水稻超干种子耐热性与应用探究

叶世青

（安远县农业和粮食局，江西安远342100；作者：ysqjg126．com）

水稻是世界上重要的粮食作物，全球半数以上人口以稻米为主食，也是我国主要栽培的作物之一。有关水稻超干种子耐藏性与应用等研究报道不少[1－4]，但是有关水稻超干种子耐热性与应用研究较少。针对这一情况，笔者对水稻超干种子的烘干方法、不同状态水稻种子耐高温干热能力及水稻超干种子保存方法进行了研究，并对水稻超干种子破除休眠、灭杀种传病害等方面进行了探索试验，以期掌握水稻超干种子耐热特性和应用技术。

1 材料与方法

1.1 种子状态分类及制备

鲜种子是指水稻成熟后刚收割，经去除杂质和秕粒后，但没有进行干燥处理的含水量在25%左右的种子；干种子是指鲜种子经干燥处理，使种子水分降至10%～13%的种子；超干种子是指干种子进一步干燥，使种子水分降至在5%～7%的种子；潮种子是指干种子在高湿环境吸潮后，使种子水分升至15%左右的种子；湿种子是指干种子在水中吸收水分，使种子水分升至25%左右的种子；露白种子是指干种子浸种处理后，经培育已破胸刚露出种根的种子。

相同试验每个水稻种子要求来源相同、质量一致。从江西安远水稻种植农户手中购买刚收割但没有进行过干燥处理的种子，并放在4℃气温的冰箱冷藏室作鲜种子；鲜种子在自然条件下晒干作干种子或从种子公司直接购买干种子；干种子在恒温干燥箱内先设置45℃烘6 h，后再在65℃烘12 h，经此处理成超干种子；干种子放在容器内的上层有网孔的隔板上，容器底部盛有少量清水，保持容器内湿度在95%左右，然后把容器放在30℃恒温干燥箱内吸潮10 d处理成潮种子；干种子放在容器内，加水浸没，并放在30℃恒温干燥箱内浸种6 h处理成湿种子；将湿种子装在布袋内，外包裹塑料膜但能透气不密封，后放在30℃种子培育箱内培育30 h处理成露白种子。

1.2 水稻超干种子的烘干方法筛选试验

1．2．1 试验材料

2014年8月从安远县欣山镇一户农民购买泰香稻、大禾谷收割1个月的干种子各2．0 kg。

1．2．2 试验设计

设6个处理：T1，种子在45℃干烘6 h；T2，种子在65℃干烘 12 h；T3，种子在 75℃干烘 3 h；T4，种子先在45℃干烘 6 h，后在 65℃条件下干烘 12 h；T5，种子先在45℃干烘6 h，后在75℃条件下干烘3 h；CK，不进行处理，直接测定种子水分和发芽率。每个处理3次重复

1．2．3 试验方法

按1．1方法制备好干种子、潮种子。从预备好的种子材料中取30 g装在网袋内，挂牌登记放在恒温干燥箱内按设计处理温度和时间进行烘干处理。处理时间到后马上取出，并立即放在干燥器内冷却30 min后进行种子水分和发芽率测定。

1．2．4 种子水分和发芽率测定

烘干处理后的种子按GB/T3543－1995《农作物种子检验规程》[5]的方法进行种子水分和发芽率测定。水分采用高温烘干法，在130℃～133℃条件下烘1 h后计算水分[种子水分=（样品及铝盒的烘前质量－样品及铝盒的烘后质量）/（样品及铝盒的烘前质量-铝盒的质量）×100]。发芽率重复测4次，每次取100粒种子置于培养盒纸床上，后置于温度为30℃的种子发芽培养箱中做发芽试验，14 d后计算发芽率（种子发芽率=正常幼苗/供检种子数×100）。

1.3 不同种子状态耐高温干热能力试验

2014年7月从安远县欣山镇一户农民购买泰香稻、大禾谷2个品种刚收割早稻的鲜种子各15 kg。

1.3.1 试验设计

参试材料为泰香稻、大禾谷种子。种子状态分别为超干种子、干种子、潮种子、湿种子、鲜种子、露白种子；处理温度设置 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃、95℃和105℃8个水平。共96个处理，每个处理重复3次。每个处理烘干时间均为24 h。

1.3.2 试验方法

按1.1方法制备好2个品种各状态种子，按设计温度分8个批次分别从制备好的种子中取30 g装在网袋内，挂牌登记，后立即放入已加热到设定处理温度的恒温干燥箱内进行高温干热处理24 h，后立即进行种子发芽率测定。

