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文檔簡介

《種子貯藏技術》陳種子的利用陳種子能否在生產上利用,首先取決于種子的衰老程度。種子的衰老程度可以從發芽力或者生活力來判斷。在最適條件下,經長期貯藏而仍然保持旺盛生活力的種子,仍可作為種用,反之就不能作為種用。貯藏1年以上的種子常謂之陳種。陳種子能否在生產上利用?這主要取決于種子的活力狀況:?貯藏不好活力下降的陳種子不能用?

活力高的陳種子完全可以用,有的能縮短生育期,提高經濟產量?

雖為新種子但若活力嚴重降低,也不能用所以,種子新陳不是能否作種用的指標,唯一可靠的是活力高低。利用陳種子要進行活力測定。據報道,在4°C干燥條件下保存13年的西紅柿種子,播種后仍能長成正常的植株;而同樣的種子在室溫條件下經13年保存后,發芽率已降低到6%,所長成的植株發育畸形。又如發芽率已降到50

%或更低的衰老大麥種子,在成長植株中發現含有4%的葉綠體突變。陳種子能否在生產上利用,要根據種子生活力的高低來確定。種子發芽力沒有明顯降低的種子,即使已經久藏,仍可供生產上利用。但種子發芽率顯著下降,(特別是下降到50%以下時)就表明該批種子已經衰老,其存活部分可能含有一定頻率的自然突變,因此不適宜作種用,更不能作為育種材料和品種資源保存。商品種子的使用上,種子管理部門的具體操作辦法是由扦樣人員對種子經營者的陳種子進行扦樣,交給室內檢驗人員進行發芽率鑒定,一旦鑒定結果低于國家標準(如玉米雜交種子發芽率的國標二級標準是85%),該種子批就不能作為種子銷售和使用

蘿卜用陳種子播種能抑制地上部分徒長而促進地下根肥大;蠶豆種子用陳種子播種可使植株矮壯,節間縮短,每節結莢數和每莢數增加;綠豆用陳種子播種也有增產效果。《種子貯藏技術》種子壽命的概念和差異性目錄CONTENTS一二種子壽命的概念植物種子壽命的差異性一、種子壽命的概念種子壽命

種子從成熟到喪失生活力所經歷的時間,稱為種子的壽命(seedlongevity)。農業種子的壽命

種子生活力在一定條件下能保持90%以上發芽率的期限,此期限的長短和該批種子在農業生產上利用年限有密切聯系。種子壽命亦為一群體概念,指一批種子從收獲到發芽率降到50%時所經歷的天(月.年)數,又稱為半活期,為平均壽命。測定種子壽命,是從收獲開始,每隔一定時間測一次發芽率。二、植物種子壽命的差異性

植物種子壽命差異極大,從幾天到幾十年幾百年甚至上千年不等??蓽p少繁種次數,降低費用、提高質量合理調節余缺,減少報廢損失有利于品種資源保存減少病蟲危害種子壽命(longevity)長二、植物種子壽命的差異性依據種子壽命大的差異,Ewart將種子分為短、中、長命三類:

短命類——壽命<3年,多為林果如楊、柳、板栗、可可等,農作物中只有花生、甘蔗等。特點為種皮薄脆,保護性差,含脂肪高,或需特殊貯藏條件。

中命類——壽命在3—15年,大多數農作物如麥類、稻類、中棉、部分豆類等。

長命類——壽命>15年,許多豆類、瓜類、陸地棉、蓮類等都屬此類,特點是種皮堅韌致密,脂肪含量少,且多為小粒種子二、植物種子壽命的差異性1.長命種子(15年以上)蠶豆、綠豆、紫云英、豇豆、小豆、甜菜、陸地棉、煙草、芝麻、絲瓜、南瓜、西瓜、甜瓜、茄子、白菜、蘿卜及茼蒿等。2.常命種子(3~15年)水稻、裸大麥、小麥、高粱、粟、玉米、蕎麥、中棉、向日葵、大豆、菜豆、豌豆、油菜、番茄、菠菜、蔥、洋蔥、大蒜及胡蘿卜等。3.短命種子(3年以下)甘蔗、花生、苧麻、辣椒等。此外,許多林木、果樹種子大多壽命較短。二、植物種子壽命的差異性依據種子貯藏的難易,Delouche則把農作物種子分為易貯、難貯、中等三類:

