子的凈度是評價其播種質(zhì)量的一個主要指標,影響著種子批的發(fā)芽率和商品性。有些種子企業(yè)認為,只要種子的純度、發(fā)芽率、水分合格,凈度并不重要,這是一種觀念上的錯誤。由于我國種子生產(chǎn)、加工等環(huán)節(jié)設(shè)施設(shè)備落后,產(chǎn)出的種子破損率高、凈度低,導(dǎo)致種子發(fā)芽率低,直接影響了種子的商品性;種子批中的雜質(zhì)等不利于種子通風(fēng)換氣、莖稈等吸濕性強、碎石等因素增加了倉庫害蟲的發(fā)生率,影響種子貯藏及種子發(fā)芽率;雜草等與農(nóng)作物爭水、爭肥,增加病蟲害等,影響作物生長發(fā)育及產(chǎn)量;而一些有毒雜草,種子細小,易與蔬菜種子混雜在一起,或落入田間,其根系發(fā)達,生命力強,生長勢旺,難以根除,在田間與作物競爭水分和營養(yǎng),導(dǎo)致作物嚴重減產(chǎn)[2];因此,提高種子的凈度對提高種子批商品價值、促進農(nóng)業(yè)發(fā)展有重要的作用和現(xiàn)實意義。對種子進行嚴格的凈度檢測,篩選出破損、霉變導(dǎo)致不能發(fā)芽及其他植物種子,尤其是有害雜草種子,提高種子凈度,進而提高種子的發(fā)芽率,這是作物豐產(chǎn)的可靠保障。
國際上非常重視種子凈度檢驗,它是體現(xiàn)種子檢驗機構(gòu)檢驗?zāi)芰Φ年P(guān)鍵所在,是保持國際種子檢驗協(xié)會ISTA認可資質(zhì)的決定性檢驗項目。由于植物界中有大約30多萬種種子,在植物千百萬年的進化過程中,形成了種子的千奇百怪,形態(tài)多樣,大小不同,表面附屬物顏色、形狀以及表面顯微立體圖案不同等,給種子識別、鑒定和分類帶來了極大的困難。國際種子檢驗協(xié)會ISTA要求其認可實驗室要配備供種子凈度檢測的種子標本庫,至少擁有130份以上種子標本,且每年逐步增加。在出具國際種子檢驗報告時,需要將樣品中所有種子一一鑒定出來,其學(xué)名應(yīng)采納“ISTA List of Stabilized Plant Names(國際種子檢驗協(xié)會植物固定學(xué)名索引)”。這就要求檢驗員應(yīng)具備廣泛的植物形態(tài)學(xué)、種子學(xué)和植物分類學(xué)知識。
無論國際還是國內(nèi),凈度都是種子檢驗的必檢項目,種子檢驗機構(gòu)如果想要達到國際標準,凈度檢驗?zāi)芰κ紫鹊眠_到國際標準。相比發(fā)達國家,我國高水平的種子檢測機構(gòu)偏少,且檢測水平相對落后。目前我國共有7個種子檢驗機構(gòu)申請并成為ISTA國際種子檢驗協(xié)會的會員實驗室,獲得了ISTA認可并可以授權(quán)出具種子質(zhì)量進出口國際檢驗報告,而檢驗數(shù)據(jù)可獲得國際對等互認的第三方種子質(zhì)量檢驗機構(gòu)只有2家。國內(nèi)種子質(zhì)檢機構(gòu)應(yīng)該加強對凈度檢測的重視,實操人員應(yīng)加強植物形態(tài)學(xué)、種子學(xué)、植物分類學(xué)等方面知識的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),提高對其他植物種子的識別能力,提高種子凈度檢驗?zāi)芰?,盡快達到國際種子檢驗實驗室的水平。掛靠在北京市農(nóng)林科學(xué)院的農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心是我國第一個獲得ISTA認可的種子檢驗機構(gòu),在種子扦樣、凈度分析、其他植物種子鑒定、發(fā)芽率、生活力等方面積累了豐富的實踐經(jīng)驗[3],為國內(nèi)其他種子檢驗機構(gòu)提升檢驗?zāi)芰?,申請ISTA國際種子檢驗實驗室認可提供了借鑒。
發(fā)達國家一直以來高度重視種子質(zhì)量檢驗,尤其是凈度檢驗,可謂重中之重,但目前我國種子質(zhì)量檢驗機構(gòu)在凈度分析方面的技術(shù)力量還比較薄弱,尤其是凈度檢驗技術(shù)水平和檢驗?zāi)芰εc國際水平的差距較大。雖然凈度分析是我國種子質(zhì)量標準中四項強制性檢測指標之一,但實際操作時,涉及到凈度分析,往往會忽視最為重要的“其他植物種子”的檢驗和識別,而只關(guān)注凈種子和雜質(zhì),對其他植物種子的鑒別能力沒有足夠重視。凈度檢驗是我國種子檢驗最為薄弱的一環(huán)。