1.3.3 种子发芽率测定

方法参照1.2.4。

1.4 超干种子耐受高温程度对比试验

1.4.1 试验材料

2014年11月从安远县欣山镇一户农民购买2014年7月生产的泰香稻、大禾谷2个品种干种子各15 kg。

1.4.2 试验设计

参试材料为泰香稻、大禾谷种子。种子状态设置超干种子、干种子2个水平，处理温度设置55℃、65℃、75℃、85℃、95℃、105℃ 6个水平，处理时间设置6 h、24 h、48 h、72 h、96 h 5个水平。共 120个处理，每个处理3次重复。

1.4.3 试验方法

按设计处理温度将处理种子分6个批次在恒温干燥箱内进行高温干热处理，将该处理温度的5个处理时间，2个水稻品种的2种种子状态计20个处理作为同一批次；每个处理分别从制备好的种子材料中取30 g，装在网袋内并挂牌登记，然后立即放入已加热到设计处理温度的恒温干燥箱内，当箱内温度稳定在处理温度±2℃开始计算时间。时间到达规定处理时间时取出参试种子放在盘中冷却，后立即进行发芽率测定。

1.4.4 发芽率测定

方法参照1.2.4。

1.5 水稻超干种子耐贮藏效果试验

1.5.1 试验材料

2015年9月从安远县欣山镇一户农民手中购买2015年7月生产的泰香稻、大禾谷2个水稻种子各15 kg。

1.5.2 试验设计

设5个处理：A1，制备超干种子后立即装入广口玻璃瓶，盖好瓶盖，用凡士林密封，不透气贮藏2年；A2，制备超干种子立即装入广口瓶内，盖好瓶盖（能透气）贮藏2年；A3，超干种子制备后立即装在纸质档案袋内，封口贮藏 2年；CK1，干种子不进行任何处理，立即测定种子水分、发芽率、活虫密度、虫蛀率；CK2，干种子装在纸质档案袋内封口贮藏2年。

1.5.3 试验方法

每个品种随机抽样品15 kg种子用分样器均匀分成3份，每份作为1个重复。每个重复再用分样器均匀分成5份作5个处理。CK1的干种子直接测定各检测项目；CK2的干种子分别直接装在3个纸质档案袋内后封口并贴标签；A1、A2、A3：干种子分别装在布袋内，挂牌登记，并放在恒温干燥箱内先设置45℃烘6 h后设置75℃烘3 h得到超干种子，后立即分别装在广口瓶内或纸质档案袋内按处理设计要求制备好各处理并贴标签，然后把 A1、A2、A3、CK2放在室内木架上自然条件下贮藏2年后于2017年9月对A1、A2、A3、CK2等4个处理的种子立即进行活虫密度测定，再从检测活虫密度后的种子中立即抽取样品进行种子水分、发芽率、虫蛀率测定。每个处理3次重复。

1.5.4 水分、发芽率、虫蛀率测定

种子水分、发芽率测定方法参照1.2.4；活虫密度测定：用种子害虫套筛分别把各处理全部种子过筛，分别查找出玉米象、麦蛾、谷蠹等害虫的活成虫数和活幼虫数，活虫密度（头/kg）=（活成虫数+活幼虫数）/所检样品总重量（kg）；虫蛀率测定：各处理随机抽取30 g种子样品计算种子总粒数，1粒种子凡是发现谷壳被害虫咬成一个虫眼或几个虫眼或看谷壳无虫眼剥开谷壳看米粒有虫蛀痕迹都算1粒虫蛀粒，虫蛀率（%）=虫蛀粒数/所检种子总粒数×100。

1.6 利用水稻超干种子耐热性破除种子休眠试验

1.6.1 试验材料

2017年7月从安远县欣山镇一户农民购买刚收割的泰籼禾、新香稻、科辐稻、早糯白等地方常规水稻干种子各2 kg，这4个品种均具有休眠性。

表1 2个品种2种状态种子在不同烘干方法处理后的种子水分和发芽率比较 （%）

1.6.2 试验设计

试验设5个处理：B1，超干种子在75℃干烘12 h；B2，超干种子在75℃干烘24 h；B3，超干种子在85℃干烘12 h；B4超干种子在85℃干烘24 h；CK，不进行处理直接进行发芽率试验。每个处理3次重复。

1.6.3 试验方法

从试验样品种子中随机抽取30 g装在网袋内并挂牌登记，再将其他种子放入恒温箱内，先在45℃条件下烘6 h，再在65℃条件下烘12 h得到超干种子，然后立即把恒温干燥箱的温度重新设置在设计温度，当箱内温度达到并稳定在设计温度±2℃时开始计算时间。处理时间到达后立即取出种子放在托盘上冷却，后马上测定种子发芽率。

