曹郭鄭

（河南秋樂種業科技股份有限公司，河南 鄭州 450003）

玉米是我國三大農作物之一，種植面積和總產量近年來在主要農作物中位居首位。自新中國成立以來，玉米在解決溫飽問題、保障糧食安全、發展國民經濟及緩解能源危機等方面發揮了重要作用。要進一步提高玉米產量，必須重視優良玉米品種選育和推廣工作。目前，為降低玉米生產成本、簡化農事勞作，玉米播種精量化和單粒化已成為發展趨勢，這對玉米種子質量有更高的要求。2021 年11 月1 日起，強制性國家標準《糧食作物種子第1 部分：禾谷類》（中華人民共和國國家標準公告2020 年第21 號）正式實施，該標準明確了單粒播種子質量要求，將單粒播種子的發芽率指標定為93%，這也對種子活力提出了更高的要求。

種子活力表明種子的生長狀態和健康程度，是種子萌發生長的潛力以及應對不良環境的抗逆性和抗病性的總和，是種子好壞的重要衡量標準，可以通過發芽勢、發芽率、種子壽命、幼苗根長、幼苗株高、幼苗鮮/干質量、低溫冷凍發芽、抗逆性等特征來表示。高種子活力的種子，其幼苗成活率也高，在出苗期利于提高種子的生長速度并使幼苗健康，在生長期可以提高植株對不利自然環境和病蟲害的抵御能力，進而提升糧食產量。只有提高種子活力才能使種子發芽率、幼苗生長速度及整齊度、田間表現和種子耐貯藏性等各項有關種子質量的性狀得到提升［1］。因此，人們越來越關注如何提高種子活力。然而，玉米種子在貯藏、加工等過程中受多種因素影響，其活力會出現不可逆的逐漸降低現象，這會對種子公司的經營和農業生產造成損失。隨著現代生理學及分子生物學的發展，對種子活力的研究取得了顯著進展。鑒于此，就影響玉米種子活力的相關因素進行綜述，并提出種子活力檢測方法和應對策略，以期為玉米種子的貯藏和利用提供理論支持。

1 玉米種子活力的影響因素

玉米種子活力的影響因素有遺傳特性、種子大小、種子發育形成時的氣候條件、微生物侵染及種子處理等，總的來說可歸納為遺傳和環境兩方面的因素。遺傳因素決定了種子活力實現的可能性，而環境因素決定了種子活力表現的可能性。

1.1 遺傳因素

遺傳因素包括親本的遺傳特性、品種類別、雜種優勢利用方式、種子大小、形態結構和化學成分、種皮色澤和破裂性、生育期等，這決定了種子活力實現的可能性。遺傳因素不同，種子活力水平會呈現較大的差異。胚乳小與種皮皺縮的高賴氨酸玉米種子活力較一般玉米種子低。玉米種子活力存在著基因型上的顯著差異，一般認為種子活力是由微效多基因控制的。雜交種種子與母本種子萌發特性呈顯著相關或極顯著相關，而與父本種子無顯著相關性，暗示控制種子活力的因素可能存在于細胞質中。雜交種種子的各項活力指標表現為正向雜種優勢高于其雙親的種子活力值，這可能是由于雙親優勢互補雜種優勢所致。在一定程度上，玉米大粒型種子較小粒型種子有較高的出苗率，可產生較健壯的幼苗，這可能與大粒型種子干物質積累較多，在幼苗生長過程中能供給充足養分有關。特用玉米如甜玉米、糯玉米和爆裂玉米的發芽率和活力較一般玉米低，這可能與其甘氨酸含量過多、淀粉類型及蛋白質類型有關。

1.2 外界因素

環境因素也是影響種子活力的主要因素，包括種子成熟度、種子貯藏時間，以及種子貯藏環境等。

1.2.1 種子成熟度 種子發育到生理成熟時其種子活力最高，玉米種子活力最高時一般出現在授粉后40～45 d（蠟熟末期）。另外，種子的著生部位也影響種子的成熟度。研究表明，同一玉米品種的果穗中部籽粒活力大于頂部籽粒活力［2］。種子成熟度越高，在貯藏過程中其發芽率和活力降低的越少，說明種子的成熟度越高，其耐貯藏性就越好。

1.2.2 種子貯藏時間 玉米種子經過一段時間的貯藏后，活力會出現不同程度的下降趨勢。貯藏時間越長，降低幅度越大。具有高活力的種子其耐貯性較強，活力下降較緩，但這也受品種類別的影響。在各項活力指標中，發芽勢、活力指數和電導率能比較明顯地反映種子的活力變化情況。陳舊玉米種子幼苗的株高與新種子幼苗株高相比，無明顯差異；新種子的發芽勢、發芽率和活力指數均高于陳舊種子的發芽勢、發芽率和活力指數。隨著貯藏時間的延長，脂膜過氧化會使種子內部營養物質如蛋白質、淀粉等的含量下降，而溶酶體失活可加快營養物質的降解速率，從而使得玉米種子的活力降低。種子在貯藏過程中，種子活力的下降發生最早，發芽勢次之，發芽率再次之。條件合適的情況下，玉米種子貯藏2 a 后，仍具較高發芽率，但活力較低；而貯藏3 a 后，種子的活力和發芽率均嚴重下降。

