种子生物学和生理生化基础种子活力

作物生产技术专业/教学资源库种子生物学和生理生化基础--种子活力王金玲2020.2发芽率=田间出苗率?作物生产技术专业/教学资源库田间出苗率与室内发芽率存在差异。作物生产技术专业/教学资源库作物生产技术专业/教学资源库作物检测项目种子批1234蚕豆发芽率93929597田间出苗率84716882三叶草贮藏前发芽率9090909012月贮藏后发芽率71906689雀麦运输前发芽率94969390运输后发芽率87197453同一种子批的发芽率和田间出苗率比较作物生产技术专业/教学资源库种子活力——种子质量的重要指标种用价值的主要组成部分种子田间出苗密切相关种子发育、成熟、萌发、贮藏、寿命、劣变等生理过程紧密联系。作物生产技术专业/教学资源库作物生产技术专业/教学资源库生活力（休眠种子）发芽率（低活力）高活力种子作物生产技术专业/教学资源库一、种子活力种子活力：种子迅速整齐萌发的发芽潜力、生长潜势和生

产能力。（郑光华：种子的健壮度）种子生活力：指种子发芽的潜在能力或种胚具有的生命力，

亦指活种子所占的百分率。种子发芽力：种子在实验室条件下发芽并长成正常幼苗的能

力，通常以发芽势、发芽率表示。（一）种子生活力

四唑（2，3，5—氯化三苯基四氮唑）染色测定法（二）种子发芽力一般以发芽势（种子的发芽速度和整齐度）和发芽率表示。种子发育过程中发芽力变化：随种子发育逐渐提高，完熟期达最高（无休眠品种）随成熟而升高，但到成熟后期又下降，即低--高--低（有休眠期品种）生长发育阶段不具发芽力，收获贮藏一定时间后才产生发芽力（银杏、毛茛、香榧、修兰花）（三）种子活力决定种子和种子批在发芽和出苗期间活性水平和行为的该种子特征的综合表现。（ISTA，1978）在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗和长成正常幼苗潜在能力的总称。(AOSA，1980)种子活力不是一种单一的测定特性，而是一种用以表达种子批各方面特性的综合表现：1.发芽期间的一系列生物化学变化如酶的反应和呼吸强度；2.种子发芽和幼苗生长的速度和整齐度；3.田间出苗和生长的速度和整齐度；4.在不良的环境条件下，贮藏，运输后种子的出苗能力。5.活力强度可持续影响植株的生长、作物的整齐度及产量和

产品质量。（四）影响种子活力因素

内因：遗传因素作物品种杂种优势种皮颜色出土类型硬实

硬实对机械损伤的敏感性化学成分幼苗形态低温发芽性1.不同作物、不同品种

种子大小、发芽特性受基因控制。当在发芽率相同的情况下，田间出苗率或成苗率常会不一样。作物种子大小发芽率%成苗率%玉米、豌豆大粒9585-95（强）大豆、松柏中粒9560-80（中）烟草、苜蓿小粒9530-50（弱）不同作物种子的发芽率与成苗率2.杂种优势种子萌芽%幼苗鲜重mgDNAugRNAug杂种F110010354443亲本1857945310亲本2807845299杂交玉米F1及其亲本品系活力的差异主要是由于种子萌发和幼苗生长过程中：线粒体互补作用，促进蛋白质、RNA和DNA的迅速合成，呼吸代谢效率高。3.种皮破裂性种皮对种子有保护作用，有些作物种子如土豆、菜豆的某些品种，在种子成熟后种皮会自然破裂，降低了种皮保护作用，促进了种子老化变质从而降低了活力。4.种皮颜色通常白色种皮与种皮破裂性有连锁遗传关系。如白色菜豆种皮有自然破裂特性，而有色菜豆则种皮不易破裂。5.子叶出土类型子叶出土型的种子：如大豆、菜豆、棉花等，具有2片肥大的子叶，遇黏重、板结土壤就难于顶出土面或者子叶易被折断，降低了田间出苗率，这类种子不适宜于深播。子叶留土型的种子：如蚕豆、豌豆，虽然也有两片肥大子叶，由于子叶不出土而是由形似针矛状的幼芽顶出土面，受黏重板结土壤影响小，故出苗率高。6.硬实

种皮不透水性，使种子吸水缓慢，发芽延迟，发芽整齐度及出苗率降低。（播种前破除硬实）近年来育种工作者将硬实基因引人某些品种，增强种皮保护作用，使种子老化延缓，并防止种子吸胀时营养物质的渗出。通常硬实性是多基因控制的。（贮藏期间）硬实性相当容易从某些品种中消除，可以选择硬实性较低的品种或者选择具有一定硬实性的品种。7.对机械损伤的敏感性机械损伤因种皮性质和种子形态而受影响。种皮厚度：种皮薄且软（芝麻）

