田間播種安全室內評估方法探索：玉米種子活力檢測與應用

金時平

（舒城縣種子公司，安徽 六安 231300）

在檢驗工作中用發芽率來評價種子的質量，一般用芽勢輔佐評價，也用剔除弱苗（不正常幼苗、細弱、矮小、生長遲緩、根系不發達、無主根）來判斷發芽率，這些都是常用的判斷種子出苗潛力的方法，這些方法雖然較為謹慎，但工作實踐中，因播種區廣、播期長、惡劣天氣頻發導致播種情況復雜多樣，用種子發芽率評價種子質量安全有很大的局限性，種子發芽率不能完全代表田間出苗率，特別是隨著玉米單粒播種技術的推廣，玉米播種出苗問題頻發。種子批室內檢測發芽率高，檢測樣品取樣規范，代表性強，但田間播種經常會出現出苗不齊、缺苗、少苗等現象，嚴重影響種子公司的正面形象，阻礙了市場銷售推廣工作的開展，也對種植戶造成較大損失。如何規避玉米田間出苗問題，亟須通過室內種子活力檢測評估田間播種安全[1-2]。在連續廣泛實地調查田間出苗問題的基礎上，結合實踐經驗以及質量信息追溯分析，自主創新室內種子活力檢測方法，評估田間播種出苗的安全性。經過連續3 年試驗，通過對比室內種子活力檢測結果和田間播種出苗情況，完善了室內玉米種子活力檢測技術標準，同時應用于檢驗工作實踐中，有效控制玉米田間播種安全風險。

1 種子活力相關概念

目前還沒有一個統一的檢測玉米種子活力的方法。權威檢測機構只是對種子活力提出一個寬泛的概念。1980 年北美官方種子分析家協會（AOSA）簡單直接定義種子活力：在廣泛的田間條件下，決定種子迅速整齊出苗和長成正常幼苗潛在能力的總稱。國際種子檢驗協會（ISTA）定義的種子活力（seed vigour）：在一個廣泛的環境下，衡量發芽率可接受的種子批活性及其種子特征的綜合表現（ISTA，2004）。目前AOSA 和ISTA 推薦的種子活力測定方法主要有人工加速老化測定（AA 測定）、冷凍測定、冷浸測定、飽和土壤冷凍測定、種子浸出液電導率測定等，其推薦的種子活力檢測方法應遵循因地制宜的原則，根據不同品種的特性、播種環境進行選擇[3]。

種子活力檢測不同于種子發芽率檢測的目的，發芽試驗的目的是測定種子批的最大發芽潛力，種子活力檢測不是單一的測定目的，而是根據活力檢測的結果描述種子出苗不同方面的綜合特性，如種子耐貯藏、耐低溫等特性。目前發生出苗問題的區域都是在夏播玉米區，播種后澆水漫灌或播后暴雨腌漬田塊，因此玉米種子需體現抗高溫、抗高濕（土壤濕度大）等特征。

2 種子活力檢測方法的選擇

種子活力檢測方法是指逆境條件下的發芽試驗，不同品種其遺傳特性、種子批發育程度等存在不同特性，有的種子在一種逆境下可能表現出低活力，但在另外一種逆境下可能表現高活力。不能以某一項活力檢測結果代表種子全部特性或不相關特性。不同逆境條件代表了種子不同的特性[4]。所以，選擇種子活力檢測方法及設定檢測壓力條件時，要充分重視檢測目的，比如，種子活力檢測的目的是在高溫漫灌條件下考察夏播玉米出苗能力，代表種子萌發時對高溫缺氧的抵抗能力。因此，種子活力檢測先考察種子所具有的特性。明確檢測目的，分析目標逆境條件，確定種子活力檢測方法。通過分析種子不同活力檢測方法，與田間出苗率相關性，要自創模擬逆境、設定發芽條件以檢測種子活力。

2.1 分析逆境

播種逆境是指分析種子在非質量問題條件下，影響其田間出苗率的因素，主要包括播種期溫度、土壤特性、播種方式、水肥情況、灌溉方式、蟲害及微生物等因素。通過分析逆境為種子活力檢測方法的選擇提供依據。

2.2 已推薦種子活力檢測方法篩選原則

國際種子檢驗協會（ISTA）及其他檢驗機構推薦的種子活力檢測方法有很多，但這些檢測方法只有電導率測定及加速老化測定，已基本標準化，且這些檢測方法的適用范圍有很大局限性，如電導率測定只適用于豌豆[5]。這些檢測方法雖然有比較成熟的檢測技術標準，但與考察玉米高溫缺氧狀態下萌發能力不相關，也不能得到想要的結果。不適宜的種子活力檢測方法其結果體現于以下幾點。