1.2.3 種子貯藏環境 水分、溫度、倉蟲和微生物等也會給種子的貯藏帶來影響。通常種子含水量和溫度是影響種子耐貯性的2 個重要外界因素。需要注意的是，在貯藏時，降低種子含水量的效果大于降低溫度的效果。通常每降低1%的含水量相當于環境溫度降低10 ℃，所以溫度和水分互作也較大程度上影響種子的質量和耐貯性。入庫時種子水分必須達到安全標準，玉米種子水分低于12.5%可滿足安全貯藏要求，密閉貯藏時玉米種子水分應低于11%。溫度影響種子代謝活動的強度，為了維持玉米種子較高的活力，通常將溫度控制在10 ℃以下。貯藏環境應做好清倉與消毒，防止倉蟲如玉米象、谷盜和老鼠侵害，同時避免微生物滋生，從而影響種子活力。

1.2.4 其他因素 在種子收獲、脫粒、精選分級和包裝過程中造成的種子破損，也會影響種子活力。雜交穗上種子活力具有位置效應，處于果穗中上部的種子具有較高的發芽率和活力。在生產、流通和加工過程中受病菌感染也會降低種子活力。當前商品化玉米雜交種有較高的包衣率，使用配方合適的種衣劑包衣的玉米種子，其活力一段時間內會有一定程度的提升，但不利于長時間存放。不同溫度下不同品種種子活力相關性狀如發芽率、活力指數與苗干/鮮質量間呈極顯著相關性［3］。對同一品種來說，千粒質量或體積與種子活力呈正相關關系。但不同品種的玉米種子活力高低不能僅依靠某個種子活力指標來判斷。

2 種子活力的檢測方法

玉米種子活力測定應用較為廣泛的方法主要有低溫發芽測定法、幼苗生長測定法、電導率測定法、加速老化試驗法和抗冷測定法等。用不同方法測定同一玉米種子樣品，活力結果是有差異的。研究表明，低溫發芽試驗法對指導田間生產更具實際意義［4］。但在實際操作過程中，應考慮到當地試驗條件和玉米生長環境等因素，選擇實用、高效、重復性好的測定方法。下面以標準發芽試驗和低溫發芽測定法為例進行闡述。

2.1 標準發芽試驗

對用作基質的砂子進行篩選去除雜質，用清水洗后于160 ℃條件下烘干滅菌3 h，備用。隨機選取待檢品種 800 粒種子（4 次重復，每個重復 200 粒），用2%的次氯酸鈉溶液浸泡3 min，用蒸餾水清洗3 遍，去除種子表面的次氯酸鈉，備用。參照《農作物種子檢驗規程：發芽試驗》（GB/T3543.4—1995），到第 4 天統計發芽勢，第7 天統計發芽率。每個重復選取有代表性的20 株幼苗，測量其鮮質量。相關名詞解釋：

發芽勢：第4 天的發芽率。

發芽率：第7 天的發芽率。

發芽指數：GI=ΣGt/Dt。式中，GI為發芽指數；Gt為第t天的發芽數；Dt為發芽天數。

活力指數：VI=GI×S。式中，VI為活力指數；S為20 株幼苗鮮質量的平均值。

發芽指數高，表明種子發芽快、種子活力高；活力指數既可體現種子的發芽速度，又能指示幼苗生長的強弱。

2.2 低溫發芽測定法

將完成消毒的玉米種子置于溫度為6 ℃、相對濕度為95%的條件下處理3 d。取出后用25 ℃的蒸餾水沖洗2 遍，浸泡5 min，轉移至25 ℃條件下發芽。7 d 后測定發芽率和活力指數，以判斷種子活力。

3 種子活力應對策略

針對種子活力的影響因素，在科學的檢測方法前提下，可采取必要的措施以保證較高的種子質量，進而提升產品和種子公司市場競爭力。

3.1 培育高活力品種

雜交種種子活力與親本基因型有關［5］，應在品種選育階段予以篩選，尤其在母本自交系選擇時，應選擇較高種子活力的自交系，以保障雜交種有較高的種子活力。同時，規范親本擴繁程序，可采用一年足量繁殖、多年貯存、分年使用的方法，嚴控擴繁代數，以保持親本種性和純度，延長使用年限。

