快速檢測玉米種子發芽率方法研究

摘? ? 要：為檢測玉米種子的發芽率，幫助農戶完成種子前期管理，相關人員應提高對快速檢測玉米種子發芽率方法的關注。圍繞快速檢測玉米種子發芽率，以種子活力測定法及浸種時間階梯法作為對象開展深入研究，為相關人員提供借鑒。

關鍵詞：玉米；種子；發芽率快速檢測；檢測方法

文章編號：1005-2690（2023）12-0023-03? ? ? ?中國圖書分類號：S513? ? ? ?文獻標志碼：B

種子發芽率會影響作物成活率及產量，是農業發展中非常重要的數據之一。研究快速檢測玉米種子發芽率方法具有十分重要的意義。目前，我國研究人員針對快速檢測玉米種子發芽率的方法加以分析，提出運用酶學原理等研究玉米種子過氧化氫酶活性的方法，監測玉米種子質量，加強對玉米種子發芽節點的了解，提升玉米種子的種植效率，為促進農戶增收創造條件。

1 玉米種子發芽率快速檢測的主要方法

種子發芽率是指正常生長環境下幼苗占據種子數量的比例。對于糧食作物來講，發芽率的高低直接影響后續的產量以及質量，是衡量當年農業發展效果的重要指標。目前，我國部分區域種子發芽率較低的主要原因在于長期儲藏環境下，種子受到外界因素的影響，出現嚴重衰老以致于無法正常生長。這不僅造成了嚴重的資源浪費，而且會影響玉米的種植效率。因此，我國研究人員將重點放在了種子發芽率快速檢測方面，其中最為常見的方式包括發芽計數法等。此種方式準確性較強，但是得出結果往往需要7 d以上，無法滿足快速檢測的需求。

針對此種情況，技術人員對玉米種子生命活性開展檢測，即通過分析種子的活性判斷發芽率。在具體工作中，技術人員用染色圖像辨析的形式對種子進行測定與觀察。目前該技術已經成為快速檢測方式中非常重要的一種技術，應用范圍較廣。還有一種方法則是測定種子發芽過程中的主要節點，通過對不同浸種時間的分析，了解玉米在不同環境下種子發芽的狀況。此方式更加科學，因此成為快速檢測中的主要技術方式。

相比于浸種時間階段性檢測技術，玉米種子活性技術的原理在于測定種子中的過氧化氫酶（CAT）含量。在具體工作中，技術人員會觀察種子在存儲過程中過氧化氫酶含量的變化，以此研究過氧化氫酶活性與發芽率之間的關系，推導出影響玉米種子發芽率的主要因素，滿足測算農作物發芽率的目的[1]。

2 發芽率活性測定法試驗

2.1 材料

在測試前需要準備不同類型的玉米、活性儀以及30％過氧化氫溶液試劑。除以上設備、樣品以及試劑外，還需要注意以下幾個方面的內容。一是測試應在無菌環境下進行，且需要將溫度控制在適宜條件。二是必要時可以通過運用控制器的形式保持室內溫度，需要提前準備溫度控制器。

2.2 方法

為貼近玉米的存儲環境，技術人員需要將玉米放在托盤中，并分別將其放置在40、50、60 ℃ 3種環境下，使種子可以在不同溫度環境下老化。此時可觀察種子的發芽狀況并測定發芽率及過氧化氫酶的活性含量。本試驗的重點在于過氧化氫酶含量的測定，工作人員需要粉碎玉米樣本，完成過篩，取其中10 g作為樣品，在其中加入100 mL水并攪拌10 min以上，取上層溶液到量杯中，之后放入活性儀，將過氧化氫溶液加入其中，10 min后測試活性儀參數。需要注意的是，試驗全過程要按照國家標準完成，不得隨意更改。

2.3 結果

2.3.1 玉米種子CAT活性與發芽率之間的關系

樣本1型號的玉米在40、50、60 ℃環境下完成了儲藏。測定結果顯示，40 ℃環境下，隨著時間推移，玉米種子的過氧化氫酶活性以及發芽率呈現整體下降趨勢，在15 d之后下降速度進一步加快。在30 d左右，40 ℃環境下的玉米樣本過氧化氫酶活性相比于最初的參數已經下降425 u，發芽率下降了5％左右。隨著溫度條件的提高，此種現象進一步凸顯。50、60 ℃儲藏環境下，在12 d左右，玉米種子發芽率分別下降7％、19％，過氧化氫酶活性下降35％～50％。由此可見，不同溫度環境下，過氧化氫酶活性以及發芽率會產生變化。整體來看，溫度越高，CAT以及發芽率下降速度越快。為了測試不同儲藏環境下活性以及發芽率變化的具體數值，技術人員完成了統計檢驗，相關性系數處于0.93～0.98，說明玉米種子CAT活性與發芽率之間存在非常明顯的正相關關系[2]。

