种子活力

• 种子的干燥温度，对种子生活力的保持 亦有重大影响。一般作物的成熟种子在 日光下曝晒一定时间是适宜的，但对未 熟种子，大豆、花生、某些玉米品种种 子，直接在烈日下曝晒不利于生活力的 保持。
• ③氧气和二氧化碳 • 氧气和二氧化碳与种子的呼吸作用或（和）脂 肪氧化有密切关系，因此对种子寿命亦有影响， 但其作用较为次要，在低温低湿条件下可以不 必考虑。在种子水分较高情况下密闭缺氧保管 （种子和微生物大量消耗氧气，同时增高二氧 化碳含量），可使高水分粮食一定时期内安全 保藏，但对种子生活力的保持有不良影响。
• (3)长命种子 • 寿命在几十年以上。北京植物园曾对从泥炭土 层中挖出的沉睡千年的莲子进行催芽萌发，后 来竟开出花来。远在更新世(距今10 000年前) 时期埋入北极冻土带淤泥中的北极羽扁豆种子， 挖出后可在实验室里迅速萌发，这些都是长命 种子。据美国加利福尼亚大学报道，种子寿命 在10年以上的植物有700多种；在100年以上的 有60多种；500年以上的有20多种。
影响种子寿命的环境
• 种子寿命的长短并不是绝对的。例如，小麦种子寿命 一般为2年，但如果在干燥、低温条件下保存，则可延 长到10年；杨、柳树的种子，暴露在空气中通常几小 时，几星期即丧失萌发力，但如将其放在相对湿度13 ％的冰箱内，则寿命可延长至几年。 • 可见，种子寿命的长短除受其自身遗传基因决定外， 还与种子的贮藏条件密切相关。一般来说，在干燥、 低温条件下，种子的寿命较长；反之，高温、潮湿的 环境（湿、热环境使种子呼吸加强，贮藏物消耗加快， 同时放出热量，加快病菌繁殖、害虫滋生，使种子发 霉变质），则易使种子丧失生活力。
种子活力概念的逐渐明确
• 开初以在良好条件下成苗能力作为种子好坏的 标志。 • 1931年Stahl提出萌发速度应是种子活力的标准。 • 1950 年 Frank 提出，测试种子在人工基质培养 和适宜环境条件下的萌发是“萌发试验”，而 在与土壤相似的状态下所进行的测定才是“活 力试验”，两者有所区别。 • 1950年国际会议上，已把种子活力(vigor)，和 生活力 (viability) 明确地区分开来，并把 Vigor 确定为种子品质的一个独立因素。
• ③种子的发育状况和生理状态 • 种子的发育状况和采收时的成熟度，影响到种 子的大小饱满度和化学成分。凡小粒、不饱满 种子的呼吸强度比正常种子强得多，因为前者 有较大的比表面，吸湿性和气体交换能力较强， 而且胚部在整个子粒中所占比例也较大。未熟 种子中可溶性物质含量较高，酶的活性较强， 且种皮的保护性又较差，这些都是引起贮藏不 稳定性的因素。
• 以上的吸水平衡曲线的各阶段数值，对 于油质种子来说是不相符的，因为油分 是疏水胶体，种子中的水分全部集中于 油分以外的亲水胶体（蛋白质、淀粉等） 部分，因此种子的含油量愈高，种子贮 藏的安全水分数值愈低。
• 对于适宜干藏的种子来说，在种子水分5%～ 14%范围内，水分每增加2.5%，种子寿命缩短 一半； • 在14%以上，由于微生物的损害而使种子生活 力加速衰退； • 在5%以下，属于超低水分，对于芝麻、油菜、 大、小麦种子生活力的保持有利，而对许多作 物种子有不良影响，但种子水分低于2%，也可 能损害某些种子的生活力。
• 种子的寿命具有种间和品种间的差别，同时又 受到各种环境因素的影响。一般而言，豆科、 锦葵科、睡莲科种子寿命较长，葫芦科、大戟 科、梧桐科中也有许多长命种子 • 有人观察、测定了1400个植物种及变种的种子， 其中有49种经过半个世纪以上的贮藏，尚能保 持其生活力，在这49个种中，豆科种子占了37 种。
• 长命种子中有许多是硬实，种皮保护性 能良好，外界水分不能进入种子。但长 命种中另有一种类型是种皮具有透水性， 种子长期处于吸胀饱和状态而仍能保持 其生活力，它们可能处于持续的休眠之 中。 • 因此长命种子具有不同的生理特性及延 续生命的机理。
影响种子寿命的内因