1.6.4 发芽率测定

方法参照1.2.4。

1.7 利用水稻超干种子耐热性灭种传病害田间试验

1.7.1 试验材料

2015—2017年进行试验，以中优39、两优培九、新两优6380、欣两优254等15个杂交水稻组合为材料。

1.7.2 试验设计

在安远县欣山镇选择3户农民的早、中、晚稻进行32次田间对比试验。每次试验设计2个处理：①用水稻超干种子进行高温干热处理，然后单独浸种、催芽、播种，于秧田鉴定种传病害；②CK，用干种子直接浸种、催芽、播种，于秧田鉴定种传病害。

1.7.3 试验方法

对承担试验农民的每个品种在种子浸种前均匀分成2份，将其中1份干种子放在恒温箱内（可自制恒温箱），先45℃烘6 h后65℃烘12 h得到超干种子，再设置85℃干烘24 h进行高温干热灭杀种传病害，种子取出冷却后装在容器内加水浸没放在恒温箱内设置30℃浸种12 h，倒水把种子装在透气布袋内继续放在30℃恒温箱培育48 h露出根芽，然后在湿润秧田进行播种育秧。另1份干种子直接在恒温箱进行浸种催芽后在湿润秧田进行播种育秧。2个处理播种在同一块秧田内，不同处理间筑小田埂确保单灌单排。施肥打药等措施相同，只打防虫害农药，不打防治病害农药。

1.7.4 发病率及病害防效测定

在移栽前对2个处理进行仔细检查，发现秧苗感染苗瘟、恶苗病或细菌性褐条病，用铁线围成直径40 cm的圆圈随机套取5处秧苗进行调查总株数（同一粒种苗主茎及分蘖只算1株），同一粒种苗的主茎或分蘖上发现感染病症如1个病斑或较多病斑只算1株发病。发病率（%）=发病株数/调查总株数×100；病害防效（%）=（对照发病率-处理发病率）/对照发病率×100。

2 结果与分析

2.1 水稻超干种子适宜烘干方法

由表1可知，5种烘干处理后的种子水分都比对照极显著降低，T2～T5能使2个品种2种状态种子的水分烘干至超干种子水分要求；T4、T5处理还能使这2个品种的潮种子烘干至超干种子水分要求。

由表1可知，5种烘干处理方法对2个品种干种子的发芽率影响不大，与CK相比差异不显著；而对2个品种潮种子的发芽率存在较大影响，潮种子经T2和T3处理后，其发芽率与CK相比极显著降低，其他3种处理与CK相比差异不显著。

由此可见，先低温后高温的两段烘干方法是水稻超干种子制备比较安全的方法，即在45℃左右温度烘6 h，然后在65℃左右烘12 h或在75℃左右烘3 h，能使种子水分降至5%～7%，且保证种子发芽率不下降。

2.2 水稻超干种子耐高温干热能力

从表2可知，不同状态种子耐受高温干热能力存在极显著差异，从强到弱依次为超干种子＞干种子＞潮种子＞鲜种子＞湿种子＞露白种子；在处理24 h条件下，种子发芽率没有发生明显下降2个品种所能耐受相对高温，超干种子是95℃，干种子是75℃，潮种子大禾谷是65℃、泰香稻是55℃，鲜种子是55℃，湿种子大禾谷是55℃、泰香稻是45℃，露白种子大禾谷是45℃、泰香稻是35℃。

表2 2个品种6种状态种子在不同处理温度干烘24 h后的发芽率比较 （%）

表3 2个品种超干种子和干种子在高温烘干后的发芽率比较 （%）

表4 不同处理水稻种子的活虫密度、虫蛀率、水分、发芽率比较

从表3可知，2个品种的超干种子和干种子在高温干热处理下的发芽率存在极显著差异。相同处理时间条件下，超干种子耐受处理温度比干种子更高，如在处理6 h条件下，种子发芽率没有发生明显下降，2个品种超干种子耐受相对高温泰香稻是95℃、大禾谷是105℃，而2个品种干种子耐受相对高温是75℃。在相同处理温度条件下，超干种子所耐受处理时间比干种子更长，如在85℃处理条件，超干种子在96 h处理下发芽率泰香稻是87%、大禾谷是92%，而干种子在6 h处理下发芽率泰香稻是0、大禾谷是60%。2个品种间，大禾谷超干种子耐受高温干热能力比泰香稻强。

2.3 超干种子应用效果

2.3.1 超干种子耐贮藏效果

从表4可知，不同处理的活虫密度、虫蛀率、水分、发芽率存在极显著差异。A1处理未发现种子害虫，种子水分仍然保持较低水平，其种子虫蛀率和发芽率与CK1相比没有显著差异，与CK2相比虫蛀率极显著降低而发芽率极显著提高。A2处理未发现种子害虫，虫蛀率与CK1相比没有显著差异、比CK2极显著降低，种子发芽率比CK1极显著下降、比CK2极显著提高。但因广口瓶能透气，在种子平衡水分原理作用下，超干种子吸潮后种子水分明显升高[6]。因此A2处理的种子含水量与CK2差异不大。A3处理活虫密度和虫蛀率比CK1极显著提高，种子发芽率比CK1极显著下降。由此可见，水稻超干种子在密封不透气不被种子害虫入侵条件下，可以贮藏2年且保持较高的种子发芽率。

