田间播种安全室内评估方法探索：玉米种子活力检测与应用

金时平

（舒城县种子公司，安徽 六安 231300）

在检验工作中用发芽率来评价种子的质量，一般用芽势辅佐评价，也用剔除弱苗（不正常幼苗、细弱、矮小、生长迟缓、根系不发达、无主根）来判断发芽率，这些都是常用的判断种子出苗潜力的方法，这些方法虽然较为谨慎，但工作实践中，因播种区广、播期长、恶劣天气频发导致播种情况复杂多样，用种子发芽率评价种子质量安全有很大的局限性，种子发芽率不能完全代表田间出苗率，特别是随着玉米单粒播种技术的推广，玉米播种出苗问题频发。种子批室内检测发芽率高，检测样品取样规范，代表性强，但田间播种经常会出现出苗不齐、缺苗、少苗等现象，严重影响种子公司的正面形象，阻碍了市场销售推广工作的开展，也对种植户造成较大损失。如何规避玉米田间出苗问题，亟须通过室内种子活力检测评估田间播种安全[1-2]。在连续广泛实地调查田间出苗问题的基础上，结合实践经验以及质量信息追溯分析，自主创新室内种子活力检测方法，评估田间播种出苗的安全性。经过连续3 年试验，通过对比室内种子活力检测结果和田间播种出苗情况，完善了室内玉米种子活力检测技术标准，同时应用于检验工作实践中，有效控制玉米田间播种安全风险。

1 种子活力相关概念

目前还没有一个统一的检测玉米种子活力的方法。权威检测机构只是对种子活力提出一个宽泛的概念。1980 年北美官方种子分析家协会（AOSA）简单直接定义种子活力：在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗和长成正常幼苗潜在能力的总称。国际种子检验协会（ISTA）定义的种子活力（seed vigour）：在一个广泛的环境下，衡量发芽率可接受的种子批活性及其种子特征的综合表现（ISTA，2004）。目前AOSA 和ISTA 推荐的种子活力测定方法主要有人工加速老化测定（AA 测定）、冷冻测定、冷浸测定、饱和土壤冷冻测定、种子浸出液电导率测定等，其推荐的种子活力检测方法应遵循因地制宜的原则，根据不同品种的特性、播种环境进行选择[3]。

种子活力检测不同于种子发芽率检测的目的，发芽试验的目的是测定种子批的最大发芽潜力，种子活力检测不是单一的测定目的，而是根据活力检测的结果描述种子出苗不同方面的综合特性，如种子耐贮藏、耐低温等特性。目前发生出苗问题的区域都是在夏播玉米区，播种后浇水漫灌或播后暴雨腌渍田块，因此玉米种子需体现抗高温、抗高湿（土壤湿度大）等特征。

2 种子活力检测方法的选择

种子活力检测方法是指逆境条件下的发芽试验，不同品种其遗传特性、种子批发育程度等存在不同特性，有的种子在一种逆境下可能表现出低活力，但在另外一种逆境下可能表现高活力。不能以某一项活力检测结果代表种子全部特性或不相关特性。不同逆境条件代表了种子不同的特性[4]。所以，选择种子活力检测方法及设定检测压力条件时，要充分重视检测目的，比如，种子活力检测的目的是在高温漫灌条件下考察夏播玉米出苗能力，代表种子萌发时对高温缺氧的抵抗能力。因此，种子活力检测先考察种子所具有的特性。明确检测目的，分析目标逆境条件，确定种子活力检测方法。通过分析种子不同活力检测方法，与田间出苗率相关性，要自创模拟逆境、设定发芽条件以检测种子活力。

2.1 分析逆境

播种逆境是指分析种子在非质量问题条件下，影响其田间出苗率的因素，主要包括播种期温度、土壤特性、播种方式、水肥情况、灌溉方式、虫害及微生物等因素。通过分析逆境为种子活力检测方法的选择提供依据。

2.2 已推荐种子活力检测方法筛选原则

国际种子检验协会（ISTA）及其他检验机构推荐的种子活力检测方法有很多，但这些检测方法只有电导率测定及加速老化测定，已基本标准化，且这些检测方法的适用范围有很大局限性，如电导率测定只适用于豌豆[5]。这些检测方法虽然有比较成熟的检测技术标准，但与考察玉米高温缺氧状态下萌发能力不相关，也不能得到想要的结果。不适宜的种子活力检测方法其结果体现于以下几点。