• ①种皮性质 • 许多寿命特别长的种子是硬实，种皮的保护性 能很强，种子的含水量极低。在许多作物种子 中，发现硬实率的高低与种子寿命有密切关系。 不同作物和品种间种子寿命的差异，其首要因 素在于种皮的致密程度和保护性能。如黑皮大 豆比浅色种皮的耐藏性好，菜豆亦有同样情况， 皱皮豌豆比一般豌豆短命，红皮小麦比白皮小 麦长命。
种子活力的生理生化
(The physiological and biochemical aspecfs of seed vigor)
种子寿命
• 种子从成熟到丧失生活力所经历的时间， 称为种子的寿命(seed longevity)。 • 生产上种子寿命以半活期为标准。半活 期系指种子从收获起，至发芽率下降至 50%所经历的期限。
• 三个明显的阶段说明了水分吸收和解吸的不同情况。 • 第一阶段种子含水量很低，种子的一部分化学结构很 牢固地与水分子结合，这种水分极难从种子中蒸发出 去。 • 第二阶段的水分子与种子胶体结合得不很紧密，但在 接近下限的水分仍很难从种子中除去，而接近上限的 水分可以在强烈日光的曝晒下容易从种子中蒸发出去。 对于大多数种子来说，这部分水分用直线表明相对湿 度和含水量之间的平衡关系。 • 第三阶段的水分子呈游离状态存在于细胞和组织的间 隙中，这部分水分很容易从种子中除去，在阴干条件 下亦能从种子中蒸发出去。 • 第三阶段和接近第三阶段的水分，能显著地促进种子 的衰老和劣变，为了种子的安全贮藏，必须除去这些 水分，并防止水分提高而进入第三阶段。
• (1)短命种子 • 寿命为几小时至几周。如杨、柳、榆、栎、可 可属、椰子属、茶属种子等。柳树种子成熟后 只在12h内有发芽能力。杨树种子寿命一般不 超过几个星期。酢浆草的种子从荚果放出后， 只有新鲜时才能发芽，干燥后就失去生活力。 • (2)中命种子 • 寿命为几年至几十年。大多数栽培植物如水稻、 小麦、大麦、大豆、菜豆的种子寿命为2年； 玉米2～3年；油菜3年；烟草4~5年；蚕豆、绿 豆、豇豆、紫云英5～11
• 目前研究的方向分两方面 • 一是从细胞、细胞器到酶、核酸、激素 等分子水平进行 • 二是从种子个体与群体，以及群体与环 境的关系，来探索种子的生理生态和产 品的数量质量
• 以往常把种子生命力(vitality)、生活力(viability) 和活力(vigor or vigour)混为一谈，有的书刊作 为同义语使用，其实三者是有概念上差别的。 • (1).生命力(vitality) • 生命力是指种子有无生命活动的能力，是种子 有无新陈代谢能力和生命所具属性。有则为活 种子(Life seed)。反之为死种子(death seed)。各 种种子生命力既由其遗传基因所决定，又受到 环境因素所影响。基因型(genetype)能控制生理 生化活动，而生理生化活动又受到环境条件调 节，故生命力和生境有着一定的统一性。
• 种子中可溶性糖含量较高，容易引起微生物的活动 和蔓延，促使生活力提早丧失，因此蔬菜豌豆和甜 玉米比一般品种种子较难贮藏。 • 必须强调一点，有些种子中油分含量很高，但寿命 却仍保持较长，如瓜类、陆地棉、烟草等。这些作 物种子的种皮都很致密，足以证明种皮的保护作用 比化学成分对寿命的影响显得更为重要。 • 种皮性质和种子的化学成分主要由遗传性决定，但 种子的发育条件和发育状况也有一定影响。
• 1953年国际种子检验协会成立了种子活力委员 会，推动了种子活力的理论和实践研究。活力 下降就引起种子发芽力减低，采用灵敏度较大 的测定方法可预测贮藏前，贮藏中的种子活力， 及时得出不良贮藏，不宜贮藏条件下的种子质 量，从而避免大量播种和小量收获的弊害。 • 美国每年由于种子活力下降而损失的谷物价值 超过10亿美元。预测种子活力还能指导粮食贮 存中的盲目性和减少消耗率。
