主要農作物種子質量標準體系現狀與展望

李丹 王曉玉 楊玉 朱明東 段永紅 謝紅軍 鄧晶 余應弘

（1 湖南省農業信息與工程研究所，長沙 410125；2 湖南省水稻研究所，長沙 410125；3 湖南省農業科學院，長沙 410125）

糧食安全關系國計民生，是國家安全的根基。而種子是農業的“芯片”，是糧食安全的核心和關鍵。我國是農業生產大國和用種大國，農作物種業是國家戰略性、基礎性核心產業，是促進農業長期穩定發展、保障國家糧食安全的根本。種業發展質量的高低，事關保障國家糧食安全、實施鄉村振興戰略的大局[1]。習近平總書記指出，只有用自己的手攥緊中國種子，才能端穩中國飯碗，才能實現糧食安全。種源要做到自主可控，種業科技就要自立自強。種優則糧豐，而優良的種子只有通過一系列標準化的生產才能保證種子質量。一個達到國家一級標準的品種種子，在同樣的條件下，要比未達到國家標準的品種種子增產7%～15%[2]。因此，發展種子標準化工作是促進種子質量提高、推進農業現代化、保證農業健康發展的有效措施。

近年來，隨著我國農業供給側結構性改革的推進，種業供給體系的質量和效率不斷提高，這得益于種子標準化工作的良好發展。但我國目前尚未加入國際種子檢驗協會（ISTA）和經濟合作與發展組織（OECD）等全球公認的種子標準化權威性組織，與國外標準對接不夠[3-4]，種子標準化尤其是種子質量標準與發達國家相比存在一定的差距，種子標準體系亟待完善與健全。種子質量標準體系主要包括種子生產程序等級系統和種子質量指標系統[5]，前人針對農作物種子質量標準體系的綜述很少，研究主要以農作物常規種和玉米單交種種子質量標準為研究對象，分析國內外種子質量標準體系的差異，提出構建中國主要農作物統一的“四級種子等級系統”和健全的“八項質量指標系統”[5]。當前我國機械播種區域越來越廣，對整齊一致的田間出苗率要求越來越高，單粒播種技術的應用也將不斷擴大，它對保障高效和簡化的農業生產和用種安全具有非常重要的意義。國內已有研究者對玉米單粒播種技術進行了大量的報道[6-9]，還有少量關于單粒播種花生的研究等[10-11]。本研究在國標提出玉米單粒播種標準的背景下，綜述了國內外主要農作物種子質量標準的現狀，分析國內外標準的差異，借鑒國際標準的特點和國標玉米單粒播新模式，對未來種子質量標準的發展趨勢和前景進行了展望，并提出對策建議，以期為種子質量標準發展研究提供借鑒和參考。

1 文獻數據資料來源及方法

1.1 數據資料來源收集、整理并匯總全球主要國際組織和發達國家5 類農作物種子質量標準資料文件合計96個[12-36]，其中稻13 個、玉米29 個、小麥24 個、大豆17 個、棉花13 個；中國的5 類農作物種子質量標準資料文件13個[37-51]，包括國標5個、地標7 個、團體標準1 個；國內外合計共109 個（表1）。國際組織中的聯合國糧農組織（FAO）是各成員國間討論糧食和農業問題的機構，共有近200個成員國和1 個成員組織（歐盟）[13]；歐盟（EU）是FAO 的成員組織，包括法、德、意等27 個國家[12]；經濟合作與發展組織（OECD）包括美、英、法、德、日、加等主要發達國家在內的60 多個國家[14，52]。上述組織基本上構成了國際上公認的種子認證機構的主體。同時，還重點查找了日本、韓國、加拿大、澳大利亞、英格蘭和威爾士等發達國家或地區的有關資料[16-22]；采用了美國南方種子認證協會（SSCA）[15]、美國各州作物或種子改良協會的種子認證標準[24-36]。此外，印度是全球第二大水稻主產國，僅次于中國，其種子認證標準非常全面，因此采納了印度相關的種子質量標準[23]。

