第二章種子的化學成份1種子因類型、作物和品種不同，化學成分存在明顯的差異。種子中的貯藏物質是最主要的化學成分，在種子的總干重中占了很大的比率，它不僅是幼苗初期生長所必需的養料及能源，而且不同貯藏物質的含量、性質及其在種子中的分布狀況，又會影響種子的生理特性、耐藏性、加工品質和營養價值。2因此了解種子的化學元素成分不僅可以使我們確定種子在各方面的利用價值，還能促使我們深入了解種子的生理機能，妥善合理地進行加工和貯藏，盡量避免在這些過程中受到損失，并可為改進作物品種營養成分的定向選育提供可靠的依據。3第一節種子的主要化學成份及其分布4種子的類型與化學成分農作物種子普遍含有各種營養成分，但按其主要化學成分狀況及用途，可以分為三大類：粉質種子（如一般谷類種子和蕎麥）：具有發達的胚乳，大部分化學成分貯存在乳內。淀粉含量高：60—70%

脂肪極少：1~4%

蛋白質：8～12%——禾谷類5678蛋白質種子（豆類）：一般具有發達的子葉，絕大部分化學成分貯存在子葉內。——蛋白質含量高20～30%淀粉含量高：50%——食用豆類

脂肪含量高：20～48%——油用豆類油質種子（范圍廣泛，包括許多科）：同上蛋白質種子。——脂肪含量高：30～50%

蛋白質高：20～30%910一、種子中的主要化學成分種子中的化學成分包括許多種類：主要成分：水分、蛋白質、淀粉、脂肪（后三種又是主要營養成分）。其他成分：（少量）礦物質、維生素、酶、色素等。表2—18為各種農作物種子化學成分的含量，表明不同類型和作物種子化學成分的差異性及其利用價值。（水稻、小麥、玉米、大豆、油菜）11二、農作物種子化學成分的分布農作物種子中各種化學成分的分布很不平衡，在不同部位之間的含量相差很大，所以導致種子各部分的生理生化特性也不一致。表2—19稻谷各部分的化學組成12表2—20小麥種子各部分

