田間播種安全室內(nèi)評(píng)估方法探索：玉米種子活力檢測(cè)與應(yīng)用

金時(shí)平

（舒城縣種子公司，安徽 六安 231300）

在檢驗(yàn)工作中用發(fā)芽率來評(píng)價(jià)種子的質(zhì)量，一般用芽勢(shì)輔佐評(píng)價(jià)，也用剔除弱苗（不正常幼苗、細(xì)弱、矮小、生長(zhǎng)遲緩、根系不發(fā)達(dá)、無主根）來判斷發(fā)芽率，這些都是常用的判斷種子出苗潛力的方法，這些方法雖然較為謹(jǐn)慎，但工作實(shí)踐中，因播種區(qū)廣、播期長(zhǎng)、惡劣天氣頻發(fā)導(dǎo)致播種情況復(fù)雜多樣，用種子發(fā)芽率評(píng)價(jià)種子質(zhì)量安全有很大的局限性，種子發(fā)芽率不能完全代表田間出苗率，特別是隨著玉米單粒播種技術(shù)的推廣，玉米播種出苗問題頻發(fā)。種子批室內(nèi)檢測(cè)發(fā)芽率高，檢測(cè)樣品取樣規(guī)范，代表性強(qiáng)，但田間播種經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)出苗不齊、缺苗、少苗等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響種子公司的正面形象，阻礙了市場(chǎng)銷售推廣工作的開展，也對(duì)種植戶造成較大損失。如何規(guī)避玉米田間出苗問題，亟須通過室內(nèi)種子活力檢測(cè)評(píng)估田間播種安全[1-2]。在連續(xù)廣泛實(shí)地調(diào)查田間出苗問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及質(zhì)量信息追溯分析，自主創(chuàng)新室內(nèi)種子活力檢測(cè)方法，評(píng)估田間播種出苗的安全性。經(jīng)過連續(xù)3 年試驗(yàn)，通過對(duì)比室內(nèi)種子活力檢測(cè)結(jié)果和田間播種出苗情況，完善了室內(nèi)玉米種子活力檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)用于檢驗(yàn)工作實(shí)踐中，有效控制玉米田間播種安全風(fēng)險(xiǎn)。

1 種子活力相關(guān)概念

目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的檢測(cè)玉米種子活力的方法。權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)只是對(duì)種子活力提出一個(gè)寬泛的概念。1980 年北美官方種子分析家協(xié)會(huì)（AOSA）簡(jiǎn)單直接定義種子活力：在廣泛的田間條件下，決定種子迅速整齊出苗和長(zhǎng)成正常幼苗潛在能力的總稱。國際種子檢驗(yàn)協(xié)會(huì)（ISTA）定義的種子活力（seed vigour）：在一個(gè)廣泛的環(huán)境下，衡量發(fā)芽率可接受的種子批活性及其種子特征的綜合表現(xiàn)（ISTA，2004）。目前AOSA 和ISTA 推薦的種子活力測(cè)定方法主要有人工加速老化測(cè)定（AA 測(cè)定）、冷凍測(cè)定、冷浸測(cè)定、飽和土壤冷凍測(cè)定、種子浸出液電導(dǎo)率測(cè)定等，其推薦的種子活力檢測(cè)方法應(yīng)遵循因地制宜的原則，根據(jù)不同品種的特性、播種環(huán)境進(jìn)行選擇[3]。

種子活力檢測(cè)不同于種子發(fā)芽率檢測(cè)的目的，發(fā)芽試驗(yàn)的目的是測(cè)定種子批的最大發(fā)芽潛力，種子活力檢測(cè)不是單一的測(cè)定目的，而是根據(jù)活力檢測(cè)的結(jié)果描述種子出苗不同方面的綜合特性，如種子耐貯藏、耐低溫等特性。目前發(fā)生出苗問題的區(qū)域都是在夏播玉米區(qū)，播種后澆水漫灌或播后暴雨腌漬田塊，因此玉米種子需體現(xiàn)抗高溫、抗高濕（土壤濕度大）等特征。

2 種子活力檢測(cè)方法的選擇

種子活力檢測(cè)方法是指逆境條件下的發(fā)芽試驗(yàn)，不同品種其遺傳特性、種子批發(fā)育程度等存在不同特性，有的種子在一種逆境下可能表現(xiàn)出低活力，但在另外一種逆境下可能表現(xiàn)高活力。不能以某一項(xiàng)活力檢測(cè)結(jié)果代表種子全部特性或不相關(guān)特性。不同逆境條件代表了種子不同的特性[4]。所以，選擇種子活力檢測(cè)方法及設(shè)定檢測(cè)壓力條件時(shí)，要充分重視檢測(cè)目的，比如，種子活力檢測(cè)的目的是在高溫漫灌條件下考察夏播玉米出苗能力，代表種子萌發(fā)時(shí)對(duì)高溫缺氧的抵抗能力。因此，種子活力檢測(cè)先考察種子所具有的特性。明確檢測(cè)目的，分析目標(biāo)逆境條件，確定種子活力檢測(cè)方法。通過分析種子不同活力檢測(cè)方法，與田間出苗率相關(guān)性，要自創(chuàng)模擬逆境、設(shè)定發(fā)芽條件以檢測(cè)種子活力。