表1 國際組織、發達國家或地區和中國主要農作物種子質量標準資料

1.2 分析方法根據檢索查詢到的數據，對國際和國內兩類標準分別進行匯總。國際96 個標準不同的指標數據按對應的程序等級分類歸納，每個質量指標因子取平均值，國內按現行國標體系歸納匯總。采用軟科學研究中的體系架構方法、系統分析與對比分析相結合的方法[53]。首先，將國內外每個種子質量標準體系作為母系統，分解為種子生產程序等級子系統和質量因子指標子系統；其次，對國內外的兩個子系統分別進行結構與數據的對比分析；最后，根據子系統的對比結果，找出國內外種子質量標準體系的差異，分析中國標準的優勢與不足。

2 種子質量標準體系及標準現狀

2.1 種子質量標準體系

2.1.1 國際標準國外通過種子認證方案對種子質量進行全面管理[54]，認證方案無標準號，標題通常為種子認證標準、種子認證服務手冊、技術說明、程序指南、規則等。認證內容包含了通用認證標準和特定作物認證標準，通用（一般）種子認證標準是基本標準，適用于所有有資格認證的大田作物，它與單個作物種子的具體標準一起共同構成各類特定作物種子認證標準，一般包含了該國（州）需要認證的所有作物。

2.1.2 國家標準中國目前尚未強制實施種子質量認證制度[55]。現行的國標包含標準號，例如GB 4404.1—2008、GB 4404.2—2010、GB 4407.1—2008 等，農作物按類別劃分標準，例如稻、玉米和小麥在GB 4404.1—2008《糧食作物種子第1 部分：禾谷類》標準中，大豆在GB 4404.2—2010《糧食作物種子第2 部分：豆類》標準中，棉花在GB 4407.1—2008《經濟作物種子第1 部分：纖維類》標準中。

2.1.3 企業標準中國無統一的企業農作物種子質量標準體系，隆平高科、登海種業等公司均在嚴格執行國標的基礎上，對種子的質量標準適度提高，例如：隆平高科雜交稻發芽率≥85%，比國標（≥80%）高5 個百分點，玉米標注單粒播與未標注單粒播分別按國標93%、85%執行；跨國公司先鋒、先正達、中種國際等玉米發芽率內控原則上按95%執行，特殊情況下可調整為93%。

2.2 種子質量標準

2.2.1 國際種子質量標準表2 匯總國際組織、發達國家或地區稻、玉米、小麥、大豆、棉花種子質量標準資料96 個，國際上5 類農作物種子的常規種和玉米雜交種都有相應的種子認證標準。其中，OECD、印度、美國新墨西哥州有出臺稻、小麥、棉花雜交種的標準，OECD 有出臺玉米和棉花的雜交親本標準，印度有出臺玉米自交系的標準。

表2 國外主要農作物種子質量標準數據匯總

國外的種子生產程序分為以育種家種子為種源的“基礎種子、注冊種子、認證種子”三級。育種家種子是種源，由植物育種家、指定機構或公司直接監督和控制，不向公眾提供，通常不在商業市場上流通，一般不需要認證，因而沒有制定種子質量標準。其后的三級基礎種子、注冊種子、認證種子，都完整地列入質量標準中，充分體現了以育種家種子為種源、重復繁殖和限代繁殖的特點[5]。種子質量指標包括凈種子、雜質、其他作物種子總量、雜草種子、有毒（有害）雜草種子、發芽率和含水量等因子。而大的國際組織的標準因屬宏觀控制僅列具主要代表性指標[5]，例如EU 只有純度、凈度、發芽率等指標；OECD 種子認證方案只涉及種子的遺傳質量即品種純度[56]。為便于與中國國標作相對應的比較，表2的國際標準只列出了純度、凈度、發芽率、含水量4個指標。