化學物質的分布（%）化學成分子粒胚乳糊粉層麩皮胚淀粉蛋白質脂肪纖維素糖分10010010010010010065255以下80020左右551518.5左右05左右0750010以下205左右1.5左右13小麥、水稻種子可作為禾谷類種子的代表，其各部分化學成分的含量和分布情況胚在整粒種子所占的比重很小，但含較高的蛋白質、脂肪、可溶性糖和礦物質。如稻胚的水分為8.8%,蛋白質18.1—20.9%，脂肪17.6—23.8%，礦物質8.9—9.1%。胚部不含淀粉（如小麥）或僅含少量淀粉（如水稻），但卻含有高濃度的可溶性糖，稻胚中的可溶性糖占20%，其中蔗糖近乎一半。14禾谷類種子的胚部還富含維生素，其中維生素B1和維生素E較多。可見胚的營養價值很高，但由于其中糖分、脂肪和水分含量較高，在貯藏中比其他部分特別容易變質。胚乳是養料的貯藏器官，胚乳細胞中充滿了淀粉粒和蛋白質，種子的全部淀粉和大部分蛋白質都集中于胚乳之中。15糊粉層是胚乳的外層，在種子中所占的比例很小，如小麥中僅一層細胞，但卻含有非常豐富的蛋白質（主要以糊粉粒的形式存在），脂肪、礦物質和維生素，其化學元素成分的特點與胚部大致相同。皮（包括果種皮）中極少含有營養成分，因為充分成熟的果種皮細胞中已不存在原生質，而是無內含物的空細胞壁，其纖維素和礦物質的含量特別高。16水稻、大麥、燕麥、粟等作物的子粒外部包有稃殼，水稻稃殼的比率約占稻谷的16—25%，因品種及栽培條件而異。稃殼是由高度木質化的細胞構成，含有大量硅質等礦物質，二氧化硅的總量約占稻谷中礦物質總量的95%。17雙子葉植物種皮的化學成分一般亦具有類似的特點，即營養成分的含量及少，而纖維素和礦物質的含量很高。油質種子的子葉（雙子葉植物的貯藏器官）與胚芽、胚軸、胚根一樣富含脂肪和蛋白質，但后者所含的還原糖遠較前者為高。18第二節種子水分19一、種子中水分狀態水分是種子生理代謝作用的介質，在種子發育、成熟、以及收獲以后的不同時期，種子的物理性質和生化變化都和水分的狀態及含量有密切關系。種子中的水分有兩種狀態：游離水（自由水）：具有一般水的性質，可作為溶劑，容易從種子中蒸發出去。20結合水（束縛水）：牢固地和種子中的親水膠體（主要是蛋白質、糖類及磷脂等）結合在一起，不容易蒸發，不具有溶劑的性能，低溫下不會結冰，并具有另一種折光率。21種子的生命活動必須在游離水存在的狀況下才能旺盛進行。當種子水分減少到不存在游離水時，種子中的酶首先是水解酶就成為鈍化狀態，種子的新陳代謝降至很微弱的程度。當游離水出現以后，酶就由鈍化狀態轉變為活化狀態，這個轉折點的種子水分稱為臨界水分，其含量因作物種類而不同。221．臨界水分即種子的結合水達到飽和程度并將出現游離水時的水分。在一定溫度條件下，種子中出現游離水以后，種子就不耐貯藏，種子的活力和生活力很快降低和喪失，而在臨界水分以下，則一般認為可以安全貯藏。二、臨界水分與平衡水分23禾谷類種子的安全水分一般為12—14%以下油料作物種子為8—10%甚至更低，取決于其含油量。安全水分受溫度的影響而不同，各地區應規定不同標準。南方溫度高，谷類種子的安全水分應在13%以下，北方的安全水分可略高于南方。24種子水分不同，其生命活動的強度和特點有明顯差異，同時還通過對倉蟲、微生物的作用影響到安全貯藏。種子水分超過12—14%時，使用熏蒸劑殺蟲，會損害種子發芽力，且種子表面和內部的真菌開始生長；種子水分超過18—20%時，貯藏種子將會“發熱”；種子水分超過40—60%時（在貯藏過程中，常因漏雨、滲水或結露等原因引起局部水分的增高），種子會發生發芽現象。252．平衡水分在任一相對濕度下，種子水分達到平衡時的含水量稱為平衡水分，此時種子對水分的吸附=解吸。種子水分隨著吸附與解吸過程而變化。當吸附過程占優勢時，種子水分增高；當解吸附過程占優勢時，種子水分降低。如果將種子放在固定不變的溫濕度條件下，經過相當時間后，種子水分就基本上穩定不變，也就達到了平衡狀態。26由于種子具有吸濕性，所以能將種子水分含量調節到與任一相對濕度達到平衡（表2—38），在一定的溫度下，可繪成吸濕平衡曲線，用以表示在任一相對濕度條件下的種子水分。吸濕平衡曲線是一個S形曲線，由三個明顯的階段組成，這三個階段表明水分吸附和解吸的不同情況。27AIBIIIIIC14507080100620階段I：表明種子膠體和水分十分牢固地結合在一起，這種水分一般不能從種子中蒸發出去。階段Ⅱ：種子水分與相對濕度呈直線關系（對大多數種子而言）。靠上端的那部分水分與種子膠體結合得比較松散，通過干燥容易從種子中蒸發出去，而靠下端的水分則與種子膠體緊密結合，很難把它除去。階段Ⅲ：水分與種子膠體之間幾乎不存在結合力，可以說是呈游離態存在于細胞和組織的間隙中。階段Ⅲ和階段Ⅱ上端的水分狀況能促進種子的劣變和生活力喪失。28階段I：表明種子膠體和水分十分牢固地結合在一起，這種水分一般不能從種子中蒸發出去。階段Ⅱ：種子水分與相對濕度呈直線關系（對大多數種子而言）。靠上端的那部分水分與種子膠體結合得比較松散，通過干燥容易從種子中蒸發出去，而靠下端的水分則與種子膠體緊密結合，很難把它除去。29階段Ⅲ：水分與種子膠體之間幾乎不存在結合力，可以說是呈游離態存在于細胞和組織的間隙中。階段Ⅲ和階段Ⅱ上端的水分狀況能促進種子的劣變和生活力喪失。30種子的平衡水分因作物、品種及環境條件不同而有顯著差異，其影響因素包括大氣濕度、溫度以及種子的化學組成。其中以大氣濕度影響最大，種子水分隨大氣濕度改變而變化，在一定溫度條件下，大氣中相對濕度愈高，種子的平衡水分也愈高。例如在25℃時，水稻種子在相對濕度60%、75%、和90%時，平衡水分分別為12.6%、13.8%和18.1%。31總的來說，在相對濕度較低時，平衡水分隨濕度提高而緩慢地增長，而在相對濕度較高時，平衡水分隨濕度提高而急劇增長，因此在相對溫度較高的情況下，要特別注意種子的吸濕返濕問題。32溫度對平衡水分有一定程度的影響，因此大多數水分平衡曲線確定在25℃條件下測定。在相同的相對濕度條件下，氣溫愈低，種子的平衡水分愈高，反之則愈低。因為空氣中水汽的絕對含量，雖則在低溫條件較少，但空氣的保濕量在低溫條件下明顯為低，不利于種子中的水分子進入大氣。據研究，在一定范圍內，溫度每增高10℃，每公斤空氣中達到飽和的水汽量約增加1倍。但總的來說，溫度對種子平衡水分的影響遠較濕度為小。33種子化學物質的分子組成中含有大量親水基，蛋白質、糖類等分子中均含有這類極性基團，因此各種種子均具有親水性。蛋白質分子中含有兩種極性基，故親水性最強；脂肪分子中不含極性基，所以表現疏水性。由于上述原因，蛋白質和淀粉含量的種子比油分含量高的種子容易吸濕，在相同的溫濕度條件下具有較高的平衡水分，如禾谷類種子和蠶豆比向日葵等種子具有較高的水分34種子的部位不同，其親水基的含量有明顯差異，因而不同部位的含水量顯然有別。胚部的含水量遠遠超過其他部位的含水量。如玉米種子水分為24.2%時，胚部含水量為27.8%，而當種子水分達29.5%時，胚部含水量高達39.4%，這是胚部較其他部位容易變質的一個重要原因。35三、種子安全水分保證種子在貯藏期能安全貯藏的種子含水量，應低于臨界水分。種子安全水分因作物不同或因同一作物貯藏時間不同而存在差異，從表2—4可以看出：貯藏時間越長，要求安全貯藏水分越低。種子含水量與貯藏期間種子的呼吸強度有密切的關系，隨著含水量的增加，呼吸強度成倍提高。36表2—4谷物種子安全貯藏水分(%)

