快速检测玉米种子发芽率方法研究

摘    要：为检测玉米种子的发芽率，帮助农户完成种子前期管理，相关人员应提高对快速检测玉米种子发芽率方法的关注。围绕快速检测玉米种子发芽率，以种子活力测定法及浸种时间阶梯法作为对象开展深入研究，为相关人员提供借鉴。

关键词：玉米；种子；发芽率快速检测；检测方法

文章编号：1005-2690（2023）12-0023-03       中国图书分类号：S513       文献标志码：B

种子发芽率会影响作物成活率及产量，是农业发展中非常重要的数据之一。研究快速检测玉米种子发芽率方法具有十分重要的意义。目前，我国研究人员针对快速检测玉米种子发芽率的方法加以分析，提出运用酶学原理等研究玉米种子过氧化氢酶活性的方法，监测玉米种子质量，加强对玉米种子发芽节点的了解，提升玉米种子的种植效率，为促进农户增收创造条件。

1 玉米种子发芽率快速检测的主要方法

种子发芽率是指正常生长环境下幼苗占据种子数量的比例。对于粮食作物来讲，发芽率的高低直接影响后续的产量以及质量，是衡量当年农业发展效果的重要指标。目前，我国部分区域种子发芽率较低的主要原因在于长期储藏环境下，种子受到外界因素的影响，出现严重衰老以致于无法正常生长。这不仅造成了严重的资源浪费，而且会影响玉米的种植效率。因此，我国研究人员将重点放在了种子发芽率快速检测方面，其中最为常见的方式包括发芽计数法等。此种方式准确性较强，但是得出结果往往需要7 d以上，无法满足快速检测的需求。

针对此种情况，技术人员对玉米种子生命活性开展检测，即通过分析种子的活性判断发芽率。在具体工作中，技术人员用染色图像辨析的形式对种子进行测定与观察。目前该技术已经成为快速检测方式中非常重要的一种技术，应用范围较广。还有一种方法则是测定种子发芽过程中的主要节点，通过对不同浸种时间的分析，了解玉米在不同环境下种子发芽的状况。此方式更加科学，因此成为快速检测中的主要技术方式。

相比于浸种时间阶段性检测技术，玉米种子活性技术的原理在于测定种子中的过氧化氢酶（CAT）含量。在具体工作中，技术人员会观察种子在存储过程中过氧化氢酶含量的变化，以此研究过氧化氢酶活性与发芽率之间的关系，推导出影响玉米种子发芽率的主要因素，满足测算农作物发芽率的目的[1]。

2 发芽率活性测定法试验

2.1 材料

在测试前需要准备不同类型的玉米、活性仪以及30％过氧化氢溶液试剂。除以上设备、样品以及试剂外，还需要注意以下几个方面的内容。一是测试应在无菌环境下进行，且需要将温度控制在适宜条件。二是必要时可以通过运用控制器的形式保持室内温度，需要提前准备温度控制器。

2.2 方法

为贴近玉米的存储环境，技术人员需要将玉米放在托盘中，并分别将其放置在40、50、60 ℃ 3种环境下，使种子可以在不同温度环境下老化。此时可观察种子的发芽状况并测定发芽率及过氧化氢酶的活性含量。本试验的重点在于过氧化氢酶含量的测定，工作人员需要粉碎玉米样本，完成过筛，取其中10 g作为样品，在其中加入100 mL水并搅拌10 min以上，取上层溶液到量杯中，之后放入活性仪，将过氧化氢溶液加入其中，10 min后测试活性仪参数。需要注意的是，试验全过程要按照国家标准完成，不得随意更改。

2.3 结果

2.3.1 玉米种子CAT活性与发芽率之间的关系

样本1型号的玉米在40、50、60 ℃环境下完成了储藏。测定结果显示，40 ℃环境下，随着时间推移，玉米种子的过氧化氢酶活性以及发芽率呈现整体下降趋势，在15 d之后下降速度进一步加快。在30 d左右，40 ℃环境下的玉米样本过氧化氢酶活性相比于最初的参数已经下降425 u，发芽率下降了5％左右。隨着温度条件的提高，此种现象进一步凸显。50、60 ℃储藏环境下，在12 d左右，玉米种子发芽率分别下降7％、19％，过氧化氢酶活性下降35％～50％。由此可见，不同温度环境下，过氧化氢酶活性以及发芽率会产生变化。整体来看，温度越高，CAT以及发芽率下降速度越快。为了测试不同储藏环境下活性以及发芽率变化的具体数值，技术人员完成了统计检验，相关性系数处于0.93～0.98，说明玉米种子CAT活性与发芽率之间存在非常明显的正相关关系[2]。