1)在目標逆境下表現有種子質量差異，采用的種子活力測定方法在檢測結果上沒有得到顯示的結果。

2)采用種子活力檢測方法時，檢測結果和在目標逆境下種子質量表現差異無正相關性。當出現上述結果時，說明種子活力測定方法選用不當，應淘汰。適宜的種子活力檢測方法必須是室內種子活力檢測結果與田間表現呈正相關性。

2.3 針對性設定種子活力檢測方法

在廣泛進行實地調查和質量信息追溯分析的基礎上，通過分析種子播種期環境，總結多年檢驗實踐，人為模擬田間逆境條件形式，針對性自創設定種子活力檢測方法。

2.3.1 分析夏播玉米逆境條件

1)溫度。播種層溫度和地表溫度，平均溫度在30 ℃以上。

2)漫灌。種子萌發處于缺氧狀態，土壤特性不同持水時間不同。一般較為極端的持水時間為36 h。

2.3.2 對種子萌發產生不利影響

1)吸漲會對種子造成傷害，干燥種子細胞膜未修復好，通透性、選擇透過性差，在飽和水狀態下吸水快會對細胞造成傷害。

2)土壤透氣性差，種子處于缺氧狀態，種子萌發時呼吸強度較大，缺氧不僅不利于激發酶的活性，同時缺氧呼吸也會積累有害物質，從而傷害種子。

3)高溫加速種子老化，包括厭氧型微生物代謝產生毒素，會傷害種子。

2.3.3 夏播玉米“高溫漫灌”逆境模仿相關條件的設置

1)針對導致夏播玉米田間出苗問題的特定條件“高溫漫灌”，自創設計了高溫高濕種子活力檢測方法，經過連續3 年的相關性試驗，該檢測方法重演性、穩定性較好，能夠很好地檢測種子質量等級，并與田間播種出苗相關性高[6]。

2)在針對性自創種子活力檢測法如何設置適宜逆境條件的問題上反復進行試驗。逆境條件設置不合理會使檢測結果不準確。出現這種情況既不能從數據上顯示種子質量等級，也不能與田間相關性進行比較[7]。所以在針對性設定種子活力檢測方法時，不斷調整設定的逆境條件，直到合適為止。既能表達種子抵御高溫缺氧特性，又能與田間相關性高。經過3 年連續反復試驗比對，最終確定高溫高濕活力檢測技術標準為種子在30 ℃水溫環境中浸泡36 h 后，沙床玉米發芽，發芽溫度25 ℃，6 d 計數1 次。種子在30 ℃水溫中浸泡36、24、12 h。根據表1 顯示數據可看出，試驗樣品對應的種子批在夏播區實際播種出苗情況有明顯差異。試驗表明，漫灌的逆境分成12、24、36 h。與常規發芽率比較，12 h 對種子發芽率影響很小，24 h 對種子發芽率影響不大、區分度很小，36 h 對種子發芽率影響比較明顯，能夠區分種子質量等級，表達種子抵御高溫缺氧差異水平，最終選擇浸泡時間為36 h。

表1 玉米品種在同一溫度下不同浸泡時間發芽率的比較

3)由表2 可以看出，六安點7 個樣品出苗率與高溫高濕檢測發芽率相關，舒城點出苗率與常規檢測發芽率相差不大。舒城點土壤通透性好、持水時間短，對種子萌發脅迫較小，適宜玉米出苗，田間出苗率與常規檢測發芽率呈正相關、與高溫高濕檢測發芽率不相關；六安點土壤黏重、持水時間長、對種子萌發脅迫大，不適宜玉米出苗，田間出苗率與高溫高濕種子活力檢測發芽率相關、與常規檢測發芽率不相關。試驗表明，玉米夏播高溫漫灌對種子萌發脅迫主要是土壤持水時間，土壤透水好，田間出苗正常，與種子常規檢測發芽率相關。土壤透水差，田間出苗與常規檢測發芽率差異大，與高溫高濕檢測發芽率相關。

表2 玉米品種在不同土壤下發芽率比較

4)通過開展試驗比較室內活力檢測結果與田間播種出苗率的相關性，模仿玉米種子活力檢測逆境，逆境設置為種子在30 ℃環境中浸泡36 h，并作為高溫高濕玉米種子活力檢測技術標準。

