曹郭鄭

（河南秋樂種業(yè)科技股份有限公司，河南 鄭州 450003）

玉米是我國三大農(nóng)作物之一，種植面積和總產(chǎn)量近年來在主要農(nóng)作物中位居首位。自新中國成立以來，玉米在解決溫飽問題、保障糧食安全、發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)及緩解能源危機等方面發(fā)揮了重要作用。要進(jìn)一步提高玉米產(chǎn)量，必須重視優(yōu)良玉米品種選育和推廣工作。目前，為降低玉米生產(chǎn)成本、簡化農(nóng)事勞作，玉米播種精量化和單?；殉蔀榘l(fā)展趨勢，這對玉米種子質(zhì)量有更高的要求。2021 年11 月1 日起，強制性國家標(biāo)準(zhǔn)《糧食作物種子第1 部分：禾谷類》（中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)公告2020 年第21 號）正式實施，該標(biāo)準(zhǔn)明確了單粒播種子質(zhì)量要求，將單粒播種子的發(fā)芽率指標(biāo)定為93%，這也對種子活力提出了更高的要求。

種子活力表明種子的生長狀態(tài)和健康程度，是種子萌發(fā)生長的潛力以及應(yīng)對不良環(huán)境的抗逆性和抗病性的總和，是種子好壞的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)，可以通過發(fā)芽勢、發(fā)芽率、種子壽命、幼苗根長、幼苗株高、幼苗鮮/干質(zhì)量、低溫冷凍發(fā)芽、抗逆性等特征來表示。高種子活力的種子，其幼苗成活率也高，在出苗期利于提高種子的生長速度并使幼苗健康，在生長期可以提高植株對不利自然環(huán)境和病蟲害的抵御能力，進(jìn)而提升糧食產(chǎn)量。只有提高種子活力才能使種子發(fā)芽率、幼苗生長速度及整齊度、田間表現(xiàn)和種子耐貯藏性等各項有關(guān)種子質(zhì)量的性狀得到提升［1］。因此，人們越來越關(guān)注如何提高種子活力。然而，玉米種子在貯藏、加工等過程中受多種因素影響，其活力會出現(xiàn)不可逆的逐漸降低現(xiàn)象，這會對種子公司的經(jīng)營和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成損失。隨著現(xiàn)代生理學(xué)及分子生物學(xué)的發(fā)展，對種子活力的研究取得了顯著進(jìn)展。鑒于此，就影響玉米種子活力的相關(guān)因素進(jìn)行綜述，并提出種子活力檢測方法和應(yīng)對策略，以期為玉米種子的貯藏和利用提供理論支持。

1 玉米種子活力的影響因素

玉米種子活力的影響因素有遺傳特性、種子大小、種子發(fā)育形成時的氣候條件、微生物侵染及種子處理等，總的來說可歸納為遺傳和環(huán)境兩方面的因素。遺傳因素決定了種子活力實現(xiàn)的可能性，而環(huán)境因素決定了種子活力表現(xiàn)的可能性。

1.1 遺傳因素

遺傳因素包括親本的遺傳特性、品種類別、雜種優(yōu)勢利用方式、種子大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分、種皮色澤和破裂性、生育期等，這決定了種子活力實現(xiàn)的可能性。遺傳因素不同，種子活力水平會呈現(xiàn)較大的差異。胚乳小與種皮皺縮的高賴氨酸玉米種子活力較一般玉米種子低。玉米種子活力存在著基因型上的顯著差異，一般認(rèn)為種子活力是由微效多基因控制的。雜交種種子與母本種子萌發(fā)特性呈顯著相關(guān)或極顯著相關(guān)，而與父本種子無顯著相關(guān)性，暗示控制種子活力的因素可能存在于細(xì)胞質(zhì)中。雜交種種子的各項活力指標(biāo)表現(xiàn)為正向雜種優(yōu)勢高于其雙親的種子活力值，這可能是由于雙親優(yōu)勢互補雜種優(yōu)勢所致。在一定程度上，玉米大粒型種子較小粒型種子有較高的出苗率，可產(chǎn)生較健壯的幼苗，這可能與大粒型種子干物質(zhì)積累較多，在幼苗生長過程中能供給充足養(yǎng)分有關(guān)。特用玉米如甜玉米、糯玉米和爆裂玉米的發(fā)芽率和活力較一般玉米低，這可能與其甘氨酸含量過多、淀粉類型及蛋白質(zhì)類型有關(guān)。

