以技術質量控制為手段提高玉米發芽率檢測規范性

杜優穎，陳積山，孫德全，楊國偉

（黑龍江省農業科學院 草業研究所，黑龍江 哈爾濱 150086）

種子檢驗是實現良種下田的重要措施。種子檢測的內容和項目較多，需要經過田間檢測、室內檢測、田間小區種植鑒定三部分檢測環節。其中，室內檢測較為復雜，包含水分檢測、凈度檢測、發芽率檢測三部分。發芽率是種子播種品質最重要的指標之一，種子發芽率檢測對種子經營和農業生產具有極為重要的意義。

根據以往科技助農活動對接調研，發現售種企業在經營活動中會進行多次發芽率檢測。農戶在播種前大多也會進行發芽率檢測，但在技術方面與檢測部門相比，尤其在重視程度與標準化程度上存在不足，有以下問題：仟樣數量與仟樣點設置不合理，仟取出的種子代表性不強；發芽試驗溫度不符合檢測規程；芽床選擇不標準；置床不規范；鑒定方法不標準，有的檢驗者將幼苗露白算做正常發芽，不鑒定完整幼苗構造等。針對以上問題，以玉米為例，進行標準化的技術質量分析整合研究，以期在檢測環節把好關卡，為涉種單位和個人提供專業化科技服務，保障玉米種子生產者、經營者、使用者的各方利益,嚴防不合格種子流入市場,防止劣種下田，減少涉種糾紛。

1 發芽率檢測相關解釋與作用

1.1 相關名詞解釋

發芽力，是指種子在適宜條件下，發芽并生長為正常植株的能力，通常用發芽勢和發芽率來表示。

發芽勢，是指種子發芽初期（玉米通常是第4天）正常種子數占供試種子的百分比[1]。一般情況下，發芽勢越高種子發芽越整齊，出苗越一致，增產潛力越大。

發芽率，是指種子發芽終期（玉米通常第7天）正常種子數占供試種子的百分比。一般情況下，發芽率越高播種后出苗的種子數量越多[1]。

1.2 必須進行發芽率檢測的幾種情況

發芽試驗的結果重演性不好，就不能有效防止劣種下田。為掌握種子的最大發芽潛力，必須采用可控制的適宜條件進行室內發芽率檢測，包括下面4種情況。

1.2.1 播種前必須進行發芽試驗 種子發芽率與田間密度、出苗率和整齊度呈現正相關，由此影響農作物的產量。在播種前，根據種子的發芽率和凈度計算種子的播種量，對于發芽率略低的種子，通常通過增加播種量來保障田間出苗率。發芽率過低的種子必須換種， 避免造成損失。

1.2.2 調運種子必須進行發芽試驗 涉種單位要掌握發芽率情況，避免盲目調運。發芽率低的種子參與經營，會導致農民延誤農時，造成成本浪費。

1.2.3 種子貯藏期間必須定期進行發芽試驗 一般每季度檢測1次發芽率，通過發芽力變化，監測調整水分、溫度、通風等貯藏條件。

1.2.4 評定種子等級時必須進行發芽試驗 發芽率是種子分級和論價的重要依據，必須經過規范標準的發芽率檢測，才能對種子定級。

2 發芽條件與注意事項

2.1 水分

發芽試驗使用自來水即可。蒸餾水、開水過于潔凈，含氧量不足，易造成種子缺氧，不建議使用。玉米發芽時種子最低需水量為39.8%[1]。一般情況下，含淀粉和脂肪多的種子需水量低，含蛋白質多的種子需水量高；同樣粒數種子的吸水量，大粒種子比小粒種子為多。根據以往的對比試驗，不同初始水量對發芽率存在顯著影響[2]。有研究表明，當田間土壤含水量介于15%～20%時，玉米種子活力指數較高，易獲得壯苗[3]。

2.2 溫度

發芽試驗可以選用的溫度模式有2種，恒溫或者變溫。發芽試驗常用溫度有4種，恒溫培養可采用20、25、30 ℃，發芽天數與選擇溫度呈正相關，變溫可采用低溫 20 ℃（16～18 h）與高溫 30 ℃（6～8 h）的變溫培養。有研究表明，在 20、25、30、20~30℃ 4種溫度條件下，綜合考慮玉米發種子芽率、不正常幼苗率、植株達到待檢狀態的時間等因素的情況下，選用20～30 ℃變溫培養，發芽效果最好[4]。