易貯的如水稻、谷子——籽粒外有穎殼保護難藏的如大豆、花生——脂肪高且粒大其它為中等二、植物種子壽命的差異性依據種子的貯藏行為,Roberts又把農作物種子分為傳統型(orthodoxseed)、頑拗型(recalcitrantseed)和中間型(middleseed)種子:

傳統型種子——耐干燥,含水量降到較低水平時(1-5%)不受傷害,貯藏壽命隨含水量和溫度降低而延長,多為中、長命種子二、植物種子壽命的差異性

頑拗型種子——對脫水和低溫高度敏感,干燥時會受損傷,新種子的生活力隨干燥而降低,當降低至某一臨界水時,種子生活力全部喪失,須高水分適溫貯藏,壽

命短,如水浮蓮、橡膠、板栗、龍眼、荔枝、銀杏等。

二、植物種子壽命的差異性

中間型種子——貯藏習性介于傳統型和頑拗型之間,即開始壽命隨水分降低

而延長,但當水分降低到一定程度(7-12%)時,壽命與水分的負相關關系發生逆轉,如柑桔、小果咖啡等。

《種子貯藏技術》種子壽命的影響因素-環境因素目錄CONTENTS一二三四濕度和水分溫度氣體光五微生物及倉庫害蟲六化學物質外因(環境條件)發育環境——充足光照、適當高溫、全面營養——活力高、壽命長干燥條件——忌曝曬、忌高溫、忌發熱水分——傳統型種子宜干燥,頑拗型需高水分貯藏條件溫度——低溫利于壽命延長,但必伴隨低濕氣體——少氧利于壽命延長,但必須低濕、低溫一、濕度和水分

種子水分和空氣濕度的平衡;水分升高則呼吸加強,酶活化、代謝加劇。干燥種子抵抗惡劣環境能力強。如果環境濕度較高,種子將會吸濕而使水分增加,而種子水分是影響貯藏種子壽命的最關鍵因素。種子水分和種子呼吸強度關系最為密切。一、濕度和水分哈倫頓(Harrington)通則(1972)曾指出:當種子水分在5-14%范圍內,每上升1%,種子壽命縮短一半(后經Roberts等人修正為每上升2.5%水分,壽命縮短一半)。

最適宜種子延長壽命的水分含量1.5-5.5%(超干儲藏)二、溫度貯藏溫度是影響種子壽命的另一個關鍵因素。在水分得到控制的情況下,貯藏溫度越低正常型種子的壽命就越長。

Harrington通則:曾指出:在0-50℃范圍內,溫度每上升5℃,種子壽命縮短一半(后經Roberts等修正為溫度每上升6℃,種子壽命縮短一半)。二、溫度

首先,在0-55℃范圍內,種子的呼吸強度隨著溫度上升而增加;再則,溫度增高有利于倉蟲和微生物活動以及脂質的氧化和變質。

若溫度再上升,則能引起蛋白質變性和膠體的凝聚,使種子的生活力迅速下降。若種子水分偏高又處于高溫條件下,種子會很快死亡。這就是我國南方種子貯藏過夏較為困難的原因。三、氣體氧氣會促進種子的劣變和死亡,而氮氣、氦氣、氬氣和二氧化碳則延緩低水分種子的劣變進程,但高水分種子則加速劣變和死亡。四、光強烈的日光中紫外線較強,對種胚有殺傷作用,且強光與高溫相伴隨,種子經強烈而持久的日光照射后,也容易喪失生活力,這當然和種子的特性和水分有關,但一般室內散光雖長期作用于種子,亦不起顯著影響。五、微生物及倉庫害蟲真菌和細菌的活動,能分泌毒素并促使種子呼吸作用加強,加速其代謝過程,因而影響其生活力。

