琥珀标本及其在种子标本制作中的应用

琥珀标本及其在种子标本制作中的应用

 

裴玉贺，张恩盈，战园，王维华*（青岛农业大学农学院，山东青岛266109）

 

摘要：琥珀标本尤其是昆虫琥珀标本制作已经广泛应用于各高等农林院校和中小学的实验教学中，发挥了极其重要的作用。而目前在我国种子琥珀标本制作鲜有报道。根据农作物、烟草和药用植物等各种植物种子的类型和形态特征，设计种子画图案，可以制作出精美的种子琥珀标本。将种子琥珀标本引入实验和实践教学，将为高等院农林院校农学和种子学相关专业学生的实验教学和实践实习提供宝贵的学习资源，对促进大学生专业能力的培养具有重要意义。

 

对涉农高校和科研院所种子学专业学生来说，对种子的观察和认识是最基本的专业要求。外观精美、耐储存的种子标本是满足实验教学和实践实习的必备资料。目前种子标本的保存大多采用种子瓶，将优良种子晒干，自然降温后装入瓶内，放入樟脑丸，真空处理、密封、贴上标签分类放置。但是，这样制作的种子标本长时间放置后会发生霉烂或虫蛀。杨通银[1]介绍了常用种子标本的制作技术，其中包括种子籽粒瓶装标本制作技术、种子株型盒装标本制作技术和浸泡标本制作技术。但是，这些都不能满足种子标本长期保存的要求，因此有必要探索一种使标本长期保存且外形美观的种子标本制作技术。琥珀标本尤其是昆虫琥珀标本制作已经广泛应用于各高等农林院校和中小学的实验教学中，发挥了极其重要的作用。调查发现，在我国，琥珀标本鲜有应用于种子标本的制作。

 

1琥珀标本制作的原理及发展进程

 

1.1琥珀形成原理

 

琥珀是一种由松柏科、云实科、南洋杉科等植物树脂形成的透明生物化石。在远古时代，树脂滴落在地下，经过成千上万年的压力和热力的作用，便形成了石化，有的树脂在滴落过程中，包埋进蜜蜂、蝴蝶等小昆虫，形成十分漂亮的昆虫化石。树脂化石由于以松科植物的树脂为主，因而又被称为“松脂化石”。根据天然琥珀的形成原理，研究者们采用人工合成树脂包埋标本的方法制成人工琥珀标本。人工琥珀的实际成分为环氧树脂AB胶，是一种由环氧树脂A胶和固化剂B胶组成的双组份液体混合物，它具有透明度高、硬度高的特点，制作过程操作简便、成本低廉[2]。

 

1.2琥珀标本改进过程

 

邓兆林[3]最早采用尿素制作人工琥珀标本，将尿素与甲醛混合反应，加入相应溶液制作成胶液，操作比较复杂。有保和[4]在1996年也介绍了采用尿素与甲醛反应制作人工琥珀标本的制作方法。也有研究者根据古代松柏树脂溶化后落人地下形成化石的原理，以松香为原料制作琥珀标本[5]。路芳等[6]也采用尿素和甲醛制作脲醛单体，然后与冰乙酸合成脲醛树脂，进而制作琥珀标本。后来为了减少气泡，对方法进行改进，在树脂固化之前，先将树脂在60℃左右温度水浴，降低黏度；再将配制好的环氧树脂在温水浴中静置几分钟，待大部分气泡都浮于表层，用打火机迅速烤烧树脂表面，表层气泡便会消失，这样制作的树脂标本是透明的，成本低、质量高、没有气泡，且存放时间长[7-8]。

 

2琥珀标本在昆虫标本制作中的应用

 

当前，琥珀标本已经普遍应用于昆虫标本的制作。余智勇[9]以聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）为主要原料，在清洁的室内将经过聚合的甲基丙烯酸甲酯———熟单体分次倒入定型的模具内，直至将模具内的昆虫标本完全包埋。当熟单体完全聚合硬化后进行脱模，整修“琥珀”标本的外形。冉茂乾[10]介绍了采用“琥珀包衣式”制作昆虫标本的方法，以松香或有机玻璃为原料，对昆虫进行包衣，保存时间长久，省时省力，操作简单。

张凡等[11]将“人工琥珀”昆虫标本制作引入无脊椎动物学实验教学中，为科学研究和动物血实验提供了第一手宝贵资料，特别是对平时难以采到、具有较高科研价值的昆虫意义更加重大。熊莉等[12]将昆虫琥珀标本的制作实验引入通识课程进行了探索，有效促进了非生物专业学生对生物科学领域的认知，同时学生自主制作的标本美观、易于保存，极大地提高了其学习兴趣和积极性。付春玲[13]也进行了昆虫标本制作、保存及管理的概述，提到了琥珀标本保存法。

 

3植物琥珀标本的制作

 

张建逵等[21]采用环氧树脂AB胶制作叶、花类药用植物琥珀标本，分别制作了欧亚旋覆花、碱地蒲公英、小蓟等9种药用植物的叶和花的琥珀标本，为教学和科研提供了宝贵资料。张鑫等[22]也介绍了植物树脂标本的制作，将树脂AB胶以1∶3混合，充分搅拌后放入水浴锅中60℃加热，静置去除气泡。在模具底部放入一层较薄的树脂，放入干燥后的植物标本，静置5~24h进行初级固化，然后灌入树脂至标本完全封住，再静置5~24h，脱模即可。树脂标本具有坚固、透明、立体、美观等特点，且易于保存。