2.1 分析逆境

播種逆境是指分析種子在非質(zhì)量問題條件下，影響其田間出苗率的因素，主要包括播種期溫度、土壤特性、播種方式、水肥情況、灌溉方式、蟲害及微生物等因素。通過分析逆境為種子活力檢測(cè)方法的選擇提供依據(jù)。

2.2 已推薦種子活力檢測(cè)方法篩選原則

國際種子檢驗(yàn)協(xié)會(huì)（ISTA）及其他檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)推薦的種子活力檢測(cè)方法有很多，但這些檢測(cè)方法只有電導(dǎo)率測(cè)定及加速老化測(cè)定，已基本標(biāo)準(zhǔn)化，且這些檢測(cè)方法的適用范圍有很大局限性，如電導(dǎo)率測(cè)定只適用于豌豆[5]。這些檢測(cè)方法雖然有比較成熟的檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但與考察玉米高溫缺氧狀態(tài)下萌發(fā)能力不相關(guān)，也不能得到想要的結(jié)果。不適宜的種子活力檢測(cè)方法其結(jié)果體現(xiàn)于以下幾點(diǎn)。

1)在目標(biāo)逆境下表現(xiàn)有種子質(zhì)量差異，采用的種子活力測(cè)定方法在檢測(cè)結(jié)果上沒有得到顯示的結(jié)果。

2)采用種子活力檢測(cè)方法時(shí)，檢測(cè)結(jié)果和在目標(biāo)逆境下種子質(zhì)量表現(xiàn)差異無正相關(guān)性。當(dāng)出現(xiàn)上述結(jié)果時(shí)，說明種子活力測(cè)定方法選用不當(dāng)，應(yīng)淘汰。適宜的種子活力檢測(cè)方法必須是室內(nèi)種子活力檢測(cè)結(jié)果與田間表現(xiàn)呈正相關(guān)性。

2.3 針對(duì)性設(shè)定種子活力檢測(cè)方法

在廣泛進(jìn)行實(shí)地調(diào)查和質(zhì)量信息追溯分析的基礎(chǔ)上，通過分析種子播種期環(huán)境，總結(jié)多年檢驗(yàn)實(shí)踐，人為模擬田間逆境條件形式，針對(duì)性自創(chuàng)設(shè)定種子活力檢測(cè)方法。

2.3.1 分析夏播玉米逆境條件

1)溫度。播種層溫度和地表溫度，平均溫度在30 ℃以上。

2)漫灌。種子萌發(fā)處于缺氧狀態(tài)，土壤特性不同持水時(shí)間不同。一般較為極端的持水時(shí)間為36 h。

2.3.2 對(duì)種子萌發(fā)產(chǎn)生不利影響

1)吸漲會(huì)對(duì)種子造成傷害，干燥種子細(xì)胞膜未修復(fù)好，通透性、選擇透過性差，在飽和水狀態(tài)下吸水快會(huì)對(duì)細(xì)胞造成傷害。

2)土壤透氣性差，種子處于缺氧狀態(tài)，種子萌發(fā)時(shí)呼吸強(qiáng)度較大，缺氧不僅不利于激發(fā)酶的活性，同時(shí)缺氧呼吸也會(huì)積累有害物質(zhì)，從而傷害種子。

3)高溫加速種子老化，包括厭氧型微生物代謝產(chǎn)生毒素，會(huì)傷害種子。

2.3.3 夏播玉米“高溫漫灌”逆境模仿相關(guān)條件的設(shè)置

1)針對(duì)導(dǎo)致夏播玉米田間出苗問題的特定條件“高溫漫灌”，自創(chuàng)設(shè)計(jì)了高溫高濕種子活力檢測(cè)方法，經(jīng)過連續(xù)3 年的相關(guān)性試驗(yàn)，該檢測(cè)方法重演性、穩(wěn)定性較好，能夠很好地檢測(cè)種子質(zhì)量等級(jí)，并與田間播種出苗相關(guān)性高[6]。