1.2 外界因素

環(huán)境因素也是影響種子活力的主要因素，包括種子成熟度、種子貯藏時間，以及種子貯藏環(huán)境等。

1.2.1 種子成熟度 種子發(fā)育到生理成熟時其種子活力最高，玉米種子活力最高時一般出現(xiàn)在授粉后40～45 d（蠟熟末期）。另外，種子的著生部位也影響種子的成熟度。研究表明，同一玉米品種的果穗中部籽粒活力大于頂部籽?；盍Γ?］。種子成熟度越高，在貯藏過程中其發(fā)芽率和活力降低的越少，說明種子的成熟度越高，其耐貯藏性就越好。

1.2.2 種子貯藏時間 玉米種子經(jīng)過一段時間的貯藏后，活力會出現(xiàn)不同程度的下降趨勢。貯藏時間越長，降低幅度越大。具有高活力的種子其耐貯性較強，活力下降較緩，但這也受品種類別的影響。在各項活力指標(biāo)中，發(fā)芽勢、活力指數(shù)和電導(dǎo)率能比較明顯地反映種子的活力變化情況。陳舊玉米種子幼苗的株高與新種子幼苗株高相比，無明顯差異；新種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)均高于陳舊種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和活力指數(shù)。隨著貯藏時間的延長，脂膜過氧化會使種子內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)如蛋白質(zhì)、淀粉等的含量下降，而溶酶體失活可加快營養(yǎng)物質(zhì)的降解速率，從而使得玉米種子的活力降低。種子在貯藏過程中，種子活力的下降發(fā)生最早，發(fā)芽勢次之，發(fā)芽率再次之。條件合適的情況下，玉米種子貯藏2 a 后，仍具較高發(fā)芽率，但活力較低；而貯藏3 a 后，種子的活力和發(fā)芽率均嚴(yán)重下降。

1.2.3 種子貯藏環(huán)境 水分、溫度、倉蟲和微生物等也會給種子的貯藏帶來影響。通常種子含水量和溫度是影響種子耐貯性的2 個重要外界因素。需要注意的是，在貯藏時，降低種子含水量的效果大于降低溫度的效果。通常每降低1%的含水量相當(dāng)于環(huán)境溫度降低10 ℃，所以溫度和水分互作也較大程度上影響種子的質(zhì)量和耐貯性。入庫時種子水分必須達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)，玉米種子水分低于12.5%可滿足安全貯藏要求，密閉貯藏時玉米種子水分應(yīng)低于11%。溫度影響種子代謝活動的強度，為了維持玉米種子較高的活力，通常將溫度控制在10 ℃以下。貯藏環(huán)境應(yīng)做好清倉與消毒，防止倉蟲如玉米象、谷盜和老鼠侵害，同時避免微生物滋生，從而影響種子活力。

1.2.4 其他因素 在種子收獲、脫粒、精選分級和包裝過程中造成的種子破損，也會影響種子活力。雜交穗上種子活力具有位置效應(yīng)，處于果穗中上部的種子具有較高的發(fā)芽率和活力。在生產(chǎn)、流通和加工過程中受病菌感染也會降低種子活力。當(dāng)前商品化玉米雜交種有較高的包衣率，使用配方合適的種衣劑包衣的玉米種子，其活力一段時間內(nèi)會有一定程度的提升，但不利于長時間存放。不同溫度下不同品種種子活力相關(guān)性狀如發(fā)芽率、活力指數(shù)與苗干/鮮質(zhì)量間呈極顯著相關(guān)性［3］。對同一品種來說，千粒質(zhì)量或體積與種子活力呈正相關(guān)關(guān)系。但不同品種的玉米種子活力高低不能僅依靠某個種子活力指標(biāo)來判斷。

2 種子活力的檢測方法

玉米種子活力測定應(yīng)用較為廣泛的方法主要有低溫發(fā)芽測定法、幼苗生長測定法、電導(dǎo)率測定法、加速老化試驗法和抗冷測定法等。用不同方法測定同一玉米種子樣品，活力結(jié)果是有差異的。研究表明，低溫發(fā)芽試驗法對指導(dǎo)田間生產(chǎn)更具實際意義［4］。但在實際操作過程中，應(yīng)考慮到當(dāng)?shù)卦囼灄l件和玉米生長環(huán)境等因素，選擇實用、高效、重復(fù)性好的測定方法。下面以標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗和低溫發(fā)芽測定法為例進(jìn)行闡述。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗

