花生种子老化与种子加工技术研究进展

于天一，左绍玲，于 芬，冯 昊*，吴正锋，王才斌

(1. 山东省花生研究所，山东 青岛 266100； 2. 莱西农业技术推广站，山东 莱西 266600；3. 威海市文登区高村镇农业综合服务中心，山东 威海 264408)



花生种子老化与种子加工技术研究进展

于天一1，左绍玲2，于 芬3，冯 昊1*，吴正锋1，王才斌1

(1. 山东省花生研究所，山东 青岛 266100； 2. 莱西农业技术推广站，山东 莱西 266600；3. 威海市文登区高村镇农业综合服务中心，山东 威海 264408)

花生种子活力与种子萌发、幼苗生长、抗逆能力及产量形成密切相关，高活力种子是花生获得高产的前提。合理加工是提高花生种子活力的重要手段。本文综述了老化花生种子的形态及生理特性，种子活力对种子发芽、出苗及植株生长、发育的影响。从遗传因素、温度、水分、外源化学投入品等几个方面阐述了花生种子活力的影响因素。总结了花生种子加工技术现状与存在问题。提出了未来研究的重点应放在以下四个方面：① 研发和引进快速种子活力检测技术；② 研究包衣条件下保持种子活力的贮藏条件；③ 研究适合我国品种特性的种子精深加工技术；④ 研发复合型多功能种衣剂。

花生；种子活力；形态特性；生理特性；种子加工技术

种子活力与种子发芽、出苗、幼苗生长及作物产量形成密切相关。花生是我国重要的油料和经济作物之一，但花生繁殖系数较低(仅有1∶10左右)，且生产中用种量较大[1]，因此，高活力种子是保证花生全苗、植株健壮生长及高产高效的重要因素之一。花生中较高的富含不饱和脂肪酸含量导致其种子在储藏过程中易发生老化(活力降低)[1-2]。老化不仅导致花生耐储藏性下降，还影响了种子田间正常出苗和植株生长发育，降低了效益。种子加工是延缓花生老化，提高花生种用品质的重要途径。近年来，随着土地流转，规模化、机械化种植以及生产水平的提高，对种子质量提出了更高的要求，对种子进行加工的呼声越来越高。目前我国花生种子加工技术处于起步阶段，存在技术落后、机械化水平低及成本高等问题。

本文综述了当前花生种子活力及其影响因素的最新研究进展，分析了我国目前花生种子加工技术现状与存在问题，并提出了发展对策。以期为促进我国花生种子产业的发展提供一些有益的信息和思路。

1 种子老化的形态特征与生理特性

1.1 对出苗、植株生长发育和形态结构的影响

花生种子活力与种子发育、萌发及幼苗生长密切相关。种子老化后，发芽势、发芽率和发芽指数均显著降低，相对电导率增加[3]，而且随着老化程度加剧，各发芽指标降低程度增加[4]。甄志高等[5]报道，种子老化对花生生长发育的影响贯穿其整个生长发育过程，表现在幼苗干、鲜重及干物质累积速率降低，出苗到开花下针的天数增加，开花下针到饱果成熟的天数缩减，产量下降。

种子成熟时，细胞膜中各组分的分子排列井然有序，膜的脂质分子相互平行，并与膜表面垂直。当种子干燥时，因失去水膜的保护，磷脂和蛋白质分子排列杂乱，膜的完整性消失，如种子再吸胀，膜又可恢复原来的排列而重新获得其完整性。种子活力高，膜恢复迅速；活力低，则恢复慢；活力太低的种子，无法恢复[6]。高活力花生种子胚根尖细胞表面平滑，细胞均匀紧密，表皮细胞完整。经老化后的种子，胚根尖表面细胞发生肿大，表皮细胞疏松突起；老化严重的种子，胚根短而粗，胚根尖出现畸形[7]。

1.2 生理生化特性

膜脂过氧化作用加剧以及膜的透性增加被认为是引起花生种子老化劣变的重要原因[8]。在老化过程中，丙二醛(MDA)含量及相对电导率逐渐增加，子叶的增加量大于胚轴[9-10]。胚轴中的超氧化物歧化酶(SOD)活性先增后降，子叶中的SOD活性呈直线下降，对活性氧的清除能力减弱，种子活力逐渐丧失[9]。

蛋白质、氨基酸含量及组分的变化是花生种子老化的重要标志之一。花生种子经老化后，子叶内肽酶活性下降，蛋白质的合成能力降低，总蛋白、球蛋白(贮藏蛋白中最重要的成分)及氨基酸组分均有不同程度降低[11-12]，但当花生种子活力降到一定程度时，种胚内出现一种蛋白(pI 6.2 MW 10 KD)，其含量随老化程度的加剧而增加[13]。另外，花生胚轴中不饱和脂肪酸含量下降，也是种子老化的重要特征之一[14]。

