高温处理对不同状态水稻种子发芽率的影响

叶世青

（安远县农业和粮食局，江西安远342100；作者：ysqjg@126.com）

高温处理对不同状态水稻种子发芽率的影响

叶世青

（安远县农业和粮食局，江西安远342100；作者：ysqjg@126.com）

以2个早籼稻品种的超干种子、干种子、鲜种子、湿种子、露白种子为材料，研究了高温处理对不同状态水稻种子发芽率的影响。结果表明，水稻不同种子状态耐受高温能力存在极显著差异，从强到弱依次为超干种子＞干种子＞鲜种子＞湿种子＞露白种子；水温对种子发芽率的影响比气温更显著；处理温度超过一定范围，发芽率随着温度升高和时间延长极显著下降；不同品种高温处理后的种子发芽率表现相同规律趋势，但也存在极显著个体差异；种子水分制约种子耐受高温能力，种子水分含量越高，耐受高温能力越弱。

水稻；种子；发芽率；高温

水稻是世界上重要的粮食作物，也是我国主要的栽培作物。在水稻生产实践中，会对刚收获种子进行加温干燥处理[1]，也会在播种前对种子进行晒种、高温消毒，然后用温水浸种，高温破胸催芽再播种。但农民在这些方面还存在许多认识误区，认为刚收的种子可以像粮食一样曝晒干燥，认为用热水烫种消毒、高温破胸催芽时温度越高越有利，认为湿种子和干种子耐受高温的能力一样，这些错误认识会导致对种子处理不当，特别是高温处理方法不当会伤害种子，致使种子发芽率下降，甚至播种后种子不能正常出苗，给水稻生产带来重大损失。基于此，要科学进行种子高温处理，达到既可以灭杀种源病虫害，又可以提高种子发芽率，保证水稻种子活力[2]。关于水稻种子活力的研究国内有不少报道[3-8]，研究方法较多采用种子浸泡液电导率和高温高湿加速老化试验测定种子活力。影响种子活力因素复杂，有遗传、生态环境、生产加工贮藏等因素[9-12]。笔者根据当地水稻生产实际情况，以2个籼稻品种的超干种子、干种子、鲜种子、湿种子、露白种子为材料，进行高温处理，然后测定其发芽率并进行比较分析，旨在探讨不同因素对水稻种子发芽率的影响规律。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选用江西安远无休眠性的地方早籼常规品种泰香稻和大禾谷2个品种为材料，种子取自安远县欣山镇濂江村一种粮农户于2016年7月收获的早稻。

材料准备：每个品种从刚收割脱粒稻谷中，经精选除去秕粒杂质后称取15 kg，然后从中称取种子3 kg作鲜种子材料放在冰箱冷藏，其余种子在太阳下自然晒干后贮藏在干燥器内待用，然后高温处理成超干种子、干种子、湿种子和露白种子。鲜种子是指刚收割脱粒没有经过干燥而含水量较高的种子；干种子指收割脱粒的种子经过太阳自然晒干的种子，种子水分降至10%～13%范围内；超干种子指干种子在恒温干燥箱用60℃烘24 h，水分降至5%～7%之间的种子；湿种子指干种子在30℃水温浸种12 h成为含水量在30%左右的种子；露白种子是指经过浸种处理的干种子在种子发芽培育箱内于30℃条件下培育40 h已破胸露根的种子。试验主要仪器有恒温干燥箱、种子发芽培育箱、分析天平。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验设置种子状态、温度形式、处理时间、处理温度4个因素。种子状态设超干种子、干种子、鲜种子、湿种子、露白种子5个水平，温度形式设水温和气温2个水平，处理时间设 10 min、60 min、360 min 3 个水平，处理温度设 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃ 6个水平。试验设3次重复。