對用作基質(zhì)的砂子進(jìn)行篩選去除雜質(zhì)，用清水洗后于160 ℃條件下烘干滅菌3 h，備用。隨機選取待檢品種 800 粒種子（4 次重復(fù)，每個重復(fù) 200 粒），用2%的次氯酸鈉溶液浸泡3 min，用蒸餾水清洗3 遍，去除種子表面的次氯酸鈉，備用。參照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程：發(fā)芽試驗》（GB/T3543.4—1995），到第 4 天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7 天統(tǒng)計發(fā)芽率。每個重復(fù)選取有代表性的20 株幼苗，測量其鮮質(zhì)量。相關(guān)名詞解釋：

發(fā)芽勢：第4 天的發(fā)芽率。

發(fā)芽率：第7 天的發(fā)芽率。

發(fā)芽指數(shù)：GI=ΣGt/Dt。式中，GI為發(fā)芽指數(shù)；Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)；Dt為發(fā)芽天數(shù)。

活力指數(shù)：VI=GI×S。式中，VI為活力指數(shù)；S為20 株幼苗鮮質(zhì)量的平均值。

發(fā)芽指數(shù)高，表明種子發(fā)芽快、種子活力高；活力指數(shù)既可體現(xiàn)種子的發(fā)芽速度，又能指示幼苗生長的強弱。

2.2 低溫發(fā)芽測定法

將完成消毒的玉米種子置于溫度為6 ℃、相對濕度為95%的條件下處理3 d。取出后用25 ℃的蒸餾水沖洗2 遍，浸泡5 min，轉(zhuǎn)移至25 ℃條件下發(fā)芽。7 d 后測定發(fā)芽率和活力指數(shù)，以判斷種子活力。

3 種子活力應(yīng)對策略

針對種子活力的影響因素，在科學(xué)的檢測方法前提下，可采取必要的措施以保證較高的種子質(zhì)量，進(jìn)而提升產(chǎn)品和種子公司市場競爭力。

3.1 培育高活力品種

雜交種種子活力與親本基因型有關(guān)［5］，應(yīng)在品種選育階段予以篩選，尤其在母本自交系選擇時，應(yīng)選擇較高種子活力的自交系，以保障雜交種有較高的種子活力。同時，規(guī)范親本擴(kuò)繁程序，可采用一年足量繁殖、多年貯存、分年使用的方法，嚴(yán)控擴(kuò)繁代數(shù)，以保持親本種性和純度，延長使用年限。

3.2 建立優(yōu)勢制種基地

根據(jù)品種類型建立優(yōu)勢制種基地，選擇條件好、穩(wěn)定成熟的種子生產(chǎn)基地，確保隔離條件及劃分（空間、時間、屏障）符合要求，嚴(yán)管播種株行距、錯期、去雜、去劣、去雄、保純、收獲、晾曬等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其中，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行種子生產(chǎn)過程中的4 次檢查。初始檢查：確認(rèn)種子田，檢查內(nèi)容包括前茬作物、隔離距離和邊界、親本行比、地勢和排灌條件等；花前檢查：確認(rèn)是否正確去雜，檢查內(nèi)容包括親本品種特性及生長情況，隔離及邊行是否滿足要求等；開花期檢查：應(yīng)在母本1%～2%吐絲時進(jìn)行定期檢查，檢查內(nèi)容包括母本吐絲率和去雄情況、父本去雜情況、異型株率等；收獲前檢查：鑒定病株、異型株，確定收獲時間及存放場地，避免混雜。

3.3 適期收獲

玉米雜交種最適收獲期為蠟熟末期，此時籽粒接近生理成熟，具有最高的質(zhì)量潛力。收獲過早，種子發(fā)育不完善，含水量高，干物質(zhì)積累不足；收獲過遲，種子會暴露在降雨、病蟲和鳥害等的不良環(huán)境中，同時遭受凍害的風(fēng)險增加，種子易衰老，將致使種子活力下降，并且不利于貯藏和保管。

3.4 及時降水與脫粒

果穗收獲后，要及時進(jìn)行降水干燥作業(yè)，通常分為自然降水和機械烘干2 種。自然降水就是利用自然條件降低玉米種子含水量，達(dá)到安全貯藏水分的標(biāo)準(zhǔn)，采用的方式有站稈扒皮、高茬晾曬、搭架晾曬等，可將種子含水量降至16%以下。機械烘干是利用烘干機對果穗或籽粒干燥降水，通常種溫不高于43 ℃，時間不超過96 h。脫粒和精選過程應(yīng)盡可能避免因機械損傷而引起病蟲害侵染，主要措施有2個：一是種子含水量不高于15%；二是調(diào)試好精選機，防止堵塞。經(jīng)過清選和精選分級，可以進(jìn)一步提高種子純度、凈度和質(zhì)量。

