种子活力

提高玉米种子活力生产高质量种子专题负责人：品管部宋艳丽010203种子活力的概念及提出背景目录/contents活力与种子质量关系如何生产高质量种子04影响种子活力的因素1.背景及发展种子作为重要的农业生产资料，其商业价值的高低决定于种子质量，而种子质量又取决与种子自身的纯度与活力。一般情况下，种子播种品质的传统指标包括：种子净度、发芽率、纯度、水份、千粒重、病虫害杂草侵染情况等。一、种子活力概念的提出背景发展：（1）种子活力问题在种子科学界的萌芽是在上世纪末本世纪初：1876年，Nabbe提出“发芽强度”，1933年，Goss提出“发芽96%和62%的发芽苗能否等同”等问题。（2）世界上的活力研究热出现在50年代初期：1957年，Isely首次提出种子活力概念1977年，ISTA的活力委员会正式通过了上述活力概念1980年，美国官方种子检验协会通过上述活力定义（3）80年代以来，我国开展了较为深入的活力研究和应用进行种子活力测定，及时了解种子活力状况：可指导我们生产，选用高活力种子；正确评定种子质量等级和价格；掌握仓储变化，改善仓储条件；保证播种质量，一播全苗；妥善处理低活力种子。2.种子活力概念种子生活力（seedviability）：是指种子发芽的潜在能力。是指种子生命的有无，即是否存活。常用TTC法鉴别。种子发芽力（seedgerminability）种子在实验条件下发芽并长成正常幼苗的能力，通常以发芽势、发芽率表示。种子活力（seedvitality）：是决定种子或种子批在发芽和出苗期间的活性水平和行为的那些种子特性的综合表现。种子活力定义的含义：出苗能力、抗逆性、发芽速度、耐储性、发芽的整齐性、正常幼苗发育及产量潜力。表现好的称为高活力种子，表现差的称为低活力种子。种子活力既包括种子及幼苗生长表现，也包括田间和贮藏过程中的表现，强调的是在一个广泛的环境条件下的综合特性。1、国际种子质量检测指标Seed种子生活力BiologicalSeedMoistureviabilitypurity净度vitality种子活力content种子水分Uniformityand1000-seedmass千粒重HealthSEEDQUALITYcondition健康度Geneticpurity真实性和纯度除发芽率、水份、净度、纯度四大指标外，还包括了健康度、活力、整齐度一、活力与种子质量关系2、种子质量对品种农艺性状表现的影响种子质量对出苗的影响：（1）同一品种不同出苗率对株高、穗位高的影响并不显著（2）同一品种的出苗率对产量的影响：少于95%的芽率，增产潜力就会消失。种子发芽率与田间出苗率存在差异0102030405060708090123发芽率出苗率46.672.422.4高活力种子具有明显的生产优越性：玉米种子活力影响田间出苗率，进而影响成苗率和整齐度，高活力种子出苗早、出苗齐、出苗壮、且具有明显的生长优势和生产潜力。因其有较强的生命力,播到田间后出苗迅速、均匀一致，且对田间逆境具有较强的抵抗能力，能为保证全苗壮苗和田间密度和增产打下良好的基础。3、种子活力、发芽力与生活力的关系图在一般田间条件下可以形成正常幼苗在适宜条件下可以萌发，形成正常幼苗虽萌发但不能形成正常幼苗未死亡但不能萌发死种子高活力种子发芽力的种子生活力的种子物联大据注：高活力的种子一定具有高的发芽力和生活力，具有高发芽力的种子也必定具有高的生活力；但具有生活力的种子不一定都具发芽力，能发芽的种子活力也不一定高。二、影响种子活力的因素Ⅰ.内因（种子本身的状况）（1）种子的遗传特性：子代种子受其亲代影响1.种皮结构、化学成分属遗传性状2.种子大小、饱满度、完整性----凡小粒、不饱满、破损种子----寿命短3.籽粒的生理状态----凡受冻、受潮、不充分成熟的种子----寿命短(2)作物类别：不同作物的种子大小不同，在发芽相同的情况下，种子活力表现出明显的差异，大粒种子活力高，而小粒种子活力低。