2)在針對(duì)性自創(chuàng)種子活力檢測(cè)法如何設(shè)置適宜逆境條件的問題上反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn)。逆境條件設(shè)置不合理會(huì)使檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。出現(xiàn)這種情況既不能從數(shù)據(jù)上顯示種子質(zhì)量等級(jí)，也不能與田間相關(guān)性進(jìn)行比較[7]。所以在針對(duì)性設(shè)定種子活力檢測(cè)方法時(shí)，不斷調(diào)整設(shè)定的逆境條件，直到合適為止。既能表達(dá)種子抵御高溫缺氧特性，又能與田間相關(guān)性高。經(jīng)過3 年連續(xù)反復(fù)試驗(yàn)比對(duì)，最終確定高溫高濕活力檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為種子在30 ℃水溫環(huán)境中浸泡36 h 后，沙床玉米發(fā)芽，發(fā)芽溫度25 ℃，6 d 計(jì)數(shù)1 次。種子在30 ℃水溫中浸泡36、24、12 h。根據(jù)表1 顯示數(shù)據(jù)可看出，試驗(yàn)樣品對(duì)應(yīng)的種子批在夏播區(qū)實(shí)際播種出苗情況有明顯差異。試驗(yàn)表明，漫灌的逆境分成12、24、36 h。與常規(guī)發(fā)芽率比較，12 h 對(duì)種子發(fā)芽率影響很小，24 h 對(duì)種子發(fā)芽率影響不大、區(qū)分度很小，36 h 對(duì)種子發(fā)芽率影響比較明顯，能夠區(qū)分種子質(zhì)量等級(jí)，表達(dá)種子抵御高溫缺氧差異水平，最終選擇浸泡時(shí)間為36 h。

表1 玉米品種在同一溫度下不同浸泡時(shí)間發(fā)芽率的比較

3)由表2 可以看出，六安點(diǎn)7 個(gè)樣品出苗率與高溫高濕檢測(cè)發(fā)芽率相關(guān)，舒城點(diǎn)出苗率與常規(guī)檢測(cè)發(fā)芽率相差不大。舒城點(diǎn)土壤通透性好、持水時(shí)間短，對(duì)種子萌發(fā)脅迫較小，適宜玉米出苗，田間出苗率與常規(guī)檢測(cè)發(fā)芽率呈正相關(guān)、與高溫高濕檢測(cè)發(fā)芽率不相關(guān)；六安點(diǎn)土壤黏重、持水時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)種子萌發(fā)脅迫大，不適宜玉米出苗，田間出苗率與高溫高濕種子活力檢測(cè)發(fā)芽率相關(guān)、與常規(guī)檢測(cè)發(fā)芽率不相關(guān)。試驗(yàn)表明，玉米夏播高溫漫灌對(duì)種子萌發(fā)脅迫主要是土壤持水時(shí)間，土壤透水好，田間出苗正常，與種子常規(guī)檢測(cè)發(fā)芽率相關(guān)。土壤透水差，田間出苗與常規(guī)檢測(cè)發(fā)芽率差異大，與高溫高濕檢測(cè)發(fā)芽率相關(guān)。

表2 玉米品種在不同土壤下發(fā)芽率比較

4)通過開展試驗(yàn)比較室內(nèi)活力檢測(cè)結(jié)果與田間播種出苗率的相關(guān)性，模仿玉米種子活力檢測(cè)逆境，逆境設(shè)置為種子在30 ℃環(huán)境中浸泡36 h，并作為高溫高濕玉米種子活力檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

3 3種種子活力檢測(cè)方法

分析玉米種植區(qū)域逆境條件，室內(nèi)種子活力檢測(cè)與大田播種出苗率呈正相關(guān)。根據(jù)室內(nèi)種子活力檢測(cè)試驗(yàn)重復(fù)間差異小、試驗(yàn)重演性好等情況進(jìn)行比較篩選，主要采用3 種種子活力檢測(cè)方式。

3.1 A種子活力檢測(cè)方法（高溫高濕1）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下蓋1 cm，上蓋3 cm，沙床水分正常，25 ℃恒溫發(fā)芽，6 d 記錄1 次檢測(cè)結(jié)果。

3.2 B種子活力檢測(cè)方法（冷浸）

6 ℃浸泡72 h，采用沙床，水分正常置種，25 ℃恒溫發(fā)芽，6 d 記錄1 次檢測(cè)結(jié)果。

3.3 C種子活力檢測(cè)方法（高溫高濕2）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下蓋1 cm、上蓋3 cm，沙床水分大（沙飽和水分80%以上），25 ℃恒溫發(fā)芽，6 d 記錄1 次檢測(cè)結(jié)果，見表3。