1)在目标逆境下表现有种子质量差异，采用的种子活力测定方法在检测结果上没有得到显示的结果。

2)采用种子活力检测方法时，检测结果和在目标逆境下种子质量表现差异无正相关性。当出现上述结果时，说明种子活力测定方法选用不当，应淘汰。适宜的种子活力检测方法必须是室内种子活力检测结果与田间表现呈正相关性。

2.3 针对性设定种子活力检测方法

在广泛进行实地调查和质量信息追溯分析的基础上，通过分析种子播种期环境，总结多年检验实践，人为模拟田间逆境条件形式，针对性自创设定种子活力检测方法。

2.3.1 分析夏播玉米逆境条件

1)温度。播种层温度和地表温度，平均温度在30 ℃以上。

2)漫灌。种子萌发处于缺氧状态，土壤特性不同持水时间不同。一般较为极端的持水时间为36 h。

2.3.2 对种子萌发产生不利影响

1)吸涨会对种子造成伤害，干燥种子细胞膜未修复好，通透性、选择透过性差，在饱和水状态下吸水快会对细胞造成伤害。

2)土壤透气性差，种子处于缺氧状态，种子萌发时呼吸强度较大，缺氧不仅不利于激发酶的活性，同时缺氧呼吸也会积累有害物质，从而伤害种子。

3)高温加速种子老化，包括厌氧型微生物代谢产生毒素，会伤害种子。

2.3.3 夏播玉米“高温漫灌”逆境模仿相关条件的设置

1)针对导致夏播玉米田间出苗问题的特定条件“高温漫灌”，自创设计了高温高湿种子活力检测方法，经过连续3 年的相关性试验，该检测方法重演性、稳定性较好，能够很好地检测种子质量等级，并与田间播种出苗相关性高[6]。

2)在针对性自创种子活力检测法如何设置适宜逆境条件的问题上反复进行试验。逆境条件设置不合理会使检测结果不准确。出现这种情况既不能从数据上显示种子质量等级，也不能与田间相关性进行比较[7]。所以在针对性设定种子活力检测方法时，不断调整设定的逆境条件，直到合适为止。既能表达种子抵御高温缺氧特性，又能与田间相关性高。经过3 年连续反复试验比对，最终确定高温高湿活力检测技术标准为种子在30 ℃水温环境中浸泡36 h 后，沙床玉米发芽，发芽温度25 ℃，6 d 计数1 次。种子在30 ℃水温中浸泡36、24、12 h。根据表1 显示数据可看出，试验样品对应的种子批在夏播区实际播种出苗情况有明显差异。试验表明，漫灌的逆境分成12、24、36 h。与常规发芽率比较，12 h 对种子发芽率影响很小，24 h 对种子发芽率影响不大、区分度很小，36 h 对种子发芽率影响比较明显，能够区分种子质量等级，表达种子抵御高温缺氧差异水平，最终选择浸泡时间为36 h。

表1 玉米品种在同一温度下不同浸泡时间发芽率的比较

3)由表2 可以看出，六安点7 个样品出苗率与高温高湿检测发芽率相关，舒城点出苗率与常规检测发芽率相差不大。舒城点土壤通透性好、持水时间短，对种子萌发胁迫较小，适宜玉米出苗，田间出苗率与常规检测发芽率呈正相关、与高温高湿检测发芽率不相关；六安点土壤黏重、持水时间长、对种子萌发胁迫大，不适宜玉米出苗，田间出苗率与高温高湿种子活力检测发芽率相关、与常规检测发芽率不相关。试验表明，玉米夏播高温漫灌对种子萌发胁迫主要是土壤持水时间，土壤透水好，田间出苗正常，与种子常规检测发芽率相关。土壤透水差，田间出苗与常规检测发芽率差异大，与高温高湿检测发芽率相关。

表2 玉米品种在不同土壤下发芽率比较

4)通过开展试验比较室内活力检测结果与田间播种出苗率的相关性，模仿玉米种子活力检测逆境，逆境设置为种子在30 ℃环境中浸泡36 h，并作为高温高湿玉米种子活力检测技术标准。

