甜玉米種子活力影響因素及檢測方法概述

吳麗麗

（黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院佳木斯分院 黑龍江 佳木斯 154007）

甜玉米是果蔬兼用型農(nóng)作物，發(fā)展前景良好，高活力的甜玉米種子不僅能實(shí)現(xiàn)單粒精量播種，同時(shí)還可以節(jié)本增產(chǎn)，是未來的發(fā)展趨勢。甜玉米種子的田間出苗率、出苗速率及整齊度是檢驗(yàn)種子活力高低的最直接的3 種表現(xiàn)，高活力種子在田間具有較強(qiáng)的生長優(yōu)勢及高產(chǎn)潛力，對種業(yè)生產(chǎn)意義重大。

1 影響種子活力的因素

1.1 遺傳因素。許多學(xué)者對遺傳因素對玉米種子活力的影響做了大量的研究，華南農(nóng)大的王青峰[1]等人以13 個(gè)種子活力表現(xiàn)差異顯著的超甜玉米自交系為研究對象，采用Griffing 不完全雙列雜交法，分析了其配合力和遺傳特性。結(jié)果表明，親本的GCA 值均達(dá)到極顯著水平。超甜玉米種子活力的廣義遺傳力和狹義遺傳力分別為99.48%和58.79%，這說明親本種子活力遺傳能力較高，是可以早代選擇的性狀。

1.2 環(huán)境因素。玉米種子的整個(gè)生育期與所處的環(huán)境密切相關(guān)，氣候、土壤、栽培技術(shù)、田間管理等因素都對種子的活力有影響。王振華[2]等分析了3 個(gè)早熟甜玉米自交系乳熟期的種子百粒重、發(fā)芽率及活力的變化。研究結(jié)果表明，百粒重、活力指數(shù)和成熟度呈正相關(guān)，發(fā)芽率從抽絲后30 d 起已較高，百粒重在抽絲后50 d 達(dá)到最大值；活力指數(shù)在45 d最大，達(dá)到種子生理成熟。最佳采種期應(yīng)以抽絲后50 d 為宜。許昍[3]等選用9 個(gè)甜玉米品種的種子作為試驗(yàn)材料，比較不同品種在不同逆境下的活力表現(xiàn)，結(jié)果表明，在人工老化、干旱脅迫、低溫冷浸脅迫等逆境條件下，種子活力的表現(xiàn)差異很大，可見，種子播種季所遭遇的逆境不同，或者同一品種針對不同逆境，其種子活力表現(xiàn)也存在很大差異。此外，在甜玉米種子收獲、加工、貯運(yùn)過程中，種子如果破損，它的抗病能力隨之降低，易受病菌侵染，活力降低。

2 種子活力檢測方法

2.1 常用檢測方法。國際種子檢驗(yàn)協(xié)會推薦的種子活力室內(nèi)測定方法主要有發(fā)芽測定法、抗冷測定法、加速老化試驗(yàn)法、電導(dǎo)率測定法和酶活性測定法等。駱忠偉[4]等采用6 種常用的種子活力測定方法測定了5 個(gè)甜玉米品種的種子活力，即幼苗生長測定、電導(dǎo)率測定、加速老化試驗(yàn)、抗冷測定、模擬田間出苗率和α -淀粉酶制劑活力測定方法，同時(shí)將測定結(jié)果與其田間成苗率進(jìn)行相關(guān)性分析。結(jié)果表明，5 種測定方法中，低溫測定方法、電導(dǎo)率測定法、加速老化試驗(yàn)與田間出苗率能達(dá)到顯著水平?？估錅y定、電導(dǎo)率測定、酶活性測定適用于甜玉米種子的活性測定。

2.2 新型種子活力檢測方法。機(jī)器視覺技術(shù)在2001 年第1 次被引入農(nóng)作物種子質(zhì)量檢驗(yàn)中[6]，開啟了種子活力無損檢測的嘗試。在此之后，種子活力檢測又引入多種無損檢測方法，像高光譜成像技術(shù)、近紅外光譜技術(shù)、超微弱發(fā)光法、電子鼻探測技術(shù)等多種新型技術(shù)。這些檢測方法隨著種子檢測技術(shù)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，將成為種子活力測定的新方向[7]。

2.2.1 機(jī)器視覺技術(shù)。機(jī)器視覺技術(shù)是一門智能技術(shù)，涉及多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用廣泛。王成芳[6]等通過Open CV 對不同品質(zhì)種子的HSV 顏色空間進(jìn)行分析，其各類種子判斷正確率分別為：優(yōu)質(zhì)種子90.5%、一般種子82.3%、劣質(zhì)種子92.3%。由此可見，運(yùn)用機(jī)器視覺技術(shù)在種子質(zhì)量檢測、分級、無損檢測上有著良好的應(yīng)用前景。

2.2.2 近紅外光譜技術(shù)。近紅外光是一種介于可見光和中紅外光的電磁波。已經(jīng)在食品、石油、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域取得應(yīng)用成效。李武[9]等利用近紅外光譜技術(shù)建立了一種用于快速無損檢測甜玉米種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等活力指標(biāo)的新方法，選取8 個(gè)代表性甜玉米品種種子為試材，進(jìn)行生理檢測和光譜采集；利用偏最小二乘法回歸(PLSR)法建立甜玉米種子活力相關(guān)指標(biāo)的定量模型。結(jié)果表明，近紅外光譜技術(shù)簡便、快速、準(zhǔn)確可靠，適用于甜玉米發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等多參數(shù)的快速評價(jià)。該研究結(jié)果為高活力玉米種子篩選提供了一種新的快速分析技術(shù)。由此可知，近紅外光譜技術(shù)在種子活力檢測上有較好的應(yīng)用前景，將會推動種子活力檢測向批量化和產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

2.2.3 電子鼻技術(shù)。電子鼻是一種氣味檢測儀器，通過采集種子生理生化變化過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性物質(zhì)，進(jìn)而分析種子的生理狀態(tài)，對種子活力狀況、年限等作出判斷。張婷婷[10]等利用電子鼻技術(shù)，對發(fā)芽率在3.8%～83.3%的甜玉米種子的氣味信息進(jìn)行采集，結(jié)合主成分分析、線性判別分析和支持向量機(jī)3 種方法，分別建立甜玉米種子活力的分析模型，結(jié)果表明，在甜玉米種子活力的判斷上，向量機(jī)建立的模型判別效果較好，預(yù)測準(zhǔn)確率可達(dá)96%以上?？梢姡娮颖羌夹g(shù)可以實(shí)現(xiàn)對不同活力甜玉米種子的高效判別和預(yù)測，該研究為電子鼻技術(shù)在甜玉米種子活力檢測上的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。玉米種子活力的檢測方法還有很多，像高光譜技術(shù)、激光散斑技術(shù)、軟X 射線技術(shù)等等，每個(gè)檢測技術(shù)都有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)，現(xiàn)階段玉米品種繁多，種子活力表現(xiàn)差異很大，針對不同的玉米品種，研究人員可以根據(jù)自身?xiàng)l件選擇2 個(gè)以上的檢測方法，以期達(dá)到最佳效果。