1.2.2 试验高温处理

将超干种子、干种子、鲜种子、湿种子、露白种子作一批次分气温或水温按照设计处理时间和温度分别在恒温干燥箱进行高温处理。在进行高温处理前需先进行材料预备，如露白种子必须经浸种催芽。先在恒温干燥箱内放1只1 000 mL的烧杯（气温指烧杯内无水时的温度，水温指烧杯内500 mL水的温度），并在杯内放1支温度计，将恒温干燥箱的温度设置成比处理温度高5℃的温度，当气温比处理温度高4℃（而水温比处理温度高2℃），把已准备好的400粒种子放入烧杯中，然后将杯中的温度稳定在处理温度±2℃之间，开始计算时间，恒温干燥箱的温度重新设置成处理温度，烧杯内实测温度控制在处理温度±2℃，到达处理时间后立即取出烧杯中的种子放在托盘中冷却，然后立即进行发芽率测定。

表1 高温处理不同种子状态平均发芽率测定结果 （%）

1.2.3 发芽率测定

高温处理后的种子参照GB/T3543-1995.4《农作物种子检验规程》[13]有关标准进行发芽试验，4次重复，14 d后计算发芽率。发芽率=正常幼苗/供检种子数×100。

1.2.4 种子水分测定

每种种子状态的材料预备后要进行高温处理前取出部分种子按照GB/T3543-1995.6《农作物检验规程》[13]有关标准进行种子水分烘干测定，2次重复。超干种子、干种子采用高温烘干法，在130℃～133℃条件下烘1 h后计算种子含水量，种子水分=（样品及铝盒烘前的质量-样品及铝盒烘后的质量）/（样品及铝盒烘前的质量-铝盒的质量）×100。鲜种子、湿种子、露白种子第1次种子水分测定采用103℃烘30 min预先烘干，第2次种子水分测定采用高温烘干130℃～133℃烘1 h后计算水分，种子水分=第1次种子水分+第2次种子水分-（第1次种子水分×第2次种子水分）/100。1.2.5 数据处理

所得试验数据采用SPSS 19.0和Excel进行统计分析，并对不同的处理因素进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 高温处理对不同状态种子发芽率的影响

图1 不同状态种子安全发芽耐受相对最高温度

表2 不同状态种子的种子发芽率的平均数、显著性、标准差及变异系数 （%）

表3 不同温度形式的种子发芽率的平均数、显著性、标准差及变异系数 （%）

从表1可见，在相同温度形式、相同处理时间条件下不同状态种子受高温处理能安全发芽的最高耐受温度存在差异，如在气温处理360 min，超干种子是85℃，干种子是75℃，鲜种子和湿种子是55℃，露白种子是45℃，说明超干种子耐受处理温度最高，露白种子耐受处理温度最低。在相同温度形式、相同处理温度、相同处理时间条件下不同状态种子在高温处理后的发芽率存在差异，如在气温75℃处理10 min，2个品种超干种子的发芽率分别是90%和92%，干种子的发芽率分别是88%和92%，鲜种子的发芽率分别是30%和82%，湿种子的发芽率分别是10%和39%，露白种子的发芽率均为0，说明超干种子耐受高温后发芽能力最强，露白种子耐受高温后发芽能力最弱。相同温度形式、相同处理温度条件下不同状态种子耐受高温处理时间存在差异，如在气温85℃条件下，超干种子处理360 min 2个品种的发芽率分别是88%和91%，干种子处理60 min 2个品种的发芽率分别是38%和61%，鲜种子、湿种子、露白种子处理10 min后的发芽率均为0；又如在气温65℃条件下，超干种子处理360 min 2个品种的发芽率分别是90%和94%，湿种子处理10 min 2个品种的发芽率分别是78%和90%，露白种子处理10 min 2个品种的发芽率分别是15%和58%，说明超干种子耐受高温处理时间最长，露白种子耐受高温处理时间最短。

如图1所示，在相同温度形式、相同时间处理条件下，超干种子安全发芽耐受温度最高，而露白种子耐受温度最小。

从表2可知，超干种子发芽率与干种子发芽率相比有差异但不显著，而超干种子和干种子发芽率与鲜种子、湿种子、露白种子的发芽率相比差异极显著，且鲜种子、湿种子和露白种子的发芽率相互间存在极显著差异。从变异系数看，超干种子（0.5686）＜干种子（0.5898）＜鲜种子（0.7494）＜湿种子（0.8998）＜露白种子（1.2328），说明超干种子的发芽率受高温处理影响小，露白种子的发芽率受高温处理影响大。

