玉米种子活力测定方法研究进展

陈菁

摘要：概述种子活力概念的定义过程，论述国内外种子活力的研究概况及玉米种子活力测定方法的研究现状，介绍玉米种子活力测定常用方法的原理、优点和缺点，为科学、准确进行玉米种子活力测定提供技术参考。

关键词：活力测定；玉米种子；原理；出苗率

中图分类号：S502 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2015）05-0019-03

我国是世界上玉米生产国之一，种植面积和总产量居世界第二位。因受成熟度、贮藏条件和遗传特性等因素的影响，种子的活力大幅下降，对繁殖、制种、生产造成了一定影响，也给农民带来了严重的经济损失。据资料显示，高活力种子可以增产20%～40%。虽然种子活力是种子质量的重要指标，但直接在田间进行测定不仅麻烦，而且田间环境错综复杂，同一时间不同地区或同一地区不同时间测定的结果往往不同。为此，研究室内活力测定与田间生产性能的关系具有非常重要的现实意义。

1 种子活力的概念

种子活力问题一直备受争议，早在1876年，种子学的创始人——德国的Noble博士在他的巨著《种子学手册》中就指出，在同一批种子中，个体间存在发芽和幼苗生长速率的差异，且不同种子批的平均值同样也存在差异，这种差异来自种子本身所具有的一种“生长力”（Triebkraft），其原意是幼苗生长强度及推动力，系指幼苗在种子萌发的基础上具有一种迅速健壮生长的能力。1936年，Stahl通过一系列的田间试验与实验室发芽试验后，发现实验室内所进行的发芽试验结果较田间试验的结果低，因而提出发芽的速率或速度应该是一个值得注意的指标。他提倡使用第一次幼苗数即所谓“发芽首次记录”作为活力的指标。这一见解受到了当时种子学界的重视，并将“发芽第一读数”列入国际种子检验规程中。

20世纪50年代，国际种子检验协会（ISTA）首次讨论了种子活力（seed vigour）的概念，并在1976年将其定义为：种子在发芽和出苗期间的活性强度及特性的综合表现。1980年，北美官方种子分析家协会（AOSA）把种子活力定义为：在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗正常生长的潜力。

早在1950年，国际种子检验协会（ISTA）提出种子活力的概念，并成立了生物化学和幼苗活力测定委员会，研究活力的定义和测定方法。如冷冻试验即是对早春播种的玉米种子活力进行估价。我国的郑光华于1980年首次提出种子活力的概念：种子活力系指种子健壮度，包括迅速、整齐萌发的发芽潜力及生长潜力和生产潜力。近年来，活力定义日趋完善，测定方法不断涌现。

2 种子活力研究概况

1957年，Iselly把活力测定方法分为直接测定和间接测定2种。直接测定法是在实验室可控制的条件下，模拟田间逆境条件并测定种子的发芽能力，如低温试验、希尔特纳试验；间接法是在实验室测定与田间出苗率相关的种子特性。

1973年，Woodstock把种子活力测定划分为生理测定法和生化测定法。生理测定法是测量种子发芽方面的特性和生长指标；生化测定法是测量与种子活力相关的特殊生化反应，如酶系统活性等。

我国种子活力的研究及其应用起步晚，但随着种子相关研究的迅速开展，学者在国内种子科技刊物《种子》和《种子世界》以及其他有关方面的科技刊物上发表的种子活力方面文章数量猛增，涉及面也较广。

1990年，陶嘉龄、郑光华按测定方法的性质划分，把种子活力测定分为生理测定法、生化测定法、物理测定法、组织化学法和形态解剖鉴别法。陈禅友于1992年研究了豇豆种子成熟度与出苗率及产量的关系，认为幼苗生长测定预测田间出苗的效果较好。1994年，梁军等发现这种相关性同样存在于山杏、沙棘等林木种子以及大豆、谷子等作物种子中。同年，徐本美等通过研究发现，电导率与活力之间不一定呈负相关，如白菜、小麦、大麦、杂交水稻等种子的电导率与活力之间无相关，甚至出现负相关。李稳香、颜启传等对水稻种子活力与田间生产性能的相关性进行分析，认为活力指数、电导率、低温出苗率、淀粉酶活性和过氧化物酶活性等指标能较好地预测田间生长性能。

3 玉米种子活力测定方法研究现状

对于玉米活力测定的适宜方法，各学者在探索中有了一定的成果。发芽试验可用于评估种子的播种质量，刘萍等将其用于玉米种子活力测定及预测其田间出苗率。周雷通过测定玉米种子不同日期播种的指标认为，活力指数、盐浸、电导率测定在生产上并不适用。此外，限水测定、穿纸测定、四唑染色及发芽指数等测定结果与田间出苗率都有一定相关，但均未与各播期出苗率达到稳定的显著相关程度，故不宜用于玉米种子活力测定。同时，其根据显著相关性分析认为，低温测定是玉米活力测定的较好方法。