表5 休眠水稻品种超干种子在高温干热处理后的发芽率 （%）

2．3．2 利用水稻超干种子耐热性破除种子休眠效果

由表5可知，4个水稻品种超干种子在高温干热处理后都能破除其种子休眠性，提高种子发芽率。4个水稻品种的休眠程度存在极显著差异，破除种子休眠效果也存在极显著差异，其中，泰籼禾休眠程度较轻，4种处理后的种子发芽率差异不显著，而且每种处理后的发芽率都比中重度休眠品种高；其他3个品种属于中重度休眠，每个品种在4种处理后的发芽率存在极显著差异，在不伤害种子情况下，相同处理温度，随处理时间延长更能显著破除种子休眠；相同处理时间，随处理温度升高更能显著破除种子休眠。休眠重的籼稻品种在不伤害种子情况下，处理温度高和处理时间长破除种子休眠效果更好，如85℃处理24 h对籼稻中重度休眠超干种子进行高温干热处理比75℃处理12 h效果更明显。

2．3．3 利用水稻超干种子耐热性灭杀种传病害效果

从表6可知，高温干热处理水稻超干种子对防治种传病害效果明显，其中，苗瘟效果达到56．3%～75．5%，恶苗病防治效果达到 84．9%～100%，细菌性褐条病防治效果达到68．4%～100%。

3 结论与讨论

水稻超干种子指种子含水量在5%～7%的种子。水稻干种子在室内贮藏，由于种子平衡水分作用，为适应环境其水分一般保持在11．5%～13．5%范围内[6]。水稻种子属于淀粉类种子，其主要成分淀粉是一种亲水物质，用自然晒干方法很难将它的含水量降到足够低以得到超干种子，因此，需要采取高温烘干法。实际如果知道种子水分在13．0%的标准水分以内，可采用一段烘干法即在65℃干烘12 h或在75℃干烘3 h使种子水分下降到5%～7%，但对含水量较高（15%左右）的种子用一段烘干法则不安全，可以采用“两段法”即先低温后高温的办法，先在45℃干烘6 h，后在65℃干烘12 h或在75℃干烘3 h就能使水稻干种子及潮种子变成超干种子。大量种子采用两段烘干法进行超干处理实际烘干时间如果更长其效果更好。

不同品种、不同状态种子其耐受高温干热能力不同[7－8]。本研究结果表明，耐受高温干热能力从强到弱依次为超干种子＞干种子＞潮种子＞鲜种子＞湿种子＞露白种子。2个品种超干种子在55℃～85℃干热处理6～96 h条件下发芽率都没有明显下降，大禾谷品种超干种子在处理时间为6 h能耐受的高温是105℃。超干种子耐高温干热能力的机理有待今后进一步探索。

种子害虫是指危害种子的昆虫，水稻种子在贮藏过程中都会发生玉米象、麦蛾、谷蠹等害虫的危害，而其致死温度为60℃～65℃[9－10]。水稻超干种子制备后已将种子害虫全部灭杀，水分降低在7%以内，立即用害虫咬不破材料密封包装，能有效防止外面的空气、水分和害虫入侵，这样既能长时间储存，也能保证种子发芽率无明显下降[1]。

水稻种子特别是新收种子普遍存在休眠现象[11]。目前常用双氧水、赤霉素、硝酸钾等激素和化学药剂处理种子，破除种子休眠[12－13]，但无利用水稻超干种子耐热性破除种子休眠的报道。本研究表明，轻度休眠的籼稻超干种子在75℃～85℃干热处理12～24 h都能破除种子休眠，而对重度休眠的籼稻超干种子采用85℃干热处理24 h更有效。本次试验所采用材料都是籼稻种子，但此方法是否能有效破除粳稻种子休眠有待今后进一步研究。

种子都会带有多种病菌虫体，甚至是检疫性病虫害[14]，农民多数采用农药浸种消毒灭杀种传病虫害[15]。有研究表明，种子所带的病虫源在75℃～85℃干热处理24～48 h 可达到灭杀效果[16－18]；但在 75℃～85℃干热处理24～48 h，干种子的种子活力会严重丧失，失去种用价值，而超干种子的种子活力无明显伤害，仍能保持原种用价值[8]。本试验结果表明，高温干热灭杀处理预防水稻秧苗的苗瘟、恶苗病、细菌性褐条病等效果明显。