一种简易的种子体积测量方法

2020-10-22陈纯洁曹怡玲杨静美崔华威

种子 2020年9期

庄赟，陈纯洁，曹怡玲，杨静美，陶飞，崔华威

(1.仲恺农业工程学院农业与生物学院，广州 5102252； 2.云南大学信息学院，昆明 650000)

种子体积是衡量种子质量的重要指标，是种子的主要数量性状之一。种子大小是影响作物产量的关键因素，并且在植物进化适应过程中也起到至关重要的作用[1]，种子体积大小对种子的萌发率、出苗率、根系生长等都有深远影响[2-3]，同时对幼苗、植株等生长发育也有较大影响[4-7]。快速简便地测定种子体积对种子检验及农业生产具有重要意义。目前常用的种子体积测量方法有：估算法[8]、液差法[9-12]和排沙法[13,14]。但是，估算法是通过种子长、宽、厚粗略估计种子体积，误差较大；液差法通过排开液体体积得出种子体积；排沙法与液差法类似；但二者均是测量多粒种子体积，无法得出单粒种子体积，且误差较大，液差法同时存在种子吸水导致结果偏差的问题。针对种子吸水问题，刘双喜等[15]提出利用软性材料包裹住种子，然后抽至真空，整体放入水中后测量排开水的体积。该方法很好地解决了种子吸水的问题，但是仍然存在以下问题：一是有些种子表面凹凸不平(例如小麦种子有腹沟)，用软性材料包裹,无法完全贴合种子，造成测量值偏大；二是抽至真空过程一些种子受压迫体积会发生一定变化，造成测量值偏小；三是需使用真实泵、软性材料等，试验仪器、操作要求高，操作繁琐。

针对以上问题，本文提出一种简便的种子体积测定方法为种子质检测提供了新思路与新方法。

1 材料和方法

1.1 材料

主要材料：直径0.32 mm、截面为圆形的细铁丝，瓶装食用调和油(金稻谷牌)，罐装桐油(切瑞西牌)，以及常见的蚕豆、水稻、小麦、花生、黄豆种子各250 g。

1.2 方法

1.2.1种子体积测量

通过种子在液体中受力分析，间接计算种子的体积，当种子用金属丝拉住悬在液体中时，种子受到重力，铁丝拉力和浮力，根据受力平衡有：G1=F拉+F浮；天平中显示的就是烧杯及其中液体的重力加上浮力的反作用力(图1)，通过前后质量差异，从而得出被排开液体的总体积，因为金属丝是圆柱形的，可根据直径、长度求出体积。因此用总体积减去浸入液体中的金属丝体积后便可得到种子体积。本测量方法具体使用装置见图2。

注：G1代表种子所受重力；G2代表烧杯所受重力。

图2 本测量方法使用装置示意图

本方法具体操作分为6个步骤：

1)将需要测量的种子浸入桐油5 min后取出晾干，由于桐油较粘稠，使用前将桐油用松节油稀释，稀释比例为桐油∶松节油=3∶1(体积比)。以下将稀释后的桐油仍称为桐油。

2)测量当前气温下液体的密度。

3)用50 mL烧杯盛半杯食用油，放在天平上。

4)用细铁丝缠绕固定一粒种子，悬挂在铁架台，使种子完全浸没在液体(食用油)中，但不与杯子相接触。

5)观察铁丝、铜丝捆绑处及种子表面有无气泡产生，有气泡则轻轻晃动细丝，去除气泡。

6)读取天平前后的数值，算出重量差。根据阿基米德原理计算出种子体积。

V排=m/ρ液

V种子=V排—V铁丝

式中，V排：细铁丝与种子共同排开的液体(食用油)的体积(mL)；m：天平前后数据差(g)；ρ液：当前液体(食用油)的密度(g·mL-1)；V铁丝：细铁丝所浸入食用油中的体积(mL)。

1.2.2种子浸入桐油、食用油后体积变化

为评估种子表面浸涂一层桐油后，再浸入到食用油中因吸油而整体的膨胀幅度，取蚕豆、黄豆、花生、水稻、小麦各10粒种子先在桐油中浸泡5min，再浸泡在食用油中5min，测量种子浸入桐油、食用油后的长、宽、厚度，并将其与未处理的干种子尺寸进行比较。

1.2.3钢珠验证试验

2 结果与分析

2.1 种子浸入桐油、食用油后体积变化

种子在浸入桐油、食用油各5 min后，长、宽、厚均出现一定程度增加(表1至表3)，但数值不明显，长度增加最大的为蚕豆，变长0.004 cm，为原始长度的0.19%。宽度增加最大的也是蚕豆，变宽0.012 cm，为原始宽度的2.0%。厚度增加最大的是花生，变厚0.011 cm，为原始厚度的1.3%，误差在可接受范围。