玉米种子超干贮藏最适含水量研究

严 敏

(山东省旱作农业技术重点实验室青岛农业大学农学与植物保护学院，青岛 266109)

种子贮藏作为保护植物种质资源的最佳方法已被人们广泛利用。玉米是我国重要的作物，如何使贮藏的玉米种子保持较高的生活力和活力，一直是育种工作者和农业生产者关注的问题。种子超干贮藏(ultra－dry storage)是将种子水分降至5%以下(一般认为5%是种子安全含水量下限)，密封后在室温下贮藏种子的技术和方法［1］。作为一项简便易行、高效低耗的新兴种子保存技术，超干贮藏技术受到越来越多的关注。研究表明，不同类型、不同品种的种子耐干特性差异很大［2］。因此，超干贮藏技术要想得以大范围的推广应用，关键的问题是确定不同类型、不同品种种子干燥的下限含水量。本研究以玉米种子为材料，对它们进行超干和人工老化处理，探讨超干处理对玉米种子活力和生活力的影响，确定不同品种玉米种子超干贮藏最适含水量，为玉米种子安全、有效的贮藏提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试玉米(Zea mays L.)种子为农大108和金海5号。原始水分农大108为13%，金海5号为12.8%。

1.2 试验方法

1.2.1 种子超干燥方法

采用室温硅胶干燥法，将种子置于尼龙网袋中，埋入干燥器干燥硅胶中，硅胶与种子的质量比为10∶1，25℃恒温下脱水干燥，每天更换经120℃充分干燥冷却后的硅胶。每隔一定时间称重，以制备不同含水量的超干种子，得到不同含水量的种子后，用双层铝箔袋密封，－20℃保存。其中种子含水量测定根据《国际种子检验规程》［3］(ISTA，2007)，重复 3次，种子含水量以干基表示。

1.2.2 人工老化处理

将超干的种子置于65℃恒温箱中1个月。

1.2.3 回湿处理

采用逐级回湿平衡水分法，对种子进行逐级回水处理。将不同含水量的种子顺序放入装有饱和CaCl2溶液(20℃相对湿度为35%)、饱和氯化铵溶液(20℃相对湿度为70%)及水(相对湿度为100%)的干燥器中，密封，每个相对湿度各平衡24 h［4］，使种子含水量逐步提高。

1.2.4 种子发芽率及活力测定

发芽试验按照《国际种子检验规程》［3］，重复4次，活力指数(VI)按下式计算:

式中:GI为发芽指数Gt为t日后发芽数;Dt为发芽时间/d;Sx为发芽X天后小苗的平均质量。

1.2.5 20℃不同湿度下的平衡水分

将玉米种子分别与饱和氯化锂溶液(空气相对湿度13%)、饱和醋酸钾溶液(空气相对湿度23%)同置于20℃密闭容器中，保持一段时间，使种子重量保持恒定，此时，种子的含水量即为20℃下，13%和23%相对湿度的平衡水分。

1.2.6 数据分析

采用SPSS统计分析软件，用最小字母标记法(Least significant different，LSD)对数据进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 农大108玉米种子超干贮藏最适含水量

农大108种子人工老化后发芽率及活力指数的变化见表1。农大108种子经人工老化后，对照种子(含水量为0.149 4 gH2O/gDW)的生活力已经丧失，含水量为0.055 3 gH2O/gDW的种子仍然保持较高活力和生活力，与对照种子(CK)(－20℃贮藏的未脱水种子)相比，差异不明显。高于0.055 3 gH2O/gDW(0.067 2 gH2O/gDW)或低于 0.055 3 gH2O/gDW(0.041 7 gH2O/gDW)含水量的种子与对照种子(－20℃贮藏的未脱水种子)相比，种子生活力和活力下降明显。结果表明，农大108玉米种子超干贮藏的最适含水量为0.055 3 gH2O/gDW。