(3)种子成熟度：种子活力水平随着种子的发育而上升，至生理成熟达高峰。成熟高的种子活力高，成熟度低的种子活力低。通常低位花序种子成熟度高，高位花序种子成熟度低。因此在采收种子时必须考虑种子的着生部位。Ⅱ.外因（环境条件）(1)发育环境----充足光照、适当高温、全面营养----活力高、寿命长土壤的矿质营养元素、种植密度、母株的营养状况和成熟度都是影响种子活力的环境因素。因此，在植物的栽培管理中，应因地制宜合理施肥，以保证种子活力。(2)干燥条件----忌暴晒、忌高温、忌发热采收、调制、干燥、清选及包装运输过程中的影响。采收及其以后进行的一系列过程都关系到种子活力的保持水平，其影响及作用方式可归纳为三个方面：种子造成机械损伤，加速老化、劣变过程；过快、过多的脱水种胚细胞造成无形的内伤；高含水量的种子采收后若不及时调制，势必会发热、发酵一致中毒、霉烂。（3）贮藏条件：水分----传统型种子宜干燥，顽拗型需高水分温度----低温利于寿命延长，但必伴随低湿气体----少氧利于寿命延长，但必须低湿、低温种子耐藏性和寿命除受以上影响外，还包括湿度、光线、高能辐射以及病菌、虫害等。种子水分和贮藏温度是影响种子活力和寿命的最大因素，依据二者与种子寿命的关系，哈伦顿（Harrington）提出如下准则：种子水分5~14%范围内，每降低1%，种子寿命延长1倍；贮藏温度在1~50℃范围内，每降低5℃，种子寿命因为延长1倍；三.如何生产高质量种子技术层面1.产地区划玉米种子的生产区划与在不同生态条件下的生育期有关，特别是积温有关；由于玉米为短日照植物，同一自交系在不同生态区生育期是不同的，不能用一个生态区的生育特性指导另一生态区的生产。首先考虑气候条件；其次，肥水条件和隔离条件。气候条件主要：积温；无霜期；日较差；开花散粉期的温度、湿度；收获期的空气相对湿度。主要的生产区：甘肃、新疆约占全国玉米种子生产面积的80%左右。种子形成和发育阶段的环境条件：种子发育阶段是种子活力从无到有，从低到高，尤其是气候条件（温、光、降水），土壤肥力，栽培管理措施等通过对母株生长发育的影响对活力产生作用，决定着种子活力的潜力能达到的高度，如果气候条件适宜，土壤肥沃而营养均衡，种植密度适宜，水肥管理得当，病虫和杂草防治有效，则植株个体生长健壮，群体发育协调，种子能够充分成熟，籽粒饱满，活力自然很高。相反，如果上述条件不适宜，那么生产的种子活力就会受到不同程度的影响。因此，种子生产基地的选择非常重要，种子田的管理同样不可忽视，否则，即使是新种子，活力也可可能差很多。2.亲本特性保持和纯度控制•亲本纯度控制•两圃法、三圃法难以保障异花和常异花作物种子纯度的保持。但对于自花授粉作物是有效的。•需要研究新的适于异花和常异花授粉作物（玉米、高粱、棉花等）种子保纯的技术。研究提出了定系循环技术。•长期以来，杂交种亲本种子的生产主要采取的是以“提纯复壮”为理论基础的“三圃法”和“两圃法”繁育技术。一般自花授粉作物的异交率低而个体纯合度高，“提纯”较有把握。但对于剩余变异较多的新品种和玉米等异花授粉作物就存在诸多问题，通过三圃法、两圃法就很难保持和恢复到原来品种的遗传基础。•定系循环法的主要环节包括保种圃的建立（单株选择、株行比较、株系鉴定）和混系繁殖，由于以后的原种生产均在第一次选株的基础上进行，因此要求第一次选株数量要大，选择标准要严。如果在定系循环过程中出现个别株系不整齐现象，可以淘汰株系。•株系圃建立之后可以一直保持原种的质量，不需要年年大量选单株和考种。作物之间，相同作物的品种之间由于遗传基础的差异导致种子的结构、化学组成、子叶出土特性、抗寒性、对机械损伤的敏感性、种皮破裂性、幼苗形态构造等方面产生差异，形成了种子活力的差异，通过不同的育种途径，可以提供活力不同的种子，为提高种子活力提供了可能。•在生产、干燥、清选的基础上，利用分级技术，保证高活力亲本种子的供应。3.杂交种生产技术控制空间隔离控制明确玉米花粉的传播规律和距离是种子生产中，空间隔离的重要依据。