张文文[23]介绍了水晶滴胶植物标本制作及其在科普教育中的应用，分别介绍了植物茎段、枝刺、花朵、球果、种子、树皮、根系的前期处理方法和模具选择以及制作过程，认为水晶滴胶植物标本是极具科普意义与观赏价值的文创产品，可用于设计自然教育手工课、林业农业科普课程、生物科教产品等，用以展现自然界的各类不同植物形态。

 

4种子琥珀标本制作

 

4.1种子琥珀标本制作概述

 

为了制作能够长久保存的种子标本，将琥珀标本引入种子标本制作，采用环氧树脂硬胶为包埋材料，将农作物种子、烟草种子和药用植物种子，采用种子画的样式设计图案，进行包埋，制作出各种精美图案的种子琥珀标本。种子画起源于唐代，是利用五谷粮食为材料制作的画作，又叫“粮艺”“谷艺”“豆塑画”“米画”等，是一种艺术价值很高的非物质文化遗产[26]。目前，种子画主要分布于山西、陕西、南京和重庆等地[27]。本研究根据种子画的设计特点，设计的图案美观大方，同时结合了植物本身的特征，能够更加真实地展示种子的外形特征。

 

4.2种子琥珀标本制作方法步骤

 

根据前人研究结果，本研究总结了种子琥珀标本制作的方法步骤。

 

4.2.1前期准备。挑选发育良好、籽粒饱满的农作物、烟草和药用植物种子，根据种子类型和外形特征，设计不同图案的种子画。种子画的设计采用电脑作图或从网上下载优美的图案，打印在A4纸上。

 

4.2.2凝胶配制。根据选用模具的大小和一次制作标本的数量，摸索出胶的用量，用量筒量取等体积的A、B胶（B胶不要少于A胶），同时倒入玻璃烧杯中，用玻璃棒按一个方向搅拌，搅拌速度尽量低，一直搅拌到AB胶呈清澈水状、不拉丝为止。

 

4.2.3第1次灌胶。将调好的A、B混合胶倒入模具内，小模具可用滴管滴入模具内。调好的滴胶可操作时间约50min。

 

4.2.4凝胶时间选择。首先在模具底层先倒入一小层滴胶（根据标本的厚度确定），滴胶在26℃静置8h或者放入40℃的恒温箱中静置4h，直至滴胶干透为止。本研究采用放入40℃的恒温箱中，静置4h，缩短凝固时间。

 

4.2.5种子摆放。把模具放在印有种子画图案的A4纸上，在模具里滴一滴刚刚配制好的胶在凝固好的滴胶上，根据图案形状，把种子和介绍卡片按照美观、整齐的标准，朝下摆放到滴胶上，放入40℃的恒温箱中，静置4h，种子画的图案能够保持完好

 

4.2.6第2次灌胶及脱模。最后一次性倒入上层的滴胶（用胶量与下层的用胶量相同），放入40℃的恒温箱中，静置4h。可将包埋体放置起来，让其自然完全聚合并硬化。完全硬化后即进入脱模阶段。

 

4.3种子琥珀标本制作的注意事项

 

本研究在前人研究的基础上，不断摸索条件，发现在40℃的烘箱条件下，环氧树脂A、B胶的凝胶速度加快1倍，大大缩短了标本的制作时间，提高标本的制作效率。前人在制作琥珀标本时，一般采用AB胶1∶3的比例，本研究发现在AB胶1∶1的比例下也能形成较理想的滴胶。在标本制作过程中，有些药用植物种子很轻，在灌胶过程中容易将设计好的种子画冲击变形，可以通过先滴少量胶固定种子画图案，再灌制凝胶的方法，保持种子画的完整性。采用种子画的样式制作的种子琥珀标本具有坚固、美观、耐储存等特点。

 

4.4种子琥珀标本在“种子学实验技术”课程中的应用

 

“种子学实验技术”作为种子科学与工程专业学生的一门必修课，以种子相关实验技术的学习和实验操作为主要内容，其中，对种子的观察和认识是该实验课程的核心实验项目。在以前的实验中，主要采用种子瓶作为种子标本的储存方式，不易于保存。如果放置在实验室，经过夏天之后，就会出现虫蛀现象，需要第2年重新选种子装瓶。在本次研究中，对农作物、中草药和烟草种子进行了琥珀标本制作。由于种子琥珀标本图案优美、外观精致，深受学生喜爱，激发了他们的学习兴趣，同时，琥珀标本易于保存，直接存放于实验室可保存多年，是种子科学与工程、烟草、植物科学与技术专业学生宝贵的学习资料和实验材料。

 

5结语

 

种子琥珀标本引入实验和实践课程，将为农学类相关专业特别是种子科学与工程专业的学生提供学习资料和标本模型。采用种子画的方式制作图案优美的种子琥珀标本改变了传统种子瓶标本的单调模式，在一定程度上扩展了种子标本的展示空间，让种子的观察实验充满艺术气息。同时，让相关专业的学生参与种子琥珀标本的设计和制作，能够加深他们对专业知识的认识和理解，培养学生的创新能力和动手能力，同时激发了他们的学习兴趣，提高学习积极性。