2.3.2 不同性狀種子CAT活性與發芽率的相關性

為了進一步測試不同類型種子過氧化氫酶活性與發芽率之間的具體狀況，針對鄭單21號、魯單981、農大3138號等類型的種子展開了詳細研究。整體來看，不同類型的種子在過氧化氫酶活性與發芽率方面均不同，例如爆裂玉米的過氧化氫酶活性為1 472 u，發芽率為93.62％，但在同樣的環境下，四單19號玉米種子的過氧化氫酶活性達到了2 572.6 u，發芽率達到98.7％。由此可見，過氧化氫酶活性與發芽率呈正相關關系。在進一步完成統計分析的過程中，技術人員發現二者有明顯的線性相關關系，其相關性關系表達式為y＝0.036x＋88.506，相關系數為0.989。

2.3.3 不同大小種子CAT活性與發芽率的關系

將不同籽粒大小的鄭單958玉米種子作為分析對象，選擇長度為6、8、10、12 mm的種子作為樣品，分析過氧化氫酶活性與發芽率之間的關系。根據具體數據來看，8 mm的種子在數值方面均高于10 mm的種子、低于12 mm的種子。由此可見，種子大小在過氧化氫酶活性以及發芽率方面并沒有直接的影響。但過氧化氫酶活性以及發芽率本身存在一定的聯系。數據顯示，不同類型、不同大小的玉米種子在相關系數方面可以達到0.996。由此可以得出，不同類型以及不同大小的玉米種子在發芽率以及過氧化氫酶活性方面存在明顯的正相關關系。

2.4 小結

對于不同種類玉米種子發芽情況來看，過氧化氫酶活性與發芽率之間存在非常明顯的相關性。結合試驗結果建立模型發現，當過氧化氫酶活性大于1 600 u時，發芽率可以達到95％左右；當過氧化氫酶活性處于450 u以下，受到過氧化氫酶活性與發芽率之間正相關關系的影響，發芽率在60％左右。

此種檢測方式僅需要10 min的觀察便可以有初步結果，因此在實際工作中能夠滿足玉米種子發芽率快速檢測的需要，甚至可以被用于分析玉米種子活性質量的相關研究中。

根據酶學原理來看，過氧化氫酶活性數值變化與發芽率之間呈正相關關系。在不同的環境下，發芽程度越高，則說明種子的活性越強，相關系數可以達到0.934以上。在具體工作中，工作人員可以基于此分析種子的活性以及發芽狀況，減少資源浪費，降低玉米種植的前期成本，為我國農作物生產的可持續發展奠定基礎[3]。

3 其他測試方法

3.1 不同浸種時間環境下的發芽率檢測

不同浸種時間環境下的發芽率檢測主要是找到發芽率的具體時間節點，之后通過縮短發芽時間的形式，提升單位區域的發芽效率。在研究過程中，需要在前期完成種子浸泡等工作，以梯度試驗形式為主，分析不同浸泡時間環境下對未處理種子以及包衣處理種子的影響，從而研究浸泡環境對種子發芽率的影響。選取發芽率合格的玉米種子作為樣品，將其浸泡在沒有經過后期處理的溫水中，水溫控制在30 ℃即可，時間分別為浸泡節點和浸泡2、4、6 h。在前期工作中，技術人員需要浸泡種子，要注意將不同樣品同時浸泡。每個樣品可選取100粒種子作為基數，比較其生長情況。在溫度和光照時間方面，要求白天光照時間8 h、溫度控制在30 ℃左右，夜間光照時間16 h、溫度控制在20 ℃左右。

在此過程中，技術人員發現部分樣本的種子在第2天開始發芽，但發芽數量較少。為了確保發芽率數值的科學性與準確性，工作人員從發現發芽種子起便開始記錄信息，為后續研究提供數據。此種檢測方式需要嚴格按照玉米種子的出苗天數完成信息對比。最終結果顯示，浸泡2 h的玉米種子在自然生長環境下與農作物的相關數據并沒有明顯差異，浸泡4、6 h出苗提前了1.5 d左右；在發芽率方面，浸泡4 h的發芽率更高，浸泡2、6 h發芽率數據沒有明顯差別。

3.2 未處理以及包衣處理發芽率的影響

挑選4份玉米種子，第1種和第3種為包衣處理，第2種和第4種為沒有經過任何后續處理的玉米種子。浸泡種子的試劑是沒有經過化學處理的溫水，溫度30 ℃左右，浸泡時間為浸泡節點及浸泡3、4、5 h，pH值為6.2～7.3。先完成樣品種子浸泡，重復4次，之后將處理好的種子放置在完全相同環境下的培養床內完成種植，對比并觀察其后續的生長情況。在環境方面，要求白天光照時間8 h、溫度控制在30 ℃左右，夜間光照時間16 h、溫度控制在20 ℃左右。本試驗在第3天開始記錄具體信息[4]。

