梯度密度有機介質分選煙草種子的質量比較

潘威++馬文廣++鄭昀曄

摘要：利用正己烷、三氯甲烷組成的梯度密度有機介質的浮力，將煙草種子分選成不同的密度等級。結果發現，密度區間處于1.0～1.2 g/mL的煙草種子發芽勢、發芽率最高，同等萌發時間內胚根長度最長，整齊度高，活力最強；0.9～1.0 g/mL種子次之；密度小于0.9 g/mL和大于1.2 g/mL種子則較差。梯度密度有機介質分選的精度明顯優于傳統風選、篩選、水選，不會影響種子生理性質，不會影響種子發芽，成本低廉、操作簡單，效果顯著，具有規模應用、取代傳統分選方法的潛在可能。

關鍵詞：有機介質；煙草種子；發芽勢；發芽率；密度；分選；生理性質

中圖分類號： S572.04文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2017）08-0071-04

精選分級可以剔除種子中的混雜物，去除不飽滿或劣變的種子，提高種子的精度級別，進而最大限度地提高種子凈度、發芽率和活力[1-3]。隨著消費者對商品種子質量要求的提高，實行種子精選分級已成為種子加工的一種必要手段[4-5]。目前，煙草種子的精選主要是通過風選[6-7]、篩選[8-9]、水選[10-13]等方式進行，傳統風選、篩選方式的分選精度較差，容易造成機械損傷，勞動強度高但效率低下，越來越無法滿足現代生產需要；水選或鹽水選由于種子吸水，會影響種子生理生化性質和種子貯藏，甚至引起霉變[14]，如何改進精選方法，提高精選效率和精度，進一步提高種子活力和萌發整齊度，成為種子科技發展的新方向和種子生產企業亟待解決的問題[15-16]。正己烷、三氯甲烷密度分別為0.69、1.48 g/mL，極易互溶，可快速配制出0.7～1.4 g/mL之間任意密度有機介質；此外，這2種物質都不溶于水，含水量極低，不易影響種子生理性質，這些特性使得兩者組成的有機介質將煙草種子高精度、無損傷分選為不同密度等級成為可能。

1材料與方法

1.1供試材料

云煙110、K326、云煙105、MS云煙97的種子來自玉溪中煙種子有限責任公司，正己烷和三氯甲烷購自西隴化工股份有限公司，含量均≥99%。種子風選機來自玉溪中煙種子有限責任公司，篩選所用套篩為16～60目，孔徑為0.3～0.6 mm。

1.2試驗方法

1.2.1種子的有機介質分選脫粒：將收獲煙草蒴果進行晾曬、干燥至種子自然脫粒，含水量低于6%，篩除蒴果皮屑；取剛剛干燥、脫粒后的煙草種子，利用16目篩子篩除大塊的蒴果皮屑。

密度梯度分選：取上述煙草種子30 g，放入200 mL燒杯中，加入100 mL密度為0.7 g/mL有機介質溶液，充分攪拌 2 min，靜置5 min，待種子分為3層且各層種子數量不再改變，取出上層和中層種子，平鋪于雙層濾紙上，置于通風櫥內2 h，陰干至表面無液體，收集種子記為ρ0.7。將燒杯內液體介質倒出，經濾紙過濾后密封陰涼處保存備下次重復使用。取出下部種子，重復以上步驟依次加入到0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 g/mL 有機介質中進行分選，得到的種子分別命名為ρ0.8、ρ0.9、ρ1.0、ρ1.1、ρ1.2，最后落于下部的種子命名為ρmax；將獲得的各密度區間煙草種子平鋪于濾紙上，陰涼通風處，25～30 ℃，2～3 h，陰干表面液體，分別收集保存。

1.2.2種子風選和篩選分別取MS云煙97和云煙110干燥、脫粒種子，利用風選機風選，然后經30～50目套篩選反復篩選，至無肉眼可見雜質且無不飽滿種子落下為止，定義為CK。

將部分CK種子按照上述有機介質密度分選方法，只使用密度為1.0、1.2 g/mL的有機介質，將CK種子直接分成ρ<1.0、1.0<ρ≤1.2、ρ>1.2這3個密度區間。

1.2.3種子水選分別取同一批號未精選云煙110種子各8 g，分別加入到50 mL清水、50 mL 1.0 g/mL 石油醚和三氯甲烷組成的液體有機介質當中，充分攪拌，待種子分層，分別在靜置0.5、3.5、12 h后，在各時段部分取出下部種子，陰干至原始含水量，并檢測種子發芽質量。

1.2.4種子質量檢測測定各個密度區間種子質量，計算其質量分數，分別取各個密度區間種子，測定其含水量、發芽勢、發芽率、發芽指數、胚根長度等。在培養皿中墊2層濕潤濾紙，每個培養皿中均勻放置100粒種子，3次重復，種子置于光照培養箱內，25 ℃，每天光照12 h，發芽期間保持濾紙濕潤。以胚根長度大于種子長度為準計數，分別在發芽后5 d記錄種子發芽勢，發芽后7 d記錄發芽率；并計算發芽指數，發芽指數GI=∑（Gt/Tt），式中：Gt為不同時間的發芽數，Tt為發芽時間）；在第7天，每個處理的3個重復均隨機選擇20粒種子，測定其胚根長度，并計算平均值。