石海春等指出电导率测定种子活力不仅与种子成熟度有关，还与种子浸泡时间有关。同一玉米品种，体积较大或千粒质量较高的种子活力较高；不同玉米品种的体积和千粒质量与其种子活力间无明显的关系。杜清福等通过分析比较普通玉米、糯玉米、甜玉米3个类型6个品种，认为普通玉米种子活力检测的适宜方法为标准发芽试验和电导率测定试验；糯玉米种子活力检测的适宜方法为标准发芽试验和丙二醛含量测定试验；甜玉米种子活力检测的适宜方法为标准发芽试验和电导率测定试验。

4 玉米种子活力测定常用方法

4.1 抗冷测定（Cold Test）

抗冷试验适用于春播喜温作物种子，如玉米、棉花、大豆、豌豆等。秋播作物如大麦、小麦、油菜等的种子在发芽时具有忍耐低温的能力，故不宜应用此法测定活力。抗冷测定是将种子置于低温和潮湿的土壤中经一定时间处理后移至适宜温度下生长，模拟早春田间逆境条件，观察种子发芽成苗的能力。

张本华等认为，冷冻试验比较适合玉米种子活力测定，但土壤因素导致试验无法取得一致结果。而王景升在研究中采用砂床代替田间土壤，取消了种子消毒处理程序，较好地解决了这一方法的重现性；由于采用了与标准发芽试验相似的发芽床，也简化了试材的准备。采用毛巾卷进行发芽，也可得到相似的结果。他指出低温测定是玉米种子活力测定的较好方法。

4.2 加速老化试验（Accelerated Ageing Test）

根据高温高湿会加速种子老化的普遍规律，20世纪60年代开始应用人工加速老化的方法（高温高湿处理）来预测种子的耐贮藏性。随着种子活力研究的兴起，进而应用到种子预测上。

此法适用于多种作物种子，不需要昂贵的仪器和药品，操作简便易行。经研究证明，该法的可靠性很好，应用的局限性也小，因此应用非常广泛。AOSA和ITSA均将此法列为预测种子的主要方法。

自然老化种子活力能持续地影响到田间整个生育过程的生产性能，最终影响到产量，而人工老化种子活力只影响植株早期生产性能，随着生长发育而逐渐修复，对后期生产性几乎没有影响。但据Z.Jiahua等对大豆和玉米的RAPD分析，自然老化和人工老化种子的RAPD未发现存在差异。

4.3 幼苗生长测定（Seedling Grpwth Test）

幼苗生长测定法适用于具有直立胚芽和胚根的禾谷类和蔬菜类作物种子。生长势强的幼苗多表现为幼根或幼芽生长迅速，与田间出苗率趋势相一致，因此应用较普遍。但该法也存在一些缺点：仅限于品种内相同基因型的种子，幼苗生长对温、湿度极敏感，易引起结果变异。

4.4 四唑染色法（TTC Test）

四唑法的全名是2，3，5-氯化三苯基四氮唑（2，3，5-triphenyl tetrazolium chloride），简称TTC。TTC法广泛应用于种子检验中的生活力快速测定，因其简单易行、准确可靠，已列入《国际组织检验规程》和我国的《农作物种子检验规程》，应用范围包括农业、林业、园艺植物种子。随着活力研究的兴起，TTC法已被引入活力测定的范畴。

TTC法测定种子活力，除具有快速、简单易行的优点之外，还适用于各类休眠种子的活力测定。D.F.格雷勃、Perry、白宝璋等认为，采用TTC法进行玉米种子生活力快速测定的效果较好。但张春山等认为，该法不能反映出有生活力种子的发芽速率和幼苗生长势。此外，某些受生理损伤的种子脱氢酶活性有加强现象，种子组织中的微生物也会被染色，干扰测定结果。

4.5 电导率测定（Electrical Conductivity Test）

电导率测定法的原理是种子吸胀初期，细胞膜重建和损伤修复的能力影响电解质和可溶性物质外渗的程度，重建膜完整性的速度越快，外渗物越少。高活力的种子，重建膜的速度和修复损伤的程度好于低活力种子。因此，高活力种子浸泡液的电导率低于低活力的种子。电导率与田间出苗率呈明显的负相关。据此，可通过测定种子浸出液的电导率预测种子活力水平。

电导率测定对豌豆和许多大粒种子的豆科作物具有快速、客观和重演型好的特点。目前欧美各国普遍将电导率测定应用于一些早春播种的作物种子上，如豌豆、菜豆、玉米、大豆、棉花等。

4.6 标准发芽试验（The Germination Test）

标准发芽试验是在实验室检测种子样品发芽能力的过程。种子发芽能力是种子的重要品质之一，它决定作为特殊农业生产资料——种子在适宜条件下萌发、生长和繁殖后代的能力，以及作物的产量，同时又受加工、贮藏技术和环境条件的影响而发生变化。因此，通过标准发芽试验，及时、准确地了解种子发芽能力，对种子应用具有重要的指导作用。

参考文献

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