國際標準對種子質量指標進行了量化控制，有些國家和地區還根據種子的地域特點作了更具體的規定，從而讓種子用戶獲得更詳盡信息。從表2 可以看出，國際上水稻常規種三級種子發芽率分別≥80.8%、81.0%、80.8%，印度雜交稻發芽率≥80.0%，日本作為農業發達國家，其水稻發芽率要求高達90.0%，體現了日本精細農業高度標準化的特點。玉米常規種和雜交種發芽率均≥90.0%，印度玉米自交系的發芽率≥80.0%，此外，美國威斯康星州和新墨西哥州的甜玉米或爆裂玉米的發芽率≥80.0%或85.0%，比普通玉米低5 個或10 個百分點。常規小麥三級種子發芽率分別≥85.0%、85.4%、85.3%，硬質小麥發芽率≥80.0%，比普通小麥低5 個百分點左右，美國加州普通小麥、硬質小麥和斯佩爾特小麥的發芽率均≥85.0%，印度常規小麥和雜交小麥發芽率均≥85.0%，美國明尼蘇達州春小麥和冬小麥的發芽率分別≥85.0%、80.0%。大豆三級種子發芽率分別≥79.6%、81.3%、80.3%，美國南卡羅萊納州規定大豆食用品種的發芽率可以降低至70.0%。常規棉三級種子發芽率分別≥76.4%、78.0%、76.9%，新墨西哥州的毛絨棉發芽率≥70.0%，比普通棉花（80%）低10 個百分點；雜交棉三級種子發芽率分別≥72.5%、80.0%、77.5%。由此可見，國際組織和發達國家對5 類農作物種子質量指標都有明確的規定，有的地區結合自身特點做出了更具體的要求，體現了適應本國需要的高標準、嚴要求，為現代種業的發展提供了可靠保障。

2.2.2 中國種子質量標準由表3 可知，在現行的國標種子質量標準中，稻、玉米、棉花的常規種、雜交親本和雜交種有各自相應的標準，小麥有常規種標準，大豆標準涵蓋常規種與雜交種。5 類農作物標準分別適用于我國境內生產和銷售的所有稻、玉米、小麥、大豆、棉花種子（包括轉基因棉花種子），棉花分為毛籽、光籽和薄膜包衣籽類型，其他4 類標準涵蓋包衣和非包衣種子。

首先，在種子的生產程序方面，國內5 大作物按種子類別分為原種和大田用種（良種）兩個級別，其中棉花雜交種及其親本未分級。與國際標準相比，缺少育種家種子與原種間的種子生產等級，但細化了種子類型，制定了雜交種及其親本的質量標準。說明我國雜交育種發展迅猛，雜交種子生產具有強勁態勢。與國際標準的3 個級別比較，我國水稻的原種純度≥99.9%，同基礎種子，大田用種純度≥99.0%，低于國際標準等級，兩級凈度≥98.0%，同認證種子，兩級發芽率≥85.0%，超過了國際標準等級；玉米原種純度≥99.9%，達到了認證種子等級，兩級凈度≥99.0%，達到了國際標準等級，大田用種單粒播發芽率≥93.0%，高于國際標準等級；小麥的原種和大田用種純度分別≥99.9%、99.0%，同基礎、認證種子，兩級凈度≥99.0%，達到國際標準等級，兩級發芽率≥85.0%，同基礎種子；大豆原種純度≥99.9%、兩級凈度≥99.0%、兩級發芽率≥85.0%，均超過國際標準等級；棉花光籽和包衣籽的兩級凈度、兩級發芽率分別≥99.0%、80.0%，均高于國際標準等級。

其次，國標的種子質量指標包括純度、凈度、發芽率和含水量。有研究表明，與國外種子質量水平對比，我國水稻種子質量明顯高于東南亞等全球主要水稻產區國家，玉米種子質量低于孟山都、先鋒公司等歐美國家，玉米、小麥種子質量雖低于發達國家但高于東南亞國家[3]。從表3 可以看出，我國常規稻發芽率≥85.0%，超過國際標準，但比日本（90.0%）低5 個百分點，含水量分為秈（≤13.0%）、粳（≤14.5%）兩種；雜交稻發芽率≥80.0%，與印度相當，雜交稻親本標準包括了父本和母本。玉米常規種和雜交種（非單粒播種）發芽率≥85.0%，比國際標準（90.0%）低5 個百分點，玉米自交系的發芽率≥80.0%，單粒播種的發芽率≥93.0%，超過了國際標準（90.0%）3 個百分點，并且單粒播種種子取消了長城以北和高寒地區種子含水量處在13.0%～16.0%范圍可以銷售的規定，明確含水量必須在13.0%以下。這表明，單粒播種對種子質量標準提出了更高要求。常規小麥的發芽率≥85.0%，與國際標準相當。大豆發芽率≥85.0%，超過了國際標準。棉花（包括轉基因種子）毛籽、光籽和薄膜包衣籽的發芽率分別≥70.0%、80.0%、80.0%，除了毛籽外，均高于國際標準。由此可知，我國的水稻種子標準在國際上僅次于日本；立足中國種業發展實情并吸取國際經驗，我國玉米分為單粒播和非單粒播標準；大豆、棉花的光籽和包衣籽發芽率標準均處于國際領先水平，這為中國未來從種業大國變成種業強國奠定了堅實的基礎。