普通的玉米品種，發芽最低溫度介于5～10 ℃，最適發芽溫度介于32～35 ℃，最高發芽溫度介于40～45 ℃[1]。溫度過高容易產生高溫抑制，從而影響發芽。試驗表明，溫度對玉米種子的吸水速度有一定影響，并存在溫度拐點[5]，在發芽試驗過程中，高溫培養時要適當增加給水量。

2.3 氧氣

一般情況下，發芽試驗需要在發芽箱或發芽室內培養，通常具有通氣設備，不會造成缺氧，大多數作物在這樣的氧氣環境下可以正常發芽。

2.4 光照

玉米發芽對光照要求不嚴格，但標準試驗應做幼苗整株鑒定，必須設置光照，以獲得發育良好的幼苗，減少由于白化苗引起的鑒定誤差。

3 室內發芽率檢測具體操作流程

室內種子發芽率檢測主要由以下幾部分組成：仟樣、樣品配置、置床試驗、幼苗鑒定、試驗結果的有效性判定。

3.1 仟樣

種子堆具有自動分級的特點，即使是同一批種子堆，不同位置的種子品質也會有所不同，且發芽試驗也不可能將整批種子或一個田塊全部進行試驗。仟取出具有代表性的種子，是保障發芽試驗有效性的第一步。

3.1.1 袋裝種子 一是仟樣數量。5袋以下，每袋至少仟取5個仟樣點。6～30袋，每3袋仟取1袋，仟樣袋數不得少于5袋。 31～400袋，每5袋仟取1袋，仟樣袋數不得少于10袋。401袋以上，每7袋仟取1袋，不得少于80袋[1]。

二是仟樣位置。在倉儲堆垛的情況下，可每隔一定袋數設置仟樣點。如圖1所示，仟樣點應均勻分布于倉儲垛的上中下各個部位。

圖 1 袋裝種子仟樣點分布

3.1.2 散裝種子 一是仟樣數量。500 kg以下，至少仟取5個仟樣點的樣品。501～3 000 kg，每300 kg仟取1個樣品，仟取樣品不得少于5個。3 001～20 000 kg，每500 kg仟取1個，仟取樣品不得少于10個。20 000 kg以上，每700 kg至少仟取1個，仟取樣品不得少于40個[1]。

二是仟樣位置。散裝種子仟樣需要分區設點。根據種子批劃分不同小區，每個小區最大不超過25 m2，超過需多設1個區，每區在四角和中心共取5個點。如圖2所示，相鄰區的仟樣點合并，不重復仟取，即2個小區仟取8個點，3個小區仟取11個點，以此類推。

圖 2 散裝種子仟樣點分布

3.2 送檢樣品（即平均樣品）的配置

從各仟取點直接仟取到的種子就是初次樣品。觀察各點仟取的初次樣品的形態、氣味、顏色、光澤、水分以及其他品質特征，如無明顯差異，可以混合為混合樣品。當發現各仟樣點種子具有明顯差異時，需要對種子進行異質性（H值）測定。當實際H值大于檢測規程規定的顯著異質性的H值時，代表該批種子存在真實差異，檢驗員應拒絕仟樣與檢測。

無明顯差異的初次樣品經過混樣器混合，成為混合樣品。從混合樣品中分出一部分數量的種子送檢，叫做送檢樣品，也稱平均樣品。樣品配置過程如圖3所示。

圖 3 樣品配置流程

當混合樣品數量過多時，可利用分樣器或皿分法獲取平均樣品。皿分法基本步驟如下：（1）將混合樣品充分混合。一般采用先縱后橫，至少混合3次以上。（2）將混合后的種子平鋪成厚度小于1 cm的正方形。（3）劃取正方形的對角線。（4）去除頂部和底部2個三角形的種子，留下左右兩邊三角形的種子。（5）再次混合剩余種子，重復（1）—（4）步驟，直至分出所需送檢樣品的數量。