1.2.5煙株農藝性狀調查分別將云煙110、K326、云煙105、MS云煙97等4個品種正常生產優質良種與有機介質分選出的密度區間1.0～1.2 g/mL種子同天播種，進行漂浮育苗，50 d左右，挑選壯苗，同天內移栽至玉溪中煙種子公司同一溫室大棚內，統一管理。在中心花開放期，按照YC/T 142—2010《煙草農藝性狀調查測量方法》，分別調查4個品種優質良種與有機介質分選種子長成煙株的典型性農藝性狀，每個品種調查15株，取平均值。

2結果與分析

2.1不同密度區間煙草種子質量比較

將云煙105、K326、MS云煙97、云煙110共4個品種剛收獲的煙草種子利用正己烷和三氯甲烷配制的不同密度的有機介質分別分級為7個密度區間。對于4個品種種子而言，ρ1.1、ρ1.2密度區間的種子質量分數均最高，分別為91.6%、918%、76%、71.34%；它們7 d發芽率也最高，分別達到986%、97.7%、95.7%、95.7%，質量優秀，明顯高于其他區間；代表種子活力的發芽指數也是這2個區間明顯最高；另外，萌發相同時間后，這2個區間種子胚根長度也最長，高于其他區間種子；ρ1.0種子的質量分數、發芽率、發芽指數、胚根長度等質量指標均次之，不如ρ1.1、ρ1.2區間；而ρ0.7～ρ0.9、ρmax種子所占比例較小，發芽率、發芽指數、胚根長度等指標明顯較低，種子質量較差（圖1、表1）。結果表明，有機介質密度分選的方法對不同品種的煙草種子都能適用，且其每個品種各密度區間種子質量變化趨勢一致；分選后只保留ρ1.1、ρ1.2這2個密度區間種子，即可明顯提高種子發芽率，提高種子萌發整齊度，提高種子活力。

2.2有機介質密度分選與風選、篩選的效果比較

實際生產中，煙草種子的精選主要是通過風選與篩選組合使用來實現的。風選主要利用種子重力的差異來分離，篩選利用種子尺寸和形狀差異進行分離，若遇到重力、尺寸、形狀與優質良種差異較小的雜質或劣種，利用這些方法就無法預期效果。由表2可以看出，通過傳統風選、篩選組合使用，在反復精選至最優情況下得到的種子CK，仍無法有效將ρ0.7～ρ1.0、ρmax等密度區間種子完全去除掉，而這些種子質量較低，其存在必然會影響種子整體質量；而梯度密度有機介質分選可輕易將CK中不同密度區間種子分級出來，密度區間在ρ1.1～ρ1.2的種子發芽勢、發芽率均明顯提高，相對于CK而言，MS云煙97發芽率由89.6%提高至95.3%，而云煙110由92.3%提高至95.2%，說明該法分選效果明顯優于傳統精選方法，能夠進一步提高種子質量。

2.3有機介質分選與水分選的效果比較

將同一批號煙草種子分別利用相同密度的清水和有機介

質同時分選。由表3可以看出，對于同批種子，隨著其在分選介質中分選時間的增長，清水分選下部種子發芽率從95.0%降至84.3%，明顯變差，這可能是種子吸收了水分，使密度小的種子密度增加，沉入底部導致的；而有機介質分選從0.5～12 h，分選后種子發芽質量基本保持一致，介于92.0%～95.0%，說明有機介質不易被煙草種子吸收，不會影響分選效果，更不會影響種子生理生化性質。

2.4有機介質分選對煙草品種純度的影響

有機介質對種子發芽不會產生影響，其是否會影響種子內部品質和品種純度[17-20]也是需要探索的問題。本研究調查了有機介質分選出的4個品種種子長成正常煙株的農藝性狀，并與正常優質良種長成煙株的農藝性狀進行對比。由表4可以看出，對于4個品種煙株而言，有機介質分選出的種子與正常優質良種長成煙株的自然株高、打頂株高、腰葉長、腰葉寬、節距、徑圍、自然葉片數、有效葉片數、莖葉夾角等均無明顯差異，典型性農藝性狀完全一致，說明有機介質分選不會對煙草的品種純度造成影響。

3討論與結論

用正己烷和三氯甲烷配制的不同密度有機介質取代傳統的風選、篩選或水選，可以將煙草種子分成不同的密度等級，研究發現，密度處于1.0～1.2 g/mL 的種子發芽勢、 發芽率最高，質量最好，活力最高；0.9～1.0 g/mL種子次之，密度 <0.9 g/mL 和>1.2 g/mL的種子則質量較差。正己烷與三氯甲烷能夠以任何比例互溶，極易配制不同密度有機介質；兩者均不溶于水，含水量極低，不會如水介質一樣滲透種皮進入種子內部，即對種子生理生化性能無影響；傳統水選過程中，隨分離時間延長，種子會吸收水分，密度會發生改變，影響分選效果，有機介質不會被吸收而改變種子密度；有機介質易揮發，干燥效率更高。大批量分選時，可直接利用1.0、1.2 g/mL 有機介質經2次分選去頭、去尾即可獲得高活力種子，該方法能夠清除種子表面灰塵，提高種子精度，有效提高種子萌發整齊度，能選出發芽最好的密度區間種子，進一步提高種子發芽率，具有規模應用并取代傳統分選方法的潛在可能。

從4個品種發芽結果來看，密度區間0.9～1.0 g/mL種子仍有大部分能夠萌發，說明該密度區間種子分選精度可以提高至0.01 g/mL，以進一步提高選種質量和數量；另外，分選中密度大于1.2 g/mL的種子數量很少，且種子發芽很差，原因可能是該部分種子具有極其細微的表皮損傷或破裂，這種損傷導致其可以吸收有機介質后沉入液體底部，造成高密度的假象。

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