表3 中國現行主要農作物種子質量標準（國標）匯總

3 種子質量標準的發展趨勢與展望

3.1 在聚焦育種目標的同時，將更注重播種質量標準種子質量包括品種質量和播種質量，品種質量與遺傳特性有關，一直以來，人們主要關注品種質量，育種目標主要聚焦在培育高產優質抗逆的品種，但對播種質量的關注非常少。事實上，如果沒有良好的播種質量，優良的品種質量也難以表現出來，例如某個優良品種在未達到成熟期就收獲，或者收獲后貯藏在不適宜的環境中，導致種子的發芽率、含水量等播種質量不達標，使得品種的優良特性無法體現。因此，未來在關注育種目標的同時，將會加強播種質量標準的管控。

3.2 種子要更具良好的適應性，種子活力至關重要未來種子將面對氣候變化、鹽堿環境、有害微生物等逆境的挑戰，提高種子的適應能力是應對逆境的關鍵。一方面，可以培育更能抵抗逆境的作物品種；另一方面，判斷種子抵抗力的強弱，種子活力檢測是關鍵。種子是農業的“芯片”，種子活力是“芯片”的質量，是反映種子質量的重要指標，也是種用價值的主要組成部分，它與田間出苗密切相關，高活力的種子發芽、出苗整齊、迅速，對逆境抵抗能力強。因此對種子進行活力測定和評價，篩選高活力種子提升適應逆境變化的能力，以保證田間出苗率和生產潛力非常必要。

3.3 種子認證制度將在國際上全面推廣種子認證制度起源于歐美發達國家，歐美各國主要采用“種子質量的最低標準”、種子認證和種子法規等種子質量全面管理的體系來確保農業用種質量，該體系稱為種子認證方案。種子認證方案通過育種家種子的擴大繁殖環環緊扣，以確保供給大田種植用種的優質性能。我國從1996 年參照歐美國家種子認證模式，制訂了《農業部種子質量認證試點實施方案》，在全國開展種子認證試點工作。為了盡快推動我國種子認證制度實施，2017-2019 年再次圍繞種子質量認證開展種子認證試點示范，取得了一定的成效。試點種子質量與國標相比，就發芽率和純度來說，雜交稻分別最高提升13.0 個、3.9 個百分點；常規稻分別最高提升7.0 個、0.9 個百分點；玉米分別最高提升13.7 個、3.9 個百分點；小麥良種分別最高提升10.0 個、0.6 個百分點；相比同期非認證種子，試點種子每667m2收益增加：雜交稻462 元、玉米195 元、小麥80元[57]。由此可見，經過認證的農作物種子質量比國標有了明顯的提高，且經濟效益顯著提升。

到目前為止，種子認證制度已經在歐美國家普遍推廣，成為發達國家控制種子質量的主要途徑，也是未來農作物種子國際自由貿易、流通市場上市和認可的重要途徑。

3.4 單粒播將成為主流播種方式隨著農業現代化的發展，我國農業生產方式正在向規模化、機械化、設施化方向轉變，對種子質量要求越來越高，播種精量化、單粒化、丸粒化已經成為發展趨勢。推廣使用農作物單粒播種，不僅有利于推廣播種機械化，減輕人工間苗定苗的辛苦，而且大大減少了用種量，節省了大量制種面積。除此之外，在資源環境可持續方面，單粒播將減少農業用水、用地、用肥、用藥，以更少的資源獲得更多的農產品增長，從而減少農業食物系統對資源環境的負面影響。