在室內(nèi)凈度和其他植物種子鑒定中,由于國內(nèi)沒有相關(guān)的種子標本庫,種子圖譜和信息資料匱乏,描述種子外部形態(tài)特征和結(jié)構(gòu)的圖志覆蓋面狹窄而不健全,能夠作為直接鑒定種子質(zhì)量檢測的標準系統(tǒng)幾乎空白。國內(nèi)現(xiàn)有種質(zhì)資源庫的功能主要集中在植物性狀的遺傳多樣性保護、遺傳性狀的基礎(chǔ)研究和優(yōu)良新品種選育等方面。種質(zhì)資源的相關(guān)信息也主要集中在營養(yǎng)成分、抗性、植株和生殖體的形態(tài)性狀等經(jīng)濟和商品性狀的研究上,對于種子自身形態(tài)的特征特性及種子質(zhì)量的研究甚少[4]。盡管1995年國家頒布了等效采用1993年的《國際種子檢驗規(guī)程》(International Rules for Seed Testing)的《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程》(GB/T 3543—1995),但此規(guī)程自實施至今20多年來始終沒有進行修訂,已無法滿足國際種子檢驗實驗室能力驗證和國際貿(mào)易中進出口種子檢驗的需要,嚴重制約了國內(nèi)種子質(zhì)檢機構(gòu)檢驗?zāi)芰蜋z驗水平的提升以及與國際先進水平接軌的能力[5]。因此,提高種子凈度檢驗?zāi)芰?,盡快與國際接軌,滿足進出口種子檢驗的要求,防止外來有害植物入侵,對保障種子銷售市場的穩(wěn)定及嚴格種子市場質(zhì)量監(jiān)控具有十分重要的作用。
隨著中國種業(yè)市場的逐步開放,特別是加入世界貿(mào)易組織后,我國農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟貿(mào)易得到了長足的發(fā)展,中國種子進出口貿(mào)易愈發(fā)活躍,但與此同時也增加了有害生物隨種子攜帶傳入我國的風(fēng)險[6]。進口的蔬菜種子中常?;祀s著各種雜草種子,有些在我國尚未分布或尚未廣泛分布,還有一些雜草種子尚未鑒定到種,而這些雜草種子隨著蔬菜種子的播種而生長,尤其是跟隨小粒直播蔬菜種子共同生長,如莧菜、胡蘿卜、菠菜、香芹等,幼苗期形態(tài)性狀與雜草難以區(qū)分,往往容易被忽略,間苗時難以拔除,而雜草一旦定植,具有潛在的高風(fēng)險性[7]。雜草在我國截獲的有害生物物種中占據(jù)比例高達17.05%,僅次于昆蟲[8]。外來有害雜草通過引種、貿(mào)易及旅游等活動無意識帶入和自然力的傳播等途徑進入我國。成功入侵后,難以控制,尤其是一些入侵的有害雜草繁衍能力極強,不僅對農(nóng)林生產(chǎn)造成不可估量的損害,還會引起局部或區(qū)域性的生物多樣性降低,對生態(tài)系統(tǒng)和地理結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞,同時加重了我國農(nóng)業(yè)生物災(zāi)害的壓力[9]。外來入侵有害雜草給國民經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境帶來巨大損失的同時,有可能對人類身體健康造成傷害。例如,菊科豚草屬的三裂葉豚草產(chǎn)生的花粉量大,含有致人過敏的水溶性蛋白,對人體危害很大,其根系發(fā)達,生長速度快,對環(huán)境適應(yīng)能力強,入侵能力迅猛,對土壤、農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境破壞性嚴重,被許多國家列為檢疫對象或危險性雜草,是世界公認的公害性雜草[10-11]。外來生物入侵已經(jīng)成為一個全球性的熱點問題,應(yīng)引起全世界的廣泛關(guān)注。
根據(jù)我國種子質(zhì)檢機構(gòu)的現(xiàn)狀,首先需要建立農(nóng)作物種子凈度檢驗標本庫和高清圖譜庫,按照國際種子檢驗規(guī)程(ISTA)和北美官方種子檢驗協(xié)會(AOSA)的標準,綜合美國、加拿大等國的行業(yè)規(guī)范,收集世界性蔬菜種子、地區(qū)性雜草種子和專類性作物種子標本;按照種子國際分類和檢索標準制成標本,采集上述標本種子高清彩色圖譜;分析、歸納、整合所有上述文字、數(shù)據(jù)、圖片等信息。其次,種子質(zhì)檢機構(gòu)應(yīng)該安排凈度檢測的實操人員進行植物形態(tài)學(xué)、種子學(xué)、植物分類學(xué)等方面知識的學(xué)習(xí)和培訓(xùn),提高對其他植物種子的識別能力。提高種子凈度檢驗?zāi)芰?,盡快達到國際種子檢驗實驗室的水平,滿足對進口、出口種子質(zhì)量檢驗,防止外來有害植物入侵,對保障種子銷售市場的穩(wěn)定及種子市場質(zhì)量的監(jiān)控具有十分重要的作用。
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心在參加ISTA能力驗證的萵苣凈度盲樣檢測中,分離出的其他植物種子,經(jīng)體視顯微鏡觀察,發(fā)現(xiàn)有“毒草”野芥和菟絲子種子。野芥和菟絲子的種子極小,非常容易混雜在蔬菜作物種子中傳播,對這類“毒草”的防除,首先要加強種子出入境的凈度檢驗,加強植物檢疫,杜絕“毒草”種子傳播,另一方面采取人工與藥劑防除并舉,季節(jié)性突擊拔除與長年防除相結(jié)合的防治策略,突出營養(yǎng)體生長階段防控,實行綜合治理。