一年五年水稻

12—14

10—12小麥13—1411-12大麥

13

11玉米

13

10—11高梁

12—13

10—11燕麥

14

11黑麥

13

1137表2—5不同水分時小麥的呼吸強度

（mgCO2/kg·24hr）含水量10.614.715.716.817.717.8呼吸強度4.16.97.325.270.280.438四、控制種子水分在種子貯藏中的重要性種子水分是影響種子安全貯藏極為重要的因素，過高的種子水分為害極大：1．高水分種子呼吸作用旺盛，放出大量熱能，會引起種子堆發熱；同時又會消耗大量的氧，造成種子缺氧呼吸而產生大量酒精，抑制和毒害了種胚細胞的生理機能，致使種子喪失生活力。392．高水分種子容易招致細菌、霉菌的繁殖和寄生，使種子胚部細胞組織遭致破壞而喪失發芽能力。3．高水分種子容易招致粉螨、壁虱等倉庫害蟲的為害，使種子胚部受損而不能發芽。404.高水分種子在大量堆放過程中，常引起水分分層的變化，水分高的一層種子發芽，其余部分也產生發熱，呼吸旺盛、缺氧等現象，以致降低種子的發芽能力使種子不能做種用。5.高水分種子易于遭受凍害，而使種子發芽率降低。6.種子水分過高，呼吸作用旺盛，在毒氣熏蒸防治倉庫害蟲時，因吸藥量增加，往往會遭受毒害，而影響其生活力。41第三節種子的營養成分42一、糖類 占干重的25-70%，在種子發芽時提供生長所必須的養料和能量，1.可溶性糖：含量不高，主要是蔗糖與種子生理狀態有關。禾谷類一般2%;

胚和胚乳的外圍組織；胚乳中含量很低。未成熟和萌動種子含有大量可溶性糖。2.不溶性糖：種類多，淀粉、纖維素、半纖維素、果膠，完全不溶于水或吸水而成黏性溶液。43二、脂類主要是脂肪和磷脂兩大類，前者是貯藏物質，后者是構成原生質的必要成分。脂肪普遍存在于各種作物的種子中，屬于高能量的貯藏物質，能量比相同重量的糖或蛋白質幾乎高1倍。自然界中大部分種子均以脂肪作為主要的貯藏形式。脂質的酸敗是導致貯藏種子喪失活力的主要因素之一。44酸價——中和1克脂肪中全部游離脂肪酸所需KOH

（NaOH）毫克數。碘價——與100克脂肪中不飽和脂肪酸結合所需的碘的克數。酸價低、碘價高→脂肪品質好。種子成熟:酸價↘,碘價↗；貯藏、萌發:脂肪分解→游離脂