第1組種子材料浸泡后發芽率有明顯下降趨勢，其中浸泡4 h的種子變化程度最大。第2種沒有處理的種子在經過浸泡之后發芽率得到了顯著提升，浸泡時間越長，發芽越快，在第5天左右達到峰值，在第7天之后種子平均發芽率處于平穩提升的狀態。第3組為包衣處理的種子，在浸泡之后發芽率有明顯提升，在第7天之后雖然平均發芽率進一步增強但并不明顯。從時間角度來看，浸泡3 h處理為最佳，發芽率提升效果最強。第4種也是未處理的種子，溫水浸泡之后發芽率緩步提升，在第6天之后達到峰值狀態便不再明顯提升，與普通種子的數據幾乎保持一致。根據以上溫水浸泡后的種子數據信息顯示，將其與平均出苗率數據信息加以對照，發現出苗時間以及發芽率都有顯著提升；對于包衣種子，由于自身特性，在浸泡之后種子發芽率也會產生明顯變化。

3.3 溫水浸種下不同形狀玉米種子的發芽率

在試驗前，工作人員需要挑選4種不同種類的玉米種子，其中第1種為籽粒較小的偏粉質類型，第2種則是籽粒較大的硬質類型，第3種為偏粉質類型、籽粒較大種子，第4種為材質較硬的小型種子。在前期處理的過程中，依舊要準備沒有經過后期處理的溫水，溫度為35 ℃左右，pH值為6.2～7.3。浸泡時間分別為浸泡節點以及浸泡3 h。為了更好地滿足試驗需求，樣品數量各200粒，共400粒樣品。在試驗過程中，工作人員需要先行完成種子浸泡，所有浸泡工作要同時進行，并重復4次，每次使用50個樣本完成測試。在浸泡完成后，工作人員應將其包裹在濾紙中，按照發芽法的要求，均勻地擺放在濾紙的疊加區域，之后使用濕潤的濾紙放在上面，開始后續種子處理。在全部完成之后，要將其放置在自封袋中。需要注意的是，自封袋要提前設置好放氣孔。將所有的樣品放在同一層，使其可以在25～36 ℃左右的光照環境下自然生長，并觀察不同情況下玉米種子的發芽率。

試驗過程中，工作人員在第3天開始記錄信息。第1種樣本種子在浸泡之后發芽速度進一步提升，在第3天時發芽率可以達到40％左右，但在后續保持平穩的發芽狀態，數值有細微變化，第5天左右種子的發芽率達到峰值。第2種樣本種子在溫水浸泡之后于第4天左右發芽率開始有顯著提升，第7天發芽率的具體數值便高于平均發芽率15％左右，第5天為最佳狀態。第3種樣本種子在溫水處理之后雖然前期有明顯提高，但在第7天之后發芽率只高于平均數值4％左右，第5天達到峰值狀態。第4種樣本種子在溫水處理之后，雖然前期發芽率有所提高，但在第5天達到峰值之后沒有明顯的變化，與第3種類型相同，具體數值只高于平均數值3％左右。

3.4 小結

根據以上測試可以得出以下結論：溫水浸泡可以進一步縮短發芽時間，但這種浸泡形式對于包衣處理種子沒有明顯影響，包衣處理的種子不需要浸泡；質地以及籽粒大小也會對種子的發芽率產生影響，應該盡可能地挑選偏粉質類的種子；浸泡時間應控制在3～6 h，水溫控制在25～36 ℃，既可以保證種子的吸水效果，又能夠滿足預期的發芽率需求[5]。

4 結束語

本研究以不同類型的種子作為分析對象，圍繞種子活力測定法以及浸種時間階梯法開展了系統研究，分析了不同情況下玉米種子的發芽狀況，為玉米種植管理工作提供了數據借鑒。在后續工作中，相關人員應該進一步加強對快速檢測玉米種子發芽率方法的重視，運用試驗模擬以及模型搭建的方式了解影響玉米種子發芽率的因素，提高玉米種植質量，減少玉米種子等資源浪費，為節約種植成本和促進農戶增收提供保障。

參考文獻：

[1]王新宇，牛鵬帥，盧偉.基于光聲光譜深度掃描的單粒玉米種子發芽率無損檢測方法[J].華南農業大學學報，2020，41（6）：119-125.

[2]鄧本良，高曉曉，王玉倩.EDTA對重金屬鎘脅迫下玉米種子發芽率的影響[J].安徽農業科學，2020，48（19）：43-44，47.

[3]任夢云，杜龍崗，黃益峰.不同收獲時間對甜糯雙隱性玉米自交系種子質量的影響[J].浙江農業科學，2020，61（9）：1753-1756.

[4]周海寧，梁曉玲，孔廣超.玉米雜交種新玉41號和新玉54號種子成熟度與活力關系[J].新疆農業科學，2019，52（9）：1583-1590.

[5]韓海亮，蘇婷，王桂躍.高巧和立克秀種衣劑對鮮食玉米種子發芽率的影響[J].浙江農業科學，2019（8）：1006-1008.

（編輯：郭 瑞）

作者簡介：李立勇（1975—），男，漢族，遼寧瓦房店人，專科，農藝師，研究方向為種子選育生產檢測。