可见，水稻不同状态种子的发芽率耐受高温能力有极显著差异，表现为超干种子＞干种子＞鲜种子＞湿种子＞露白种子，即超干种子耐受高温能力最强，露白种子耐受高温能力最弱。

2.2 温度形式对种子发芽率的影响

从表1可见，在相同种子状态、相同处理时间和相同处理温度条件下，水温比气温处理更易使种子发芽率下降，如干种子在水温65℃处理60 min后，2个品种的发芽率均为0，而在气温下分别是89%和92%；湿种子在水温为55℃处理60 min后，2个品种的发芽率分别是34%和66%，而气温处理后分别是88%和90%。在相同种子状态、相同处理时间条件下，水温比气温处对种子发芽率影响更大，干种子在水温65℃处理60 min，2个品种的种子发芽率均为0，而在气温75℃处理60 min还有90%；超干种子在水温55℃处理360 min，2个品种的种子发芽率分别为12%和18%，而在气温85℃处理360 min分别还有88%和91%。在相同种子状态、相同处理温度条件下，水温比气温能在更短时间内使种子发芽率下降，湿种子在55℃水温处理60 min，2个品种的种子发芽率分别是34%和66%，而相同温度条件下气温处理360 min分别还有89%和93%；干种子在75℃处理下，2个品种的发芽率在水温处理10 min均为0，而在气温处理360 min分别还有89%和91%。

表4 不同高温处理时间的种子发芽率的平均数、显著性、标准差及变异系数 （%）

表5 不同处理温度种子发芽率的平均数、显著性、标准差及变异系数 （%）

如图1所示，在相同种子状态、相同处理时间条件下，各种子能安全发芽耐受的相对最高温度气温处理要比水温处理高。

从表3可见，气温处理和水温处理对种子发芽率的影响差异极显著。从变异系数看，气温处理变异系数（0.5500）＜水温处理变异系数（1.0827），说明气温处理对水稻种子发芽率影响小且较稳定，水温处理对水稻种子发芽率影响大。

2.3 处理时间对种子发芽率受的影响

从表1可见，干种子在水温35℃～45℃范围内处理10 min、60 min、360 min，2个品种的发芽率分别在87%～91%和90%～93%之间，种子发芽率无显著差异，但当水温升高到55℃时，2个品种的发芽率在处理10 min时分别是89%和90%，而在处理360 min后则分别下降为8%和16%。鲜种子在气温35℃～55℃范围内处理10 min、60 min、360 min，2个品种的发芽率分别在88%～90%和90%～93%之间，种子发芽率无显著差异，但当气温升高到65℃时，2个品种的发芽率在处理10 min后分别是88%和91%，而在处理360 min后分别下降为64%和72%。

如图1所示，不论是水温处理还是气温处理，处理时间短，种子安全发芽能耐受的最高温度相对较高；处理时间长，种子安全发芽能耐受的最高温度相对较低。

从表4可见，不同处理时间对种子发芽的影响差异达极显著水平且变异系数表现为处理时间10 min（0.6701）＜处理时间 60 min（0.8002）＜处理时间 360 min（0.9224），说明随着处理时间的延长变异系数在增大，短时间（10 min）高温处理对水稻种子发芽率影响小，长时间高温处理对水稻种子发芽影响大。

2.4 处理温度对种子发芽率的影响

从表1可见，鲜种子在气温为35℃～65℃范围内处理10 min，2个品种的发芽率分别在88%～90%和90%～92%之间，各处理差异不显著，但当温度升高至75℃，2个品种的发芽率分别下降为30%和82%，温度升高至85℃，2个品种发芽率为0。干种子在水温35℃～45℃范围内处理360 min，2个品种的发芽率分别在87%～90%和90～92%之间，差异不显著，当温度升高至55℃，2个品种的发芽率分别下降为8%和16%，温度升高至65℃，2个品种发芽率均为0。