3.3 置床試驗

3.3.1 標準芽床 國際上通常將紙床和沙床做為發芽試驗標準芽床。其中，紙床有TP（紙上）、BP（紙間）、PP（褶裥紙）3種置床方法。沙床，通常選用潔凈細沙或清水沙。如圖4所示，試驗用沙需要經過洗滌、烘干消毒、2次過篩，獲得標準用沙。沙床置床方式：發芽盒底部鋪設3～4 cm厚度濕沙，種子均勻有間隔的放在沙上，再根據籽粒大小鋪設1～2 cm厚度濕沙。

圖 4 備沙流程

紙床發芽與沙床相比，優點是操作簡便，且鑒定過程中不會傷及幼苗形態，能夠有效降低鑒定誤差。缺點是試驗過程中，隨著發芽時間的延長，易產生細菌，引起試驗誤差。

以往對比試驗表明，BP發芽試驗中，在溫度、水分適宜的情況下，種胚向下發芽率更好[6]。

3.3.2 其他芽床 在發芽試驗中，有時為了保障準確性，或者滿足其他發芽需求，會同時設置一組輔助試驗，有時會采用非標準芽床。

土壤芽床，可用于鑒定感病樣品，或者為了滿足特定的試驗研究目的，一般不建議作為初次試驗的芽床。

毛巾芽床，一般情況下保溫保水性能較好，發芽速度較快。但幼苗從芽床剝離時極易發生折斷，幼苗鑒定誤差較大，但可用來快速觀察芽勢。

3 發芽試驗基本流程

如圖5所示，根據試驗計劃數取試樣；選擇合適芽床置床；粘貼標簽寫明試驗日期、樣品名稱、重復次數等相關信息；置床后放入培養箱中培養；發芽期間檢查管理水分、種子發芽情況、種子霉菌情況等；記錄檢查情況及發芽結果；幼苗鑒定得出發芽率；根據試驗組發芽率值，判定檢驗有效性。有效則試驗結束，無效需要重新試驗。

圖 5 發芽試驗基本流程

4 試驗注意事項

發芽期間，種子有霉菌滋生，需及時取出發霉種子洗滌去霉，并做好記錄。當芽床上發霉種子超過5%時，需要重新置床試驗。

5 3 種常用快速玉米發芽法

5.1 毛巾卷發芽法

毛巾卷發芽法可用于短時間觀察種子發芽勢。具體操作方法為，準備1條充分浸濕，濾去多余水分的毛巾，毛巾的底部留出3～4 cm，在毛巾上均勻鋪設種子，種子與種子間保持間隔，從底部開始，邊按壓種子邊將毛巾卷起，形成毛巾卷，用皮筋扎牢毛巾卷兩頭，放入發芽盒，置于培養箱中培養。每天沖洗毛巾卷1 次，輕柔壓去多余水分，3 d可觀察發芽勢。

5.2 撕掉胚部種皮快速發芽法

撕掉胚部種皮快速發芽法可用于短時間觀察幼苗形態，獲得發芽率。具體方法：種子在40 ℃溫水中浸種3～4 h，用手術刀撕去種子胚部種皮，注意不要傷到種胚。置于沙床35 ℃培養，每日正常檢查管理，3～4 d可觀察幼苗情況。

如圖6所示，上方正常幼苗，是撕掉胚部種皮快速發芽法試驗第3天的玉米幼苗，下方初生葉未展開的試驗組，為正常試驗3 d的玉米幼苗。

圖6 胚部種皮撕掉與否快速發芽對比

根據以往對比試驗，毛巾卷發芽法比撕掉胚部種皮快速發芽法，試驗穩定性更好，但不適用于幼苗整株鑒定。

5.3 紅墨水染色法

紅墨水染色法可用于當天測定種子活力。種子放入30～35 ℃溫水中浸種6～8 h，取出種子沿著種胚中線切成兩半，將種子其中的50%浸入5%的紅墨水溶液中，紅墨水剛好沒入種子即可。在30～35 ℃的培養箱中放置0.5～1.0 h，倒出紅墨水溶液，將種子用清水沖洗凈后，觀察胚部染色情況，胚部未染色的種子是有生活力的種子。試驗當天可測定種子活力情況。