2 影响种子活力的因素

2.1 遗传因素

花生种子休眠性能使种子以较高的活力贮藏较长的时间，对保持种子活力有重要意义，但也给需要在收获后较短时间内进行下茬播种的地区带来一定困难，是影响出苗因素之一[15]。不同类型品种间休眠性差异较大，短的只有几天，长的可达100d以上。普通型和龙生型种子休眠期较长，珍珠豆型和多粒型花生种子休眠期较短，近年来杂交育成的一些大果品种休眠期较短[16]。休眠性主要表现在两个方面，一是由于被复物(如种皮)对胚的障碍作用，二是由于胚内存在发芽抑制物质或缺乏发芽促进物质[15]。Bandyopadhyay等[17]报道，珍珠豆型花生除去种皮后，发芽率可提高52%～90%，可见种子的休眠主要受种皮调控；普通型花生在除去种皮后发芽率只能提高0～58%，表明其休眠还受到子叶和胚轴的调控。与休眠有关的胚内发芽抑制物目前已知的主要是乙烯。

花生种子中富含脂肪，油酸是花生油脂中重要的脂肪酸，占脂肪酸总量的39%～49%[18]。油酸含量高的花生(高油酸品种)，种子抗氧化能力强，储存能力强，其制品货架期长[19-20]。研究表明，种植老化的高油酸品种，荚果和籽仁产量没有明显降低[21]。

2.2 温度与水分

温度是影响花生种子活力及贮藏寿命的主要因素。花生种子萌发需要一定的温度。珍珠豆型和多粒型早熟小花生的萌发最低温度为12℃，普通型和龙生型晚熟大花生为15℃。在不同的温度下，萌发所需的时间不同，在25℃～37℃时发芽最为迅速，发芽率也高。超过37℃发芽速度下降[15]。高温能引起种皮结构的改变，提高透性，因而有解除休眠的作用。对发芽率为75%的新鲜珍珠豆型花生(B175)种子进行干热(50℃)处理5h，发芽率达100%。对休眠性强的普通型(D128)花生种子，新鲜花生种子发芽率为1.9%，经干热(50℃)处理24h后，发芽率也达100%[22]。李春娟等[23]研究表明，不同花生品种播前最佳预处理温度为38.1℃～47.2℃，超过最适温度，随温度升高种子活力逐渐降低直至失活。

花生种子的吸水量要达到本身重量的35%～40%才能萌动，到出苗时的吸水量相当于种子本身重量的4倍。幼苗发芽出土土壤水分应高于最大持水量的50%[15]。种子含水量是决定贮藏时间最主要因素之一，含水量低，贮藏寿命长。胡承莲等[24]研究表明，种子含水量耐贮程度排列顺序为2%>3%>1%>4.4%。

2.3 植物生长调节物质与营养元素

经多效唑或脱落酸处理后，种子萌发受抑制，发芽时间延缓，发芽率降低[25-26]。壳聚糖、哈茨木霉等生长调节物质能促进花生种子萌发。用壳聚糖(浓度7.5 mg/mL)处理花生种子，发芽率和发芽势分别提高14.4%和4.5%，脂肪酶活性、赤霉素和吲哚乙酸含量分别增加162.0%、80.0%和60.3%[27]。用6-苄氨基嘌呤预处理种子，能提高活力，降低可溶性蛋白及过氧化氢酶活性[28]。哈茨木霉处理种子，发芽时间提前，种子活力提高，相对电导率降低[29]。

用100～200 mg/L钼酸钠浸种，能显著提高花生种子发芽率，促进胚根生长[30]。施钙肥能提高低钙土壤中花生种子活力，促进萌发[31]。用适宜浓度的硝酸钙和青霉素单独或混合处理老化花生种子，能够提高种子的发芽率和发芽指数[32]。

2.4 有害物质

重金属、污染物及其他有害物质对花生种子萌发产生负面影响[33-36]。当溶液汞离子浓度达到5mg/L，镉离子浓度大于等于20 mg/L时，花生出苗率降低[33]。pH3.5及以下的酸雨能显著降低花生种子活力、胚根长度及发芽率[34]。适宜浓度(4～128mg/kg)的氯化三苯四氮唑(DTT)溶液可显著增加花生种子的生活力及活力指数，但对其发芽率及发芽指数均无显著影响[35]。

3 种子加工技术现状与存在问题

3.1 以简单的手工粗加工为主，种子质量差

目前我国花生多数种子来源于农户自留的普通荚果，种子的加工是来自农民简单的手工挑拣。即使是种子企业销售的种子，大多为荚果，其种源也来自生产者的手工挑选。企业只是将种植者拣好的种子进行简单包装后直接销售。由于挑拣过程质量标准存在较大差异，导致种子在生活力、出苗率、整齐度等方面存在较大差异，机械播种尤为明显。因此，常常是造成田间缺苗断垄和群体整齐度差的主要成因，据估计，每年由于种子质量差造成的产量损失达10%以上，高的达到20%，仅次于病虫害对产量造成的损失。