从表1可知，处理温度分为温和段、温敏段、温失段[14]。温和段是指特定处理条件下即在特定种子状态和温度形式下，高温处理时间相对较宽，如处理10 min、60 min、360 min的发芽率无显著下降的处理温度范围，鲜种子在气温处理的温和段是35℃～55℃，处理时间10 min、60 min、360 min 2个品种发芽率分别在88%～90%和90%～93%之间，处理间差异不显著。温敏段指特定处理条件下，必须严格掌握处理时间和处理温度，处理温度高，处理时间要短，就不会使种子发芽率显著下降的处理温度范围，鲜种子在气温处理的温敏段范围是55℃～65℃，处理温度65℃、处理时间在60 min发芽率就不会显著下降，而处理时间在360 min，2个品种发芽率会显著下降至64%和72%。温失段指在特定处理条件下，短时高温处理就会使种子发芽率极显著下降的温度范围，鲜种子在气温处理的温失段是≥75℃，2个品种在此气温下处理10 min发芽率分别下降至30%和82%。温和段是高温处理安全温度，温敏段是高温处理临界敏感温度，而温失段是非安全温度。

从表5可见，35℃和45℃处理温度的种子发芽率有差异，但不显著，其余处理温度之间种子的发芽率差异极显著；从变异系数看，35℃处理（0.0174）＜45℃处理（0.1048）＜55℃处理（0.5416）＜65℃处理（1.0353）＜75℃处理（1.7223）＜85℃处理（2.0943），说明随着处理温度升高，变异系数增大，对水稻种子的发芽率影响增大；水稻种子发芽率在低温度处理时差异小，高温度处理差异大，种子发芽率下降快。

表6 不同品种种子发芽率的平均数、显著性、标准差及变异系数（%）

表7 不同状态种子高温处理前种子水分测定结果（%）

表8 处理时间温度及种子水分与种子发芽率相关系数

2.5 不同品种种子发芽率

从表1可见，超干种子在气温35℃～85℃条件下处理360 min，2个品种发芽率下降不显著，但品种间存在差异，泰香稻发芽率为88%～91%，而大禾谷发芽率为90%～94%。鲜种子在气温35℃～55℃条件下处理360 min，2个品种发芽率下降不显著；但当温度上升到65℃，2个品种发芽率同时下降，下降幅度品种间存在差异，泰香稻下降至64%，大禾谷下降至72%；温度上升至75℃，2个品种发芽率均为0。干种子在水温35℃～55℃条件下处理10 min，2个品种发芽率下降不显著。但当温度上升至65℃，泰香稻发芽率下降至62%，大禾谷发芽率为91%；温度上升至75℃，2个品种发芽率均为0。

从表6可见，2个品种间种子发芽率差异极显著；从变异系数看，泰香稻（0.8206）＞大禾谷（0.7654），说明泰香稻种子发芽率受高温的影响要比大禾谷大。

2.6 种子水分对种子发芽率的影响

从表7可知，2个品种同一状态种子含水量差异小，差异在0.2%～2.2%之间；而不同状态种子所含水分差异大，超干种子为5.9%、干种子为11.2%、湿种子为29.9%、鲜种子为34.6%、露白种子为35.3%。结合表7、表1结果可知，超干种子含水量最低，其耐受高温能力最强，露白种子含水量最高，其耐受高温能力最弱；不同状态种子发芽耐受高温的程度差异极显著，如在气温处理360 min条件下，超干种子安全发芽耐受相对最高温度是85℃，干种子是75℃，湿种子是55℃。

2.7 高温处理相关性分析

从表8可以得出，处理时间、处理温度、种子含水量与种子发芽率间存在着极显著负相关，处理时间越长、处理温度越高和种子含水量越大，种子发芽率下降越快。

3 讨论

农作物种子在加温干燥过程中有一个基本要求，即必须保证种子的活力不受到损害，在此前提下，需尽快将水分降低到安全标准以下，以便贮藏到播种期或更长时间而仍有旺盛的发芽力，这是粮食干燥和种子干燥的根本区别[1]。本试验结果表明，刚收获水稻是鲜种子，鲜种子含水量高达34.6%，在气温65℃条件下烘干不安全，在气温45℃～55℃之间烘干比较安全。刚收获种子要在晒场晒干，严禁像食用稻谷一样在夏季炎热阳光下暴晒，晒场的温度应控制在55℃以内；用烘干机烘干水稻种子，开始由于种子含水量高，烘干温度应控制在45℃～50℃之间，等含水量下降到18%以下，温度可升到50℃～55℃继续烘，直至水分降到安全贮藏水分（13%）以下。播种前的水稻种子要晒种消毒，可以把种子先在上午较低温度条件下晒4 h左右，然后在较高温度的中午和下午继续再晒6 h左右，既可以杀死附在种子表面的病虫源，起消毒作用，又不会损伤种子，影响发芽率。不宜直接将种子在中午高温炎热条件下暴晒。