表3 不同種子活力檢測(cè)方法發(fā)芽率比較

4 3種種子活力檢測(cè)方法比較及應(yīng)用

4.1 A種子活力檢測(cè)方法

A 種子活力檢測(cè)方法優(yōu)點(diǎn)是重復(fù)誤差小以及重演性較好。同逆境播種田間出苗很接近，相關(guān)性很好。但也有缺點(diǎn)，夏播玉米比較適宜，一旦遇到災(zāi)害性天氣，田間漬水嚴(yán)重，田間出苗結(jié)果與室內(nèi)活力檢測(cè)結(jié)果可能發(fā)生偏差。主要應(yīng)用于土壤不黏重、不板結(jié)、透水較好、漫灌逆境播種條件下以進(jìn)行玉米種子活力出苗評(píng)估。主要針對(duì)灌溉條件好，習(xí)慣播種澆水漫灌區(qū)域用種檢測(cè)評(píng)價(jià)，控制出苗安全風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 B種子活力檢測(cè)方法

B 種子活力檢測(cè)方法優(yōu)點(diǎn)是重復(fù)誤差小以及重演性較好。缺點(diǎn)是代表的抗低溫逆境。主要應(yīng)用于春季早播玉米，特別是北方寒冷地區(qū)，春季氣溫波動(dòng)大區(qū)域用種檢測(cè)評(píng)價(jià)，控制播種出苗安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)作為活力A 及活力C 方法的輔助判定方法。目前主要是根據(jù)活力結(jié)果來評(píng)估種子耐寒耐濕等級(jí)，按不同區(qū)域春季的氣候特點(diǎn)建議批次銷售種子，控制田間播種安全性。

4.3 C種子活力檢測(cè)方法

C 種子活力檢測(cè)方法優(yōu)點(diǎn)是對(duì)種子批的區(qū)分度比較好，評(píng)價(jià)分析種子批質(zhì)量差異效果顯著，對(duì)分析探討影響玉米種子活力原因很有幫助。缺點(diǎn)是結(jié)果重演性不好，主要是沙床水分不易掌握。同時(shí)，部分結(jié)果偏低，可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。主要應(yīng)用于對(duì)漫灌高溫條件下逆境脅迫大的播種種子批質(zhì)量安全評(píng)估，特別是土壤黏重、透水差、容易漬水、夏季多強(qiáng)降水區(qū)域供種批次檢測(cè)評(píng)估，指導(dǎo)市場(chǎng)高活力種子批應(yīng)用于土壤條件差及播種習(xí)慣不良的區(qū)域[8-9]。

5 結(jié)束語

通過以上檢測(cè)試驗(yàn)，能夠加強(qiáng)種植者對(duì)玉米高溫漫灌播種出苗問題及應(yīng)對(duì)措施的認(rèn)知，創(chuàng)新高溫高濕室內(nèi)玉米種子活力檢測(cè)方法，評(píng)價(jià)玉米播種田間出苗的安全性，區(qū)分種子批活力差異，依據(jù)種子批活力數(shù)據(jù)，區(qū)別種子批質(zhì)量等級(jí)，針對(duì)不同區(qū)域的土壤特性、播種期氣候條件、播種習(xí)慣，建議分批銷售種子，有效控制播種出苗風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過對(duì)種子批活力檢測(cè)結(jié)果分析，認(rèn)識(shí)到玉米成熟度差異與種子活力差異成正相關(guān)，進(jìn)一步探討影響種子活力的原因，從種子活力數(shù)據(jù)追溯種子批的生產(chǎn)基地，督促生產(chǎn)基地在收獲玉米時(shí)重視成熟度，如不能做到收獲玉米成熟均勻一致，建議通過晾曬促進(jìn)玉米后熟，提高玉米種子活力，從根本上提高種子質(zhì)量。

高溫高濕玉米種子活力檢測(cè)方法主要是針對(duì)當(dāng)前玉米夏播區(qū)，在播種后漫灌澆水、播后遇暴雨、玉米大田出苗問題設(shè)置種子活力檢測(cè)方法，考察玉米種子萌發(fā)時(shí)抵御高溫缺氧脅迫能力，對(duì)當(dāng)下玉米單粒播種技術(shù)推廣應(yīng)用具有比較強(qiáng)的適用性。但該種子活力檢測(cè)方法畢竟是脅迫逆境下的發(fā)芽試驗(yàn)，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)的發(fā)芽率，種子活力比發(fā)芽率低，個(gè)別批次由于種子成熟度差，活力比發(fā)芽率低很多。另外各地土壤差異比較大，播種澆水漫灌方式差異較大，玉米大田播種缺苗程度也不同。

因此，目前種子活力檢測(cè)暫時(shí)作為企業(yè)內(nèi)部質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，還不能準(zhǔn)確判斷玉米種子是否合格或不同地區(qū)不同種子活力合格標(biāo)準(zhǔn)。另外，該方法目前針對(duì)高溫漫灌條件下檢測(cè)玉米種子活力較為有效，對(duì)其他逆境播種或其他作物品種是否適用還需探討。