倉庫害蟲破壞了種子的完整性。微生物和倉蟲生命活動產物(熱能和水分)都是促進種子呼吸作用和種子發熱的重要因素,并能加速它本身的繁殖和活動,因而直接影響種子的壽命。六、化學物質用化學物質處理種子以保持種子在貯藏期間的生活力。效果依種類和劑量而定?!斗N子貯藏技術》種子壽命的影響因素-種子特性目錄CONTENTS一二三四種皮結構化學成分種子的生理狀態種子的物理性質五胚的性狀六正常型種子和頑拗型種子一、種皮結構種皮(有時包括果皮及其附屬物)是空氣、水分、營養物質進出種子的必然通道,也是微生物侵入種子的天然屏障。凡種皮結構堅韌、致密、具有蠟質和角質的種子,尤其是硬實,其壽命較長。反之,種皮薄、結構疏松、外無保護結構和組織的種子,其壽命較短。種皮的保護性能也影響到種子收獲、加工、干燥、運輸過程中遭受機械損傷的程度,凡遭受嚴重機械損傷的種子,其壽命將明顯下降。

禾谷類植物:

具有外殼保護的水稻種子壽命較長,有皮大麥比小麥和裸大麥壽命為長。

豆類作物:

花生種子的種皮脆而薄,且和其他豆科植物的種子不同,缺乏柵狀細胞層,因而較難貯藏。二、化學成分種子三大貯藏物質中脂肪較其他兩類物質更容易水解和氧化,常因酸敗而產生大量有毒物質,如游離脂肪酸和丙二醛等,對種子生活力造成巨大威脅。

含油量高的種子比淀粉和蛋白質種子較難貯藏。二、化學成分含油酸、亞油酸等不飽和脂肪酸較多的種子更難貯藏,因為它們較硬脂酸、軟脂酸等飽和脂肪酸更容易氧化分解。

如豆科植物的綠豆和蠶豆要比花生和大豆壽命長得多,因為前者含有較多的淀粉和蛋白質,后者含有大量的脂肪。三、種子的生理狀態種子若處于活躍的生理狀態,耐藏性是很差的。生理狀態活躍的明顯指標是種子呼吸強度增強。

凡未充分成熟的種子,受潮受凍的種子,尤其是已處于萌動狀態的種子,或者發芽后又重新干燥的種子,均由于旺盛的呼吸作用而壽命大大縮短。

盡量將種子生理活動維持在低水平,是延長種子壽命的必要條件之一。四、種子的物理性質種子大小、硬度、完整性、吸濕性等因素均對種子壽命產生影響,因為這些因素歸根結底影響著種子的呼吸強度。小粒瘦粒種子、破損種子其比面積大,且胚部占整粒種子的比率較高,因而呼吸強度明顯高于大粒、飽滿和完整的種子,其壽命較短。五、胚的性狀在相同條件下,一般大胚種子或者胚占整個子粒比例較大的種子,其壽命較短。胚部結構疏松柔軟,水分高,很容易遭受倉蟲和微生物的侵襲。在禾谷類作物中,玉米種子的胚較大,且含脂肪多,因此較之其他禾谷類種子難以貯藏。六、正常型種子和頑拗型種子按種子貯藏特性不同分為正常型種子(orthodoxseed)和頑拗型種子(recalcitrantseed):

(1)正常型種子具有適于干燥低溫貯藏特性。一般種子水分和貯藏溫度越低,越有利于延長種子壽命。大多數農作物、蔬菜和牧草種子屬于這一類型。六、正常型種子和頑拗型種子按種子貯藏特性不同分為正常型種子(orthodoxseed)和頑拗型種子(recalcitrantseed):

(2)頑拗型種子具有不耐低溫貯藏和不耐脫水干燥的特性。一般脫水干燥會造成種子損傷,零度以下低溫會引起凍害,而造成種子死亡。如茶籽、板栗、咖啡、可可和橡膠等林木種子。《種子貯藏技術》種子壽命的預測目錄CONTENTS一二應用對數直線回歸方程式及其列線圖預測新的種子壽命預測方程及其列線圖生產中要對種子壽命特別是長壽命種子進行測定,要經歷極長時間,常需要預測。目前對古老種子壽命的估算,是利用14C同位素進行;對種子未來壽命的預測,常用數理統計進行推測。一、應用對數直線回歸方程式及其列線圖預測種子壽命預測方程(Roberts,Ellis)研究表明,種子群體中所有種子死亡期呈正態分布,了解了前半期的變化規律,就可以推測到后半期的變化趨勢,可以根據儲藏期間的溫度和種子水分,預測種子的生活力或儲藏期限。