3.2 种子精深加工技术落后，成本高

近年来，国内部分企业开始尝试对种子进行脱壳、精选、包衣等深加工，并取得了较好的效果。种子深加工在减少运输成本、保障种子均匀度及活力、增加包衣剂功能及安全性、提高群体质量及新品种增产效果等方面显示了很大的优势。但由于目前加工水平较低，脱壳过程破碎率高、包衣过程种皮脱落等导致种子加工过程损耗大、成本高，提高了深加工种子的价格，令一般种植者望而生畏，市场竞争力不强。

3.3 种衣剂功能单调，种子包衣存在一定风险

在成分方面，目前我国种衣剂多数由杀虫、杀菌剂复合而成，主要用于防治病虫危害，而其他(如促进生长发育、抗旱保苗等)方面虽有些剂型，但多数功能单一，复合型的少。在实际生产中，由于用种衣剂包衣而引起的烂种时常发生，每年因种衣剂使用不当而造成烂种减产在某些地区或年份相当严重。其原因一是种衣剂原材料的选用和加工工艺不合理，二是农民拌种时技术不当[37]。

4 未来提高我国花生种子活力技术途径及加工技术的研发重点

4.1 研发和引进快速种子活力检测技术

种子活力检验是保证种子质量的基础，目前，种子活力检测主要分为生理生化测定(如四唑染色法)和物理特性测定法(如软X-射线测定法)。前者较为准确，但操作繁琐费时，后者准确度较差。因此，根据花生种子特点，研究花生快速种子活力检测技术很有必要。丹麦福斯电子公司和美国芝加哥种子仪器公司根据四唑染色原理研制出一种可快速测定种子活力的仪器(Vitascope)，小巧玲珑、使用方便、测定快速，在禾谷类作物、蔬菜等已广泛应用。可进一步探索在花生上的应用技术。

4.2 研究包衣条件下保持种子活力的贮藏条件

与传统种子带壳贮藏相比，花生种子脱壳包衣后种仁的环境发生了较大变化，一方面失去了果壳的保护作用，另一方面，种衣剂长时间与种仁接触，有可能引起种仁活力的改变，导致生活力下降，甚至丧失生命力。因此，应研究包衣种子保持活力的环境条件、活力衰减规律等，建立包衣种子保活贮藏技术。

4.3 研究适合我国品种特性的种子精深加工技术，实现种仁做种

目前，我国花生脱壳破碎率高，分级筛选达不到规格要求，种衣剂包衣脱皮等严重影响花生种子深加工的质量、效率和效益，是限制该产业发展的主要因素，研发适合我国花生品种特性的种子精深加工关键技术，实现种仁做种的产业化是当务之急。

4.4 研发复合型多功能种衣剂

在深入研究种子包衣后出苗慢的成因的基础上，通过物理(如低温预处理)、化学(如调节剂)等手段，解决种衣剂包衣出苗慢的问题，在此基础上实现种衣剂的多功能，精用量，高效率，无公害。

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Advances on Peanut Seed Aging and Its Processing Technologies

YU Tian-yi1, ZUO Shao-ling2, YU Fen3, FENG Hao1*, WU Zheng-feng1, WANG Cai-bin1

(1.Shandong Peanut Research Institute, Qingdao 266100, China; 2.Laixi Agr. Technology Extension Station, Laixi 266600, China; 3. Gaocun Agr. Comprehensive Service Center of Wendeng, Weihai 264408, China)

Peanut seed vigor is closely related to seed germination, seedling growth, stress resistance and yield formation. Seed with high vigor is the base of achieving high peanut yield. Appropriate processing is an important way to improve seed vigor. This paper reviewed the morphological and physiological characteristics during peanut seed aging, and the effect of seed vigor on germination and emergence of seed and growth and development of plant; discussed the influence factors of peanut seed vigor, including heredity, temperature, moisture, chemical input and so on; summarized current situation of peanut processing technologies and existing problem. The potential research areas and priorities on peanut seed vigor were: ① to develop and bring in rapid detection technology of seed vigor; ② to study storage conditions on vigor keeping of coated seed; ③ to investigate seed deep-processing technologies which suitable for characteristics of varieties in our country; ④ to research and develop compounded and multifunctional seed coating.

peanut; seed vigor; morphological characteristics; physiological characteristics; seed process technologies

10.14001/j.issn.1002-4093.2017.01.013

2017-02-16

山东省2015年度农业重大应用技术创新项目；山东省农业科学院创新基金项目(2014CXZ11-2，2014CXZ06-2)

于天一(1984-)，男，山东青岛人，山东省花生研究所助理研究员，博士，主要从事花生逆境生理生态研究。

*通讯作者：冯昊，男，山东济南人，硕士，主要从事花生栽培及生理研究。E-mail: ben0917@163.com

S565.2041; S330.3+1

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