3.2 建立優勢制種基地

根據品種類型建立優勢制種基地，選擇條件好、穩定成熟的種子生產基地，確保隔離條件及劃分（空間、時間、屏障）符合要求，嚴管播種株行距、錯期、去雜、去劣、去雄、保純、收獲、晾曬等關鍵環節。其中，應嚴格執行種子生產過程中的4 次檢查。初始檢查：確認種子田，檢查內容包括前茬作物、隔離距離和邊界、親本行比、地勢和排灌條件等；花前檢查：確認是否正確去雜，檢查內容包括親本品種特性及生長情況，隔離及邊行是否滿足要求等；開花期檢查：應在母本1%～2%吐絲時進行定期檢查，檢查內容包括母本吐絲率和去雄情況、父本去雜情況、異型株率等；收獲前檢查：鑒定病株、異型株，確定收獲時間及存放場地，避免混雜。

3.3 適期收獲

玉米雜交種最適收獲期為蠟熟末期，此時籽粒接近生理成熟，具有最高的質量潛力。收獲過早，種子發育不完善，含水量高，干物質積累不足；收獲過遲，種子會暴露在降雨、病蟲和鳥害等的不良環境中，同時遭受凍害的風險增加，種子易衰老，將致使種子活力下降，并且不利于貯藏和保管。

3.4 及時降水與脫粒

果穗收獲后，要及時進行降水干燥作業，通常分為自然降水和機械烘干2 種。自然降水就是利用自然條件降低玉米種子含水量，達到安全貯藏水分的標準，采用的方式有站稈扒皮、高茬晾曬、搭架晾曬等，可將種子含水量降至16%以下。機械烘干是利用烘干機對果穗或籽粒干燥降水，通常種溫不高于43 ℃，時間不超過96 h。脫粒和精選過程應盡可能避免因機械損傷而引起病蟲害侵染，主要措施有2個：一是種子含水量不高于15%；二是調試好精選機，防止堵塞。經過清選和精選分級，可以進一步提高種子純度、凈度和質量。

3.5 安全貯藏

入庫前做好精選分級和質量檢測，清除破碎粒和不成熟粒，嚴控種子水分，一般不超過13%，南方過夏則應低于12%。入倉前要對倉庫進行維檢、清倉、消毒和熏蒸。入庫后要嚴格管理，保證干燥和低溫的環境，確保種子貯藏質量。如果條件允許，可以采用氣調貯藏，利用機械脫氧或生化脫氧減少環境中的氧氣，從而延緩種子衰老。轉運種子時應避免環境的驟然變化，以免影響發芽率。貯藏期間做好防潮和檢查工作，出倉前要對種子進行發芽率和種子活力的測定。

3.6 科學加工（包裝與包衣）

種子精選分級后進行合理包裝，以質量分裝為主。大包裝有1 000 kg 袋和50 kg 袋，小包裝每袋2～10 kg，以尼龍編織袋為主，可防止混雜和吸濕回潮，同時可提高種子商品性，便于運輸和銷售。加工成品過程中可以選用優質種衣劑進行包衣，殺菌防蟲的同時也能促進玉米根系發育，提升發芽率和種子活力，達到全苗壯苗的目的。例如，目前廣泛使用的種衣劑有殺菌劑如精甲霜靈、戊唑醇、嘧菌酯和咯菌腈等，殺蟲劑如吡蟲啉、噻蟲嗪、丁硫克百威和溴氰蟲酰胺等。

3.7 播種前曬種

播種前曬種也是提高種子活力簡單有效的手段之一［6-13］，曬種可以改善種皮的通透性，激發種子內部生理代謝活動，還可以利用太陽光中的紫外線殺滅種子表面的病原菌，減少玉米生長過程中病蟲害發生率，進而提高種子活力。通常在播種前連續曬種 2～3 d 即可。

3.8 物理處理

種子預處理的物理手段通常有電磁場、輻射等。電磁場處理可增加發芽率，提升幼苗出苗質量，促進光合作用和吸肥能力，表明種子活力得到提高。磁化水處理也有類似效果，這可能與提升種子抗氧化酶活性，改善內源激素的分泌有關。一定時間低劑量的輻射可促進種子生長，提高種子活力，尤其對質量較低的種子來說，效果更佳，這可能與酶的活化和膜功能的改善有關。低頻電流可提高種皮透性和酶活性，加速種子生理代謝，一定程度上也會增加種子活力。

4 展望

玉米是我國種植面積及產量第一大作物，種業產業化程度較高。種子質量作為種子企業核心競爭力之一，其各項指標，尤其是種子活力，應受到重視。由于發芽率的測定是在種子最適宜萌發的條件下進行的，而實際播種后的外界條件往往不甚理想，常出現高發芽率的種子反而出苗不好的現象，給種植戶造成經濟損失。然而，目前還有部分種子企業用發芽率來預測種子的田間出苗率。

相對于傳統的發芽率測定，活力測定能更準確地預測玉米種子的田間出苗情況，也為科學用種、防止生產事故發生提供了有效手段。因此，對玉米種子活力的影響因素、檢測方法和應對策略進行了綜述，建議按照活力測定結果制定正確的用種方案，促進種子管理與應用科學化。