3.5 安全貯藏

入庫前做好精選分級和質(zhì)量檢測，清除破碎粒和不成熟粒，嚴(yán)控種子水分，一般不超過13%，南方過夏則應(yīng)低于12%。入倉前要對倉庫進(jìn)行維檢、清倉、消毒和熏蒸。入庫后要嚴(yán)格管理，保證干燥和低溫的環(huán)境，確保種子貯藏質(zhì)量。如果條件允許，可以采用氣調(diào)貯藏，利用機械脫氧或生化脫氧減少環(huán)境中的氧氣，從而延緩種子衰老。轉(zhuǎn)運種子時應(yīng)避免環(huán)境的驟然變化，以免影響發(fā)芽率。貯藏期間做好防潮和檢查工作，出倉前要對種子進(jìn)行發(fā)芽率和種子活力的測定。

3.6 科學(xué)加工（包裝與包衣）

種子精選分級后進(jìn)行合理包裝，以質(zhì)量分裝為主。大包裝有1 000 kg 袋和50 kg 袋，小包裝每袋2～10 kg，以尼龍編織袋為主，可防止混雜和吸濕回潮，同時可提高種子商品性，便于運輸和銷售。加工成品過程中可以選用優(yōu)質(zhì)種衣劑進(jìn)行包衣，殺菌防蟲的同時也能促進(jìn)玉米根系發(fā)育，提升發(fā)芽率和種子活力，達(dá)到全苗壯苗的目的。例如，目前廣泛使用的種衣劑有殺菌劑如精甲霜靈、戊唑醇、嘧菌酯和咯菌腈等，殺蟲劑如吡蟲啉、噻蟲嗪、丁硫克百威和溴氰蟲酰胺等。

3.7 播種前曬種

播種前曬種也是提高種子活力簡單有效的手段之一［6-13］，曬種可以改善種皮的通透性，激發(fā)種子內(nèi)部生理代謝活動，還可以利用太陽光中的紫外線殺滅種子表面的病原菌，減少玉米生長過程中病蟲害發(fā)生率，進(jìn)而提高種子活力。通常在播種前連續(xù)曬種 2～3 d 即可。

3.8 物理處理

種子預(yù)處理的物理手段通常有電磁場、輻射等。電磁場處理可增加發(fā)芽率，提升幼苗出苗質(zhì)量，促進(jìn)光合作用和吸肥能力，表明種子活力得到提高。磁化水處理也有類似效果，這可能與提升種子抗氧化酶活性，改善內(nèi)源激素的分泌有關(guān)。一定時間低劑量的輻射可促進(jìn)種子生長，提高種子活力，尤其對質(zhì)量較低的種子來說，效果更佳，這可能與酶的活化和膜功能的改善有關(guān)。低頻電流可提高種皮透性和酶活性，加速種子生理代謝，一定程度上也會增加種子活力。

4 展望

玉米是我國種植面積及產(chǎn)量第一大作物，種業(yè)產(chǎn)業(yè)化程度較高。種子質(zhì)量作為種子企業(yè)核心競爭力之一，其各項指標(biāo)，尤其是種子活力，應(yīng)受到重視。由于發(fā)芽率的測定是在種子最適宜萌發(fā)的條件下進(jìn)行的，而實際播種后的外界條件往往不甚理想，常出現(xiàn)高發(fā)芽率的種子反而出苗不好的現(xiàn)象，給種植戶造成經(jīng)濟(jì)損失。然而，目前還有部分種子企業(yè)用發(fā)芽率來預(yù)測種子的田間出苗率。

相對于傳統(tǒng)的發(fā)芽率測定，活力測定能更準(zhǔn)確地預(yù)測玉米種子的田間出苗情況，也為科學(xué)用種、防止生產(chǎn)事故發(fā)生提供了有效手段。因此，對玉米種子活力的影響因素、檢測方法和應(yīng)對策略進(jìn)行了綜述，建議按照活力測定結(jié)果制定正確的用種方案，促進(jìn)種子管理與應(yīng)用科學(xué)化。