• ②温度 • 温度是影响代谢强度的重要因素，因此低温有 利于延长种子的寿命。据研究，种子贮藏最有 利的温度是-10℃至-20℃，甚至在超低温的液 态氮（-196℃）中贮藏，亦可显著有利于绝大 多数种子寿命的延长。 • 据研究确定，贮藏期间种子温度在0～50℃范 围内，温度每增高6℃，种子寿命降低一半。 低温库可以在很大幅度内延长种子的寿命，在 常规贮藏条件下，应通过各项管ility) • 又叫发芽力或发芽率。种子生活力高， 则发芽率高，生活力低，则发芽率低， 是生产上常用的术语。 • (3).活力(vigor) • 又叫生长力或健壮度。种子活力高，则 核酸合成多，胚的生长快，出苗率会高。
• ④仓虫和微生物 • 仓虫和微生物都是影响种子寿命的不利 因素，应贯彻防重于治的方针，做好入 仓前的清仓消毒工作及控制种子含水量， 使损失降至最低限度。
• 在种子资源保存中，为了最大限度地延长种子 的寿命，需要采用最优良的条件贮存种子 • 目前采用的措施是将种子的含水量降至6%～ 10%，密封在金属罐中，置于-10℃条件下，贮 存室的相对湿度保持30%，而一般的国家种子 库的条件要求较低，温度保持-1℃，种子水分 和空气湿度的要求则与上述条件相同。
• ④种子的机械损伤 • 种子在收获和加工过程中，不可避免地发生一些机械 损伤，使种子失去完整性，降低了种皮的保护作用， 增加了种子的暴露面，使它容易受到环境因素和仓虫、 微生物的影响，甚至直接伤及胚部，严重降低种子发 芽力或产生畸形幼苗。 • 种子的大小和种子加工时的含水量均影响到机械损伤 的程度，批量种子中特别大的种子和含水量很低的种 子容易受伤，但含水量过高又易于压扁种子。玉米、 花生等种子胚根部位突出，脱粒时受伤的百分率比一 般种子为高。
• ②化学成分 • 种子中某些化学成分的含量与种子寿命相关。 主要是脂肪、可溶性糖和抗氧化剂（维生素E、 酚类物质等）。种子中脂类物质的含量及性质 均影响生活力的保持，一般来说，种子含油率 高和油分碘价较高，容易发生脂肪氧化而致生 活力衰退和丧失。 • 禾谷类的主要作物种子含油率差异不很明显， 但不同作物种子间寿命的差异还是较大，分析 其原因，至少有以下两种可能：一是种子表面 覆盖物的保护作用大小有别；二是胚部含油量 的差异。如麦类种子的胚部含油率为12%～ 26%，而玉米种子则为33%，事实上玉米种子 的寿命在禾谷类种子中是比较短促的。
种子活力的概念
(The introduction of seed vigor)
• 发芽率和出苗率是两个概念。
• ①发芽率往往是指在实验室最适条件下 测得的数据 • ②出苗率一般是指田间山野的变化条件 下统计的结果
• 两批发芽率相同的种子，出苗率可能相同，也 可能相差甚远。这是由于种子整齐度、抗逆力 和劣变度不同的缘故。 • 发芽率和成苗率相差小，则表现种子活力高； 相差大，则表现种子活力低。 • 种子生物特性与出苗率、整齐度、生长速度、 抗逆能力、甚至生物产量有哪些直接关系 ? 能 不能预测出来 ? 为此，就必须探讨活力问题。
• 种子在贮藏以前虽则经过干燥，种子含水量已 降至安全水分以下，但由于种子是亲水胶体， 具有相当强的吸湿性，贮藏期间的种子水分不 可避免地随着仓内相对湿度和温度的变化而改 变。 • 在一定温度条件下，恒定（连续稳定）的相对 湿度可以使种子达到某一含水量，因此种子含 水量与空气相对湿度的关系可以绘制成吸收平 衡的S型曲线
• ①水分 • 种子贮藏期间的相对湿度影响种子的含水量， 高湿不仅使种子的代谢作用增强，还有利于仓 虫和微生物的发育与蔓延，因此控制入库前的 种子水分和贮藏期间的相对 • 湿度是十分必要的。对于绝大多数作物种子来 说，充分干燥是延长生命的必要条件，需要长 期保存的种子，安全含水量要求在60%或45% 相对湿度中平衡的水分。
• 种子在贮藏以前受到某些不良条件的影响，如 受过潮或受过冻，均会引起生理状态的异常。 提高了种子中水解酶和呼吸酶系的活性，种子 中的可溶性物质含量增高，即使恢复正常条件， 也不能使种子完全恢复原来的状态，因此贮藏 寿命显著缩短。 • 总之，种子的发育状况和生理状态决定了种子 的原始生活力，而原始生活力的高低与种子寿 命有着极为密切的关系。