3 3種種子活力檢測方法

分析玉米種植區域逆境條件，室內種子活力檢測與大田播種出苗率呈正相關。根據室內種子活力檢測試驗重復間差異小、試驗重演性好等情況進行比較篩選，主要采用3 種種子活力檢測方式。

3.1 A種子活力檢測方法（高溫高濕1）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下蓋1 cm，上蓋3 cm，沙床水分正常，25 ℃恒溫發芽，6 d 記錄1 次檢測結果。

3.2 B種子活力檢測方法（冷浸）

6 ℃浸泡72 h，采用沙床，水分正常置種，25 ℃恒溫發芽，6 d 記錄1 次檢測結果。

3.3 C種子活力檢測方法（高溫高濕2）

30 ℃浸泡36 h 后，采用沙床，置床下蓋1 cm、上蓋3 cm，沙床水分大（沙飽和水分80%以上），25 ℃恒溫發芽，6 d 記錄1 次檢測結果，見表3。

表3 不同種子活力檢測方法發芽率比較

4 3種種子活力檢測方法比較及應用

4.1 A種子活力檢測方法

A 種子活力檢測方法優點是重復誤差小以及重演性較好。同逆境播種田間出苗很接近，相關性很好。但也有缺點，夏播玉米比較適宜，一旦遇到災害性天氣，田間漬水嚴重，田間出苗結果與室內活力檢測結果可能發生偏差。主要應用于土壤不黏重、不板結、透水較好、漫灌逆境播種條件下以進行玉米種子活力出苗評估。主要針對灌溉條件好，習慣播種澆水漫灌區域用種檢測評價，控制出苗安全風險。

4.2 B種子活力檢測方法

B 種子活力檢測方法優點是重復誤差小以及重演性較好。缺點是代表的抗低溫逆境。主要應用于春季早播玉米，特別是北方寒冷地區，春季氣溫波動大區域用種檢測評價，控制播種出苗安全風險。同時作為活力A 及活力C 方法的輔助判定方法。目前主要是根據活力結果來評估種子耐寒耐濕等級，按不同區域春季的氣候特點建議批次銷售種子，控制田間播種安全性。

4.3 C種子活力檢測方法

C 種子活力檢測方法優點是對種子批的區分度比較好，評價分析種子批質量差異效果顯著，對分析探討影響玉米種子活力原因很有幫助。缺點是結果重演性不好，主要是沙床水分不易掌握。同時，部分結果偏低，可能會產生誤導。主要應用于對漫灌高溫條件下逆境脅迫大的播種種子批質量安全評估，特別是土壤黏重、透水差、容易漬水、夏季多強降水區域供種批次檢測評估，指導市場高活力種子批應用于土壤條件差及播種習慣不良的區域[8-9]。

5 結束語

通過以上檢測試驗，能夠加強種植者對玉米高溫漫灌播種出苗問題及應對措施的認知，創新高溫高濕室內玉米種子活力檢測方法，評價玉米播種田間出苗的安全性，區分種子批活力差異，依據種子批活力數據，區別種子批質量等級，針對不同區域的土壤特性、播種期氣候條件、播種習慣，建議分批銷售種子，有效控制播種出苗風險。同時，通過對種子批活力檢測結果分析，認識到玉米成熟度差異與種子活力差異成正相關，進一步探討影響種子活力的原因，從種子活力數據追溯種子批的生產基地，督促生產基地在收獲玉米時重視成熟度，如不能做到收獲玉米成熟均勻一致，建議通過晾曬促進玉米后熟，提高玉米種子活力，從根本上提高種子質量。

高溫高濕玉米種子活力檢測方法主要是針對當前玉米夏播區，在播種后漫灌澆水、播后遇暴雨、玉米大田出苗問題設置種子活力檢測方法，考察玉米種子萌發時抵御高溫缺氧脅迫能力，對當下玉米單粒播種技術推廣應用具有比較強的適用性。但該種子活力檢測方法畢竟是脅迫逆境下的發芽試驗，相對標準發芽試驗的發芽率，種子活力比發芽率低，個別批次由于種子成熟度差，活力比發芽率低很多。另外各地土壤差異比較大，播種澆水漫灌方式差異較大，玉米大田播種缺苗程度也不同。

因此，目前種子活力檢測暫時作為企業內部質量控制標準，還不能準確判斷玉米種子是否合格或不同地區不同種子活力合格標準。另外，該方法目前針對高溫漫灌條件下檢測玉米種子活力較為有效，對其他逆境播種或其他作物品種是否適用還需探討。