表1 农大108种子人工老化后发芽率及活力指数的变化

2.2 金海5号玉米种子超干贮藏最适含水量

金海5号种子人工老化后发芽率及活力指数的变化见表2。金海5号种子经人工老化后，对照种子(含水量为0.147 2 gH2O/gDW)的生活力已经丧失，含水量为0.062 7 gH2O/gDW的种子仍然保持较高活力和生活力，与对照种子(－20℃贮藏的未脱水种子)相比，差异不明显。高于0.0627gH2O/gDW(0.076 2 gH2O/gDW)，或低于0.0627gH2O/gDW(0.052 6 和0.041 9 gH2O/gDW)含水量的种子与对照种子(－20℃贮藏的未脱水种子)相比，种子生活力和活力下降明显。结果表明，金海5号玉米种子超干贮藏的最适含水量为0.062 7 gH2O/gDW。

表2 金海5号种子人工老化后发芽率及活力指数的变化

2.3 农大108和金海5号玉米种子20℃不同相对湿度的平衡水分

经测定，农大108玉米种子在20℃条件下，13%和23%相对湿度的平衡水分分别为0.065 9和0.087 6 gH2O/gDW。而金海5号的分别为0.066 4和0.085 9 gH2O/gDW。农大108和金海5号种子超干贮藏最适含水量均低于13%空气相对湿度的平衡水分。

3 讨论

目前，超干贮藏对种质资源的保存效果已得到各国科学家的认可［1，5］。但种子贮藏最适含水量随种子种类、品种不同而有所不同。同时不同科学家对种子超干贮藏的最适含水量及其与贮藏温度之间的关系问题上还存在着分歧［1，6］。Ellis 等［4－5］认为种子超干贮藏的最适含水量不受温度的影响，种子贮藏的最适含水量为相对湿度在10%～13%(20 ℃)时的种子平衡水分。而 Vertucci等［6］、高平平等［7］、吕金海等［8］认为种子超干贮藏的最适含水量受温度影响，并认为种子超干贮藏的最适含水量为相对湿度在19% ～27%(20℃)时的种子平衡水分。已有研究表明，玉米种子适合超干贮藏，胡伟民等［9］采用硅胶干燥将苏玉1号玉米种子水分降至1.69%，在常温储藏7年后认为玉米(苏玉1号)超干贮藏的最佳水分为4.05%左右。本试验将农大108和金海5号超干种子在65℃下老化处理1个月后，测定种子的发芽率和活力指数，结果表明，农大108和金海5号玉米种子超干贮藏的最适含水量分别为0.055 3 gH2O/gDW 和 0.062 7 gH2O/gDW，都低于13%相对湿度的平衡水分，符合Ellis等［4－5］的观点，说明这2个品种的种子适合超干贮藏。

4 结论

玉米种子适合超干贮藏，农大108和金海5号玉米种子超干贮藏最适含水量分别为0.055 3 gH2O/gDW和0.062 7 gH2O/gDW。因此，在利用超干技术贮藏种子时，必须注意不同品种种子最适含水量可能不同的问题。

［1］Zheng G H，Jing X M，Tao K L.Ultradry seed storage cuts cost of gene bank［J］.Nautre，1998，393:223 －224

［2］程红焱.种子超干贮藏技术应用面临的问题和研究方向［J］.云南植物研究，2006，28(1):59 －68

［3］ISTA.International Rules for Seed Testing Edition 2007，1st edition［M］，International Seed Testing Association，Bassersdorf，Switzerland.2007

［4］Ellis R H，Hong T D.Temperature sensitivity of the low －moisture－content limit to negative seed longevity－moisture content relations in hermetic storage［J］.2006，97(5):785 －791

［5］Ellis R H，Hong T D，Roberts E H.The low －moisture－content limit to the negative logarithmic relation between seed longevity and moisture content in three subspecies of rice［J］.Annals of Botany，1992，69(1):53 －58

［6］Vertucci C W，Roos E E，Crane J.Theoretical basis of protocols for seed storageⅢ.Optimum moisture contents for pea seeds stored at different temperatures［J］.Annals of Botany，1994，74，531 －540

［7］高平平，乔燕祥，周建萍，等.超干燥处理对高粱、玉米种子活力的影响［J］.作物品种资源，1998(3):42－44

［8］吕金海，伍贤进.超干贮藏对玉米种子活力的影响［J］.中国农学通报，2004，20(1):60 －62

［9］胡伟民，段宪明，阮松林.超干水分长期贮藏对玉米、西瓜种子生活力和活力的影响［J］.浙江大学学报:农业与生命科学版，2002，28(1):37 －41.