农民多采用药剂浸种、晒种、热水烫种等办法对种子进行消毒，而较少采用高温消毒，主要原因是由于相关技术不易掌握，稍不注意就会导致种子发芽率下降。种子高温消毒首先要选择合适的种子状态，超干种子、干种子、湿种子可以采用高温消毒，露白种子耐高温能力差，不宜采用高温消毒。其次选择合适的处理温度形式。温度形式有两种：一种是采用干热消毒，把种子放在恒温干燥箱通过气温加热消毒，超干种子、干种子、湿种子可以采用干热消毒；另一种是湿热消毒，即把种子放在温度恒定的热水中消毒，干种子可采用湿热消毒。选择合适的处理温度和时间，这点特别关键。干种子在65℃热水中烫种10 min进行湿热消毒或湿种子在65℃气温进行干热消毒10 min，都会使种子发芽率严重下降。因此，进行种子高温消毒时，一定要把握各种子状态在水温或气温处理的温和段、温敏段和温失段范围，确保种子安全发芽。据本次试验结果，超干种子耐高温能力最强，进行干热消毒最安全有效[16-18]。超干种子干热高温消毒具体办法是：播种前把干种子放在45℃恒温干燥箱烘4～6 h，使种子水分降至安全标准水分（13%）以内；然后把恒温干燥箱温度设置成60℃，继续烘 18～20 h，使种子水分降到 5%～7%；最后恒温干燥箱设置成80℃～85℃气温烘6～10 h，或设置成75℃～80℃气温烘24 h，这样可以有效杀灭种源病虫害，还能保持种子活力不下降。超干种子耐高温能力机理值得今后进一步探讨研究。

水稻播种前一般要先经过科学浸种、高温破胸催芽，然后播种。在生产实践中，笔者常发现农民存在以下操作问题：用超过55℃的温水浸种，且时间超过6 h；把种子放在锅中加热高温破胸，在操作过程中易使处理温度超过65℃且时间超过10 min；催芽时用超过45℃的热水浸露白种子达1 h以上。这些操作都会伤害种子，使种子发芽率显著下降，甚至为0。本试验表明，干种子在55℃水温浸种6 h，湿种子在65℃气温处理10 min，露白种子在45℃水温浸种1 h都会使发芽率严重下降。基于此，浸种的水温不宜超过35℃，如浸种温度高则浸种时间要短，春季浸种水温是15℃、浸种时间需24 h，夏季浸种的水温是30℃、浸种时间只要12 h；高温破胸处理气温不要超过45℃，应控制在33℃～38℃之间，处理时间在30 h左右，这样会比较安全；破胸后成为露白种子，由于露白种子耐高温能力最弱，催芽气温应控制在25℃左右，在此温度下再培育24 h左右就可以播种。

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Effects of High Temperature on Germination Rate of Rice Seed

YE Shiqing
（Anyuan County Agriculture and Food Bureau,Anyuan,Jiangxi 342100,China;Author:ysqjg@126.com）

The effects of high temperature on germination rate of rice seed were studied,using the ultra dry seeds,dry seed,fresh seed,wet seed,white seed of two early indica rice varieties as materials.The results showed that there were significant differences in high temperature tolerance ability of ultra dry seeds,dry seeds,fresh seeds,wet seeds and white seeds,performance for ultra dry seeds＞dry seeds＞fresh seeds＞wet seeds＞white seeds.The effects of water temperature on germination rate was more significant than temperature.The germination rate was decreased with the increase of treatment temperature and treatment time significantly in a certain range.The seed germination rate of different rice showed the same trend after temperature treatment,but there were also significant individual differences.The seed moisture content restricts the ability of high temperature resistence,the higher the moisture content of seeds,the weaker the resistance to heat.

rice;seed;germination rate;high temperature

S511.041

A

1006-8082（2017）06-0047-06

2017－08－12