2.3.2 不同性状种子CAT活性与发芽率的相关性

为了进一步测试不同类型种子过氧化氢酶活性与发芽率之间的具体状况，针对郑单21号、鲁单981、农大3138号等类型的种子展开了详细研究。整体来看，不同类型的种子在过氧化氢酶活性与发芽率方面均不同，例如爆裂玉米的过氧化氢酶活性为1 472 u，发芽率为93.62％，但在同样的环境下，四单19号玉米种子的过氧化氢酶活性达到了2 572.6 u，发芽率达到98.7％。由此可见，过氧化氢酶活性与发芽率呈正相关关系。在进一步完成统计分析的过程中，技术人员发现二者有明显的线性相关关系，其相关性关系表达式为y＝0.036x＋88.506，相关系数为0.989。

2.3.3 不同大小种子CAT活性与发芽率的关系

将不同籽粒大小的郑单958玉米种子作为分析对象，选择长度为6、8、10、12 mm的种子作为样品，分析过氧化氢酶活性与发芽率之间的关系。根据具体数据来看，8 mm的种子在数值方面均高于10 mm的种子、低于12 mm的种子。由此可见，种子大小在过氧化氢酶活性以及发芽率方面并没有直接的影响。但过氧化氢酶活性以及发芽率本身存在一定的联系。数据显示，不同类型、不同大小的玉米种子在相关系数方面可以达到0.996。由此可以得出，不同类型以及不同大小的玉米种子在发芽率以及过氧化氢酶活性方面存在明显的正相关关系。

2.4 小结

对于不同种类玉米种子发芽情况来看，过氧化氢酶活性与发芽率之间存在非常明显的相关性。结合试验结果建立模型发现，当过氧化氢酶活性大于1 600 u时，发芽率可以达到95％左右；当过氧化氢酶活性处于450 u以下，受到过氧化氢酶活性与发芽率之间正相关关系的影响，发芽率在60％左右。

此种检测方式仅需要10 min的观察便可以有初步结果，因此在实际工作中能够满足玉米种子发芽率快速检测的需要，甚至可以被用于分析玉米种子活性质量的相关研究中。

根据酶学原理来看，过氧化氢酶活性数值变化与发芽率之间呈正相关关系。在不同的环境下，发芽程度越高，则说明种子的活性越强，相关系数可以达到0.934以上。在具体工作中，工作人员可以基于此分析种子的活性以及发芽状况，减少资源浪费，降低玉米种植的前期成本，为我国农作物生产的可持续发展奠定基础[3]。

3 其他测试方法

3.1 不同浸种时间环境下的发芽率检测

不同浸种时间环境下的发芽率检测主要是找到发芽率的具体时间节点，之后通过缩短发芽时间的形式，提升单位区域的发芽效率。在研究过程中，需要在前期完成种子浸泡等工作，以梯度试验形式为主，分析不同浸泡时间环境下对未处理种子以及包衣处理种子的影响，从而研究浸泡环境对种子发芽率的影响。选取发芽率合格的玉米种子作为样品，将其浸泡在没有经过后期处理的温水中，水温控制在30 ℃即可，时间分别为浸泡节点和浸泡2、4、6 h。在前期工作中，技术人员需要浸泡种子，要注意将不同样品同时浸泡。每个样品可选取100粒种子作为基数，比较其生长情况。在温度和光照时间方面，要求白天光照时间8 h、温度控制在30 ℃左右，夜间光照时间16 h、温度控制在20 ℃左右。

在此过程中，技术人员发现部分样本的种子在第2天开始发芽，但发芽数量较少。为了确保发芽率数值的科学性与准确性，工作人员从发现发芽种子起便开始记录信息，为后续研究提供数据。此种检测方式需要严格按照玉米种子的出苗天数完成信息对比。最终结果显示，浸泡2 h的玉米种子在自然生长环境下与农作物的相关数据并没有明显差异，浸泡4、6 h出苗提前了1.5 d左右；在发芽率方面，浸泡4 h的发芽率更高，浸泡2、6 h发芽率数据没有明显差别。

3.2 未处理以及包衣处理发芽率的影响

挑选4份玉米种子，第1种和第3种为包衣处理，第2种和第4种为没有经过任何后续处理的玉米种子。浸泡种子的试剂是没有经过化学处理的温水，温度30 ℃左右，浸泡时间为浸泡节点及浸泡3、4、5 h，pH值为6.2～7.3。先完成样品种子浸泡，重复4次，之后将处理好的种子放置在完全相同环境下的培养床内完成种植，对比并观察其后续的生长情况。在环境方面，要求白天光照时间8 h、温度控制在30 ℃左右，夜间光照时间16 h、温度控制在20 ℃左右。本试验在第3天开始记录具体信息[4]。