5.4 幼苗鑒定

正確鑒定幼苗是發芽率檢測中最為重要的環節，直接關系到發芽率的準確性。幼苗鑒定存在一定的主觀性，是最考驗檢測人員技能的環節。

5.4.1 了解幼苗構造 種子檢驗人員必須熟悉種子幼苗的基本構造。如圖7所示，幼苗的主要鑒定部位為根系、幼苗胚軸（中胚軸）、芽鞘、子葉與初生葉。

圖 7 玉米幼苗構造

5.4.2 掌握鑒定方法 正常幼苗包括完整幼苗、輕微缺陷幼苗、次生感染幼苗，區別于不正常幼苗。

一是完整幼苗（正常）。（1）種子要具有發育良好的根系，重點觀察初生根，要形態細長、附著根毛、末端尖細。（2）玉米的幼苗中軸要發育良好。（3）具有正常的子葉，初生葉要綠色、展開，玉米要具有伸長的中胚軸。

二是輕微缺陷的幼苗（正常）。（1）初生根生長稍遲緩或局部有損傷。玉米初生根有缺陷，但次生根發育良好。（2）胚軸僅有局部損傷，且功能正常。（3）子葉和初生葉有局部損傷，但仍有50%或以上的面積功能正常（50%規則）。（4）芽鞘局部損傷，但芽鞘內包著的綠葉達到芽鞘至少50%長度；如果芽鞘裂開，裂開程度不能超過總長度的1/3；芽鞘稍微扭曲或成環形[1]。

三是次生感染的幼苗（正常）。受真菌或細菌侵害而腐爛的幼苗，但親代種子顯然不是感染源，并能確定其主要構造仍保留著[1]。

四是不正常幼苗。（1）初生根和種子根發育不全、短粗、停滯、殘缺、破裂、縱裂、縮縊、卷縮在種皮內、負向生長、玻璃狀、由初生感染引起的腐爛、僅有1條種子根等。（2）初生葉腫脹、卷曲、畸形、破裂或者有其他損傷、分離、缺失、變色、壞死、玻璃狀、由初生感染引起的腐爛、初生葉雖形態正常但小于正常大小的1/4[1]。（3）整個幼苗畸形、破裂等情況發生[1]。

5.4.3 鑒定實例分析 如圖8所示，2株玉米幼苗是同一試驗品種，在同樣試驗環境下，發芽試驗第5天的幼苗。左側是正常發育幼苗，作為鑒定對照，右側幼苗為需要鑒定幼苗。

圖 8 幼苗鑒定實例 1

右側幼苗的初生葉區別于正常幼苗。一方面可觀察到初生葉破裂，屬于不正常幼苗；但另一方面可觀察到初生葉小于正常幼苗的1/4，屬于不正常幼苗。綜合以上情況，鑒定為右側幼苗是非正常幼苗。

圖9所示為采用毛巾卷快速發芽試驗第3天的玉米幼苗?？梢婍斞考芭c胚軸部分區別于正常幼苗。一方面可以觀察到頂芽玻璃狀，畸形，屬于不正常幼苗；另一方面可以觀察到胚軸存在嚴重損傷，同時呈現玻璃狀，不符合“胚軸僅局部損傷”的輕微缺陷鑒定標準，屬于不正常幼苗。綜合以上，將其鑒定為不正常幼苗。

圖 9 幼苗鑒定實例 2

5.5 試驗有效性判定

發芽試驗通常對一個供試樣品，設置4次試驗重復，每次重復種子為100粒。試驗最后，需要根據發芽率判定試驗有效性。根據4次重復的發芽率均值，每組最高與最低發芽率之差，對照國際檢驗規程中重復間的最大容許差距值，超出規定值則為無效試驗結果，需要重新試驗。

6 結語

發芽試驗中任何一個環節的疏忽都會造成發芽率的準確性降低。種子檢驗員必須熟練地掌握操作規程[7-12]，與鑒定實踐相結合，將二者不斷相互印證，逐步積累發芽試驗操作與鑒定工作經驗，為農業科研生產、種子經營，提供準確可靠的試驗數據，更好地維護涉種單位和涉種人的權益。