Roberts在詳盡研究了種子生活力喪失的規律及其與溫度、水分的關系后,推導出了對數直線回歸方程式:

LogP50=Kv-C1m-C2t

式中:P50—平均壽命(天)

m—種子含水量(%)

t—貯藏溫度(℃)

Kv、C1、C2為常數(表)

任一溫度和水分組合下種子的平均壽命(天)

種子要保持一定時間的壽命所要求的溫度、水分例:一批水稻種子含水量10%,貯藏于10℃

,平均壽命?預測:LogP50=6.531-0.159×10-0.069×10=4.251P50=17824(天)(約49.5年)此方程簡單,缺點是只能求平均壽命,而農業生產上要求較高的發芽百分率。依據上述方程做成的種子生活力列線圖如圖。應用此種子生活力列線圖可查算:

?任一溫度和含水量下,種子生活力降到任一水平的時間(天)

?一定貯藏時間內,保持預定生活力所要求的溫度、水分組合

應用此方程可求算二、新的種子壽命預測方程及其列線圖上述方程及其列線圖的最大缺陷是以假定種子入庫時的發芽率為100%為前提,實際多數情況下不是如此,而原始發芽率的不同,對活力下降的影響極大。依此,Poberts和Ellis推導出了新方程及其列線圖:

PV=Ki–10KE-Cwlogm-CHt-CQt2Ki——原始發芽率

V——貯藏預定時間后的發芽率

P——貯藏天數

m——種子含水量(%)

t——貯藏溫度(℃)

KE、CW

、

CH、CQ均為常數(表)例:一批大麥種,Ki=90%,m=10%,t=10℃

,P=1000天

1000V=9%–——————————

109.983-5.896×log10-0.040×10-0.000428×1001000=90%–————

103.64421000=90%–————4407.6=90%–0.227=67.3%即貯藏1000天生活力下降到67.3%

列線圖使用如圖。用生活力列線圖預測種子壽命《種子貯藏技術》種子衰老的原因及機理目錄CONTENTS一二三細胞膜變化大分子變化有毒物質積累種子同一切生物一樣,要經歷形成、生長、發育、成熟和死亡的過程。種子生命力的喪失應該看成是種子衰老(deterioration)逐漸加深和累積的結果。在種子完全死亡之前,種子的形態結構及生理生化方面均發生了一系列的劣變,正是這些變化的積累造成種子生命力的最終喪失。一、細胞膜變化當種子發生劣變時,干燥種子膜的滲漏程度較嚴重。種子劣變使膜端的卵磷脂和磷脂酰乙醇胺分解解體,使膜端失去了親水基團,因而也就失去了水合和修復功能。由于膜內部脂肪水解和氧化,又使膜內部疏水基團解體。

劣變種子再度吸水時,膜的修復很緩慢,甚至無法恢復到正常的雙層結構,因此造成了永久性的損傷。

一、細胞膜變化膜的永久性損傷造成大量可溶性營養物質以及生理上重要物質(如激素、酶蛋白等)的滲漏,導致新陳代謝的正常過程受到嚴重影響。

此外,膜的滲漏造成微生物大量繁殖,死種子和劣質種子最容易長霉就是這個原因。膜是許多酶的載體以及生理活動的場所(例如呼吸作用主要在線粒體膜上進行),膜的破壞使酶無法存在,它的功能亦隨之喪失。

脂肪的水解氧化會僅使膜的結構破壞,而且產生大量自由基離子,這種自由基離子既是電子供體又是電子受體,在生化反應中極為活躍,由于它的存在使物質的氧化分解更加快速,最終導致DNA突變和解體。二、大分子變化

1)核酸的變化在核酸方面

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