3 3种种子活力检测方法

分析玉米种植区域逆境条件，室内种子活力检测与大田播种出苗率呈正相关。根据室内种子活力检测试验重复间差异小、试验重演性好等情况进行比较筛选，主要采用3 种种子活力检测方式。

3.1 A种子活力检测方法（高温高湿1）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下盖1 cm，上盖3 cm，沙床水分正常，25 ℃恒温发芽，6 d 记录1 次检测结果。

3.2 B种子活力检测方法（冷浸）

6 ℃浸泡72 h，采用沙床，水分正常置种，25 ℃恒温发芽，6 d 记录1 次检测结果。

3.3 C种子活力检测方法（高温高湿2）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下盖1 cm、上盖3 cm，沙床水分大（沙饱和水分80%以上），25 ℃恒温发芽，6 d 记录1 次检测结果，见表3。

表3 不同种子活力检测方法发芽率比较

4 3种种子活力检测方法比较及应用

4.1 A种子活力检测方法

A 种子活力检测方法优点是重复误差小以及重演性较好。同逆境播种田间出苗很接近，相关性很好。但也有缺点，夏播玉米比较适宜，一旦遇到灾害性天气，田间渍水严重，田间出苗结果与室内活力检测结果可能发生偏差。主要应用于土壤不黏重、不板结、透水较好、漫灌逆境播种条件下以进行玉米种子活力出苗评估。主要针对灌溉条件好，习惯播种浇水漫灌区域用种检测评价，控制出苗安全风险。

4.2 B种子活力检测方法

B 种子活力检测方法优点是重复误差小以及重演性较好。缺点是代表的抗低温逆境。主要应用于春季早播玉米，特别是北方寒冷地区，春季气温波动大区域用种检测评价，控制播种出苗安全风险。同时作为活力A 及活力C 方法的辅助判定方法。目前主要是根据活力结果来评估种子耐寒耐湿等级，按不同区域春季的气候特点建议批次销售种子，控制田间播种安全性。

4.3 C种子活力检测方法

C 种子活力检测方法优点是对种子批的区分度比较好，评价分析种子批质量差异效果显著，对分析探讨影响玉米种子活力原因很有帮助。缺点是结果重演性不好，主要是沙床水分不易掌握。同时，部分结果偏低，可能会产生误导。主要应用于对漫灌高温条件下逆境胁迫大的播种种子批质量安全评估，特别是土壤黏重、透水差、容易渍水、夏季多强降水区域供种批次检测评估，指导市场高活力种子批应用于土壤条件差及播种习惯不良的区域[8-9]。

5 结束语

通过以上检测试验，能够加强种植者对玉米高温漫灌播种出苗问题及应对措施的认知，创新高温高湿室内玉米种子活力检测方法，评价玉米播种田间出苗的安全性，区分种子批活力差异，依据种子批活力数据，区别种子批质量等级，针对不同区域的土壤特性、播种期气候条件、播种习惯，建议分批销售种子，有效控制播种出苗风险。同时，通过对种子批活力检测结果分析，认识到玉米成熟度差异与种子活力差异成正相关，进一步探讨影响种子活力的原因，从种子活力数据追溯种子批的生产基地，督促生产基地在收获玉米时重视成熟度，如不能做到收获玉米成熟均匀一致，建议通过晾晒促进玉米后熟，提高玉米种子活力，从根本上提高种子质量。

高温高湿玉米种子活力检测方法主要是针对当前玉米夏播区，在播种后漫灌浇水、播后遇暴雨、玉米大田出苗问题设置种子活力检测方法，考察玉米种子萌发时抵御高温缺氧胁迫能力，对当下玉米单粒播种技术推广应用具有比较强的适用性。但该种子活力检测方法毕竟是胁迫逆境下的发芽试验，相对标准发芽试验的发芽率，种子活力比发芽率低，个别批次由于种子成熟度差，活力比发芽率低很多。另外各地土壤差异比较大，播种浇水漫灌方式差异较大，玉米大田播种缺苗程度也不同。

因此，目前种子活力检测暂时作为企业内部质量控制标准，还不能准确判断玉米种子是否合格或不同地区不同种子活力合格标准。另外，该方法目前针对高温漫灌条件下检测玉米种子活力较为有效，对其他逆境播种或其他作物品种是否适用还需探讨。