＞种皮厚且坚硬，易受机械损伤（亚麻）种子形状：扁平形的种子＞圆形种子

种子大小：大粒品种＞小粒品种（大豆）8.化学成分玉米种子：赖氨酸：高赖氨酸种子小而皱缩，活力降低。含糖量：甜玉米种子含糖分高，胚乳皱缩，不耐贮藏，

降低种子活力。

9.幼苗形态结构大豆幼苗下胚轴特性：下胚轴具有较为坚实的遗传特性，使

子叶易于顶出土面，有利于出苗和成苗。玉米芽鞘开裂性：某些品种具有芽鞘开裂的遗传特性，使种

子难于出土，降低田间出苗率，并影响到

以后植株的生长发育。

育种---选择有利特性，淘汰不利特性，提高种子活力。

10.低温发芽性品种间抗低温能力不同。有的品种低温发芽时胚根易裂开而影响出苗有些大豆和玉米品种萌发期间抗寒力强，低温发芽性好，田间出苗率高。

11.作物成熟期成熟期延长，遭受不良环境条件高温、低温、多雨、干旱的机会增加，使种子发育成熟受到影响，加速种子老化劣变而降低种子活力。育种：选育适合当地气候条件的适当成熟期的品种。（四）影响种子活力因素

外因：环境因素土壤肥力种植条件气候条件种子成熟度机械损伤干燥过程贮藏条件微生物及害虫1.土壤肥力小麦：提高土壤含氮量，可提高种子蛋白质含量，增加种子大小和

重量，提高种子活力和产量。豌豆：土壤缺硼，不正常幼苗增加；

土壤缺锰，胚芽损伤、子叶空心。大豆：土壤中铝的含量较高时，种子活力降低；花生：种子对矿物质特别敏感，当土壤中缺硼和钙时，其种子发育

不正常，子叶发生缺绿现象，幼苗下胚轴肿胀；土壤缺钙、缺镁条件下产生的种子幼根易发生破裂和种皮破裂，降低种子活力。2.栽培措施栽培密度与种子品质密切有关。

密植：通常会降低种子大小和重量，降低种子活力；影响田间通风透光，增加田间温湿度和病害蔓延，促使植株

早衰，致使种子发育不良而降低种子活力。水分条件：

适当灌溉，促进作物生长发育和种子饱满度、提高种子活力。

发育期间过分干旱缺乏灌溉，种子变轻、邹缩而影响种子活力。3.气候条件

是影响母株生长的重要条件。种子成熟期间的温度、水分、相对湿度是影响种子活力的重要因素。为了生产优质种子，必须选择环境适宜的地区建立专门的种子生产基地。应选择在种子成熟季节风和雨少、天气晴朗、土壤肥沃、适当灌溉地区为宜。4.种子成熟度

成熟度与种子大小、重量和活力密切相关。一般种子活力水平随着种子的发育而上升，至生理成熟达最高峰。如：甜瓜

种子开花后22-47d分期采收，种子发芽力随着种子成熟度提高而增加。种子成熟度与开花顺序密切有关，因此不同部位的种子成熟度也有差异。如：棉花

下部果枝的棉铃成熟早，但未及时采收，暴露于田间条件下多长，种子在植株上自然老化而降低活力。

中部棉铃成熟充分，及时采收，种子质量好，活力高，可留种。

上部棉铃成熟度差，活力低，不宜留种。种子机械损伤（损伤率）

种子干燥、精选、袋装、运输、贮藏过程中，遭受的机械损伤与收获时种子含水量有关。

种子水分低，质地较脆易破损，折断，水分高，种子质软易擦伤或碰伤，严重时会损失种胚，使种子不能发芽或幼苗畸形，降低种皮保护作用，加速种子老化劣变。

玉米：种子水分14%，机械损伤为3～4%种子水分8%，机械损伤为70～80%种子水分14～18%，损伤较轻

种子水分8～12%和20%：损伤较重

种子干燥（温湿度控制）种子成熟采收后及时进行干燥，延迟干燥、干燥温度过高都将使种子活力降低。干燥方法：提高温度，降低环境相对湿度。

种质资源采用干燥剂降低种子环境相对湿度。注意：干燥不当，干燥温度过高，干燥剂比例过高，会使种

子脱水过速，导致种子胚细胞损伤。种子贮藏

温度、湿度、氧气种子微生物及仓虫

种子贮藏期间，微生物仓虫的生命活动加速种子劣变，损害种子的完整性，失去发芽出苗能力。（五）种子劣变发生

种子劣变：种子活力在达真正成熟时最高，然后便进入活力下降的不可逆变化，这些不可逆变化的综合效应称为种子劣变。种子活力高低决定于：遗传性，发育环境种子活力下降的速度决定于：收获，干燥，加工，贮藏

条件

1.种子劣变的形态特征种皮颜色变深变暗，油质种子走油胚干湿，失去光泽细胞核异常，染色质结块、细胞器解体、弱苗、小苗、畸形苗多，苗期延长，整齐度下降。

2.种子劣变的机理—劣变是一个渐进、累积的过程

大分子物质变性A、核酸的降解与合成受阻：RNA、DNA含量低，ATP生成

量少。B、结构蛋白质变性：失去活化能力，分生组织坏死，合成

酶活性降低，水解酶活性升高。C、酶活性：DNA聚合酶、RNA聚合酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、ATP酶、脱氢酶、细胞色素氧化酶以及谷氨酸脱羧酶活性降低，甚至丧失。

膜系统损伤

膜漏现象明显：内含物外渗，脂质团形成，细胞