第1组种子材料浸泡后发芽率有明显下降趋势，其中浸泡4 h的种子变化程度最大。第2种没有处理的种子在经过浸泡之后发芽率得到了显著提升，浸泡时间越长，发芽越快，在第5天左右达到峰值，在第7天之后种子平均发芽率处于平稳提升的状态。第3组为包衣处理的种子，在浸泡之后发芽率有明显提升，在第7天之后虽然平均发芽率进一步增强但并不明显。从时间角度来看，浸泡3 h处理为最佳，发芽率提升效果最强。第4种也是未处理的种子，温水浸泡之后发芽率缓步提升，在第6天之后达到峰值状态便不再明显提升，与普通种子的数据几乎保持一致。根据以上温水浸泡后的种子数据信息显示，将其与平均出苗率数据信息加以对照，发现出苗时间以及发芽率都有显著提升；对于包衣种子，由于自身特性，在浸泡之后种子发芽率也会产生明显变化。

3.3 温水浸种下不同形状玉米种子的发芽率

在试验前，工作人员需要挑选4种不同种类的玉米种子，其中第1种为籽粒较小的偏粉质类型，第2种则是籽粒较大的硬质类型，第3种为偏粉质类型、籽粒较大种子，第4种为材质较硬的小型种子。在前期处理的过程中，依旧要准备没有经过后期处理的温水，温度为35 ℃左右，pH值为6.2～7.3。浸泡时间分别为浸泡节点以及浸泡3 h。为了更好地满足试验需求，样品数量各200粒，共400粒样品。在试验过程中，工作人员需要先行完成种子浸泡，所有浸泡工作要同时进行，并重复4次，每次使用50个样本完成测试。在浸泡完成后，工作人员应将其包裹在滤纸中，按照发芽法的要求，均匀地摆放在滤纸的叠加区域，之后使用湿润的滤纸放在上面，开始后续种子处理。在全部完成之后，要将其放置在自封袋中。需要注意的是，自封袋要提前设置好放气孔。将所有的样品放在同一层，使其可以在25～36 ℃左右的光照环境下自然生长，并观察不同情况下玉米种子的发芽率。

试验过程中，工作人员在第3天开始记录信息。第1种样本种子在浸泡之后发芽速度进一步提升，在第3天时发芽率可以达到40％左右，但在后续保持平稳的发芽状态，数值有细微变化，第5天左右种子的发芽率达到峰值。第2種样本种子在温水浸泡之后于第4天左右发芽率开始有显著提升，第7天发芽率的具体数值便高于平均发芽率15％左右，第5天为最佳状态。第3种样本种子在温水处理之后虽然前期有明显提高，但在第7天之后发芽率只高于平均数值4％左右，第5天达到峰值状态。第4种样本种子在温水处理之后，虽然前期发芽率有所提高，但在第5天达到峰值之后没有明显的变化，与第3种类型相同，具体数值只高于平均数值3％左右。

3.4 小结

根据以上测试可以得出以下结论：温水浸泡可以进一步缩短发芽时间，但这种浸泡形式对于包衣处理种子没有明显影响，包衣处理的种子不需要浸泡；质地以及籽粒大小也会对种子的发芽率产生影响，应该尽可能地挑选偏粉质类的种子；浸泡时间应控制在3～6 h，水温控制在25～36 ℃，既可以保证种子的吸水效果，又能够满足预期的发芽率需求[5]。

4 结束语

本研究以不同类型的种子作为分析对象，围绕种子活力测定法以及浸种时间阶梯法开展了系统研究，分析了不同情况下玉米种子的发芽状况，为玉米种植管理工作提供了数据借鉴。在后续工作中，相关人员应该进一步加强对快速检测玉米种子发芽率方法的重视，运用试验模拟以及模型搭建的方式了解影响玉米种子发芽率的因素，提高玉米种植质量，减少玉米种子等资源浪费，为节约种植成本和促进农户增收提供保障。

参考文献：

[1]王新宇，牛鹏帅，卢伟.基于光声光谱深度扫描的单粒玉米种子发芽率无损检测方法[J].华南农业大学学报，2020，41（6）：119-125.

[2]邓本良，高晓晓，王玉倩.EDTA对重金属镉胁迫下玉米种子发芽率的影响[J].安徽农业科学，2020，48（19）：43-44，47.

[3]任梦云，杜龙岗，黄益峰.不同收获时间对甜糯双隐性玉米自交系种子质量的影响[J].浙江农业科学，2020，61（9）：1753-1756.

[4]周海宁，梁晓玲，孔广超.玉米杂交种新玉41号和新玉54号种子成熟度与活力关系[J].新疆农业科学，2019，52（9）：1583-1590.

[5]韩海亮，苏婷，王桂跃.高巧和立克秀种衣剂对鲜食玉米种子发芽率的影响[J].浙江农业科学，2019（8）：1006-1008.

（编辑：郭 瑞）

作者简介：李立勇（1975—），男，汉族，辽宁瓦房店人，专科，农艺师，研究方向为种子选育生产检测。