在旧的标准（GB/T17315-1998）中有关玉米制种隔离的距离是杂交制种300m，玉米自交系生产500m。在新的标准（GB/T17315-2011）中隔离的距离是杂交制种200m。。但目前在我国没有确切的试验作为支撑数据，所以需要做一些研究。AOSCA，OECD分别是200m，但要根据制种面积，设置一定的保护行。Ingram（2001）研究指出，200m可以使花粉污染小于1%，300m可以小于0.5%。去雄一般来说，杂交种比他们的亲本在产量、抗性方面有一定的优势。因此，在杂交制种田要通过及时、干净、彻底的去雄，尽量降低自交率，提高杂交率，得到高纯度的优势个体，从而使杂交种的优势得到充分发挥，也得到了活力较高的种子。玉米花期要求日平均温度为26~27℃。适时收获玉米种子生理成熟的标志：一是籽粒基部剥离层组织变黑，黑层出现；二是籽粒乳线消失。生理成熟种子发育到完熟期表现出最高的质量潜力。注：①籽粒水分受苞叶类型、穗轴粗细等影响。②乳线的变化是在种子成熟过程中形成的，与籽粒水分变化无关。③黑层出现与含水量有关。④早熟品种较完熟品种脱水快，不同类型品种脱水速率的差异主要受遗传基因控制。⑤玉米籽粒形成和灌浆成熟期间，仍然要求有较高额温度，以促进同化作用。成熟后期，温度逐渐降低，有利于干物质积累。在这一时期内，最适于玉米生长的日平均温度为22~24℃。在温度低于16℃或高于25℃时，都会使籽粒秕瘦，粒重减轻，产量降低。玉米种子在发育成熟期或收获前的环境条件如土壤肥力和母株对玉米种子活力有一定影响。收获前的气候是影响玉米种子生活力和贮藏性最明显的因素，特别是季节的变化。不同收获时间对玉米种子的发芽力和活力有较大的影响。玉米种子成熟度与种子某些特性如种子的大小、重量和活力密切相关。一般来说，玉米种子的活力水平随着种子的发育而上升。从生长特性指标来看，早熟品种授粉后45~48天（含水量29.1%~34.3%），,晚熟品种授粉后54~57天（含水量34.7%~38.1%），可以作为最适收货时间，可获得高活力种子。在很多情况下，不成熟或部分饱满的玉米种子在生活力方面逊于成熟的种子。总之，玉米种子在发育过程中引起活力差异的主要来源是种子大小与成熟度，这将影响到玉米的植株生长和产量。4.干燥、加工技术自然晾晒主要晒场晾晒：要求地面干燥、通风向阳、并备有防雨设施。果穗均匀摊平，不宜过厚，每天翻动1~2次。戈壁滩晾晒厚度不要超过15cm，一般3~4层即可。脱水速度机械烘干种子干燥温度取决于不同基因型、收获的水分和环境条件，但通常温度范围在35~45℃。初始含水量越高，种子干燥损伤越敏感。因此，建议玉米种子水分含量在35%~40%时，干燥温度低于40℃，当水分含量降低到20%以下时，干燥温度可提高到45℃。但40℃果穗干燥是保持种子活力的较为理想的条件。5.种子处理技术精选分级----提高种子整齐度1.玉米种子大小参差不齐，影响玉米机械化播种效率；2.玉米种子整齐度高，可显著提高玉米生长整齐度：株高穗位等一致性，提高产量、美观。3.种子均匀度提高后，不同级种子百粒重准确率提高，误差减小，种子包装提高了精确度，减少了种子成本中由于误差造成的损失。不同粒型玉米种子5个物理指标分布范围长度（mm）宽度(mm）厚度（mm）投影面积（mm2）千粒重（g）马齿形7.73--12.264.48--11.843.76--9.8457.12--108.69251.5--465.23(4.53)(4.08)(3.63)(51.57)(213.73)半马齿型7.85--13.156.56--10.244.61--8.5956.78--114.68250.27--461.21(5.3)(3.68)(3.98)(57.9)(210.94)硬粒型7.22--11.866.85--9.944.58--7.3258.24--103.54178.13--428.61(3.68)(3.09)(2.74)(4