4 對策與建議

4.1 完善種子質量標準體系

4.1.1 種子生產程序等級與國際接軌國際標準無論常規種和雜交種，都分為基礎、注冊、認證種子3級，充分體現了以育種家種子為種源，重復繁殖和限代繁殖的特點。中國的種子生產程序等級統分為原種和大田用種2 個級別。因此，我國應借鑒國外的分級方式，按照種子生產程序及世代劃分等級，制定規范的以育種家種子為種源的3 級程序等級，以保持優良品種的種性。

4.1.2 種子質量評價指標全覆蓋種子的質量是由“真（真實性）、純（純度）、凈（凈度）、壯（發芽率）、飽（千粒重）、健（健康）、干（水分）、強（活力）”來反映的綜合指標，目前國標中只有純度、凈度、發芽率和含水量4 個物理特性指標[55]，無法全面評價種子的質量，更不能滿足未來單粒播發展要求。中國種子協會于2022 年6 月發布了玉米高活力種子質量團體標準，要求玉米自交系和雜交種的活力均達到85.0%，在國內首次提出了種子活力指標。因此建議國標新增種子活力指標，用來表示種子的出苗整齊度和健壯度，反映種子的實際種用價值，保證田間播種的可靠性和對逆境變化的適應性，從而提高單粒種子質量評價的水平，推動單粒種子質量標準化的發展。與此同時，從個體（單粒）的角度評價種子活力，需要研發單粒種子活力檢測技術方法與設備，用以準確識別每一粒種子的活力，為未來單粒種子的評價與應用奠定良好的基礎，為單粒播種技術的應用及農業生產力的提高保駕護航。

4.2 探索與借鑒種子認證制度實施種子認證制度是提升種子質量的必然要求，是建設種業強國的重要手段[58]。我國要保證種子質量，尤其是單粒播種子質量，必須與國際種子認證制度接軌，實施種子認證工作，制定配套的種子認證方案。種子企業是種業的主體，在企業的種子質量認證過程中，需要通過加強組織管理、提高制種產量、嚴格質量管控等關鍵措施來提高認證種子質量[59]，尤其是嚴格質量管控措施，在該過程中，必須提供優質親本種子，嚴格控制隔離條件，做好田間除雜保純，嚴格種子收、曬安全措施，加強種子入庫儲存管理。種子認證通過以上流程從生產源頭到種子出庫全程把控種子質量，使得企業持續供應高質量種子，實現長期的良性循環，在市場競爭中發揮質量優勢。

4.3 健全主要農作物單粒種子質量標準單粒播種適用于未來機械化的發展方向，它不同于傳統的種植方式，要求有高質量標準的種子，這是保證種子出苗的內因和根本。早在20 世紀，種業發達國家普遍推廣了玉米精量播種或單粒播種，玉米發芽率≥90.0%。目前國標規定了玉米單粒播發芽率≥93%，其他主要農作物的發芽率最高標準僅≥85.0%，這很難滿足單粒播種的需求。因為單粒播種如果發芽率不高，將造成田間缺苗斷壟；若種子純度不高，導致自交苗、雜株大量存在，將影響產量表現，嚴重制約農業生產的發展，因此，單粒播種對種子質量標準提出了更高要求。我國稻、小麥、大豆、棉花等主要農作物應該借鑒玉米單粒播種規范新模式，提高發芽率和純度標準，減少用種量和田間管理流程，滿足未來單粒播種的需求。這對于種子行業的高質量發展、農業的增產增收以及農戶種植效益的提高有著重大的現實意義。

此外，我國還要加強種業國際合作，特別是與聯合國糧農組織（FAO）、國際種子檢驗協會（ISTA）等全球公認的種子標準化權威性組織的合作，健全和完善種子質量標準體系，不斷提高種子質量尤其是單粒播種子質量標準的評價水平，生產高質量的農作物種子，穩定全球種子供應鏈，避免全球種子市場受到類似新冠肺炎疫情、俄烏沖突等危機的沖擊，維護全球種業市場穩定。