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物理农业

物理农业与无毒农业

 
 
 

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种子活力测定  

2010-05-05 10:37:46|  分类: 温室设备与技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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最近有好几个有关种子的处理机具要鉴定,试验一个接一个,种子发芽率、活力以及纯度都要检测。物理因子电磁场、磁场、光以及与其他物质相混合处理,处理后检测的指标包括发芽率、发芽势、活力、微生物污染程度等。检测结果表明,所有物理因子处理种子都会引起损伤,但这个损伤可以随着时间自行修复,7天或14天就可恢复到以前的发芽率。

一、原理

由于指示活力特性和指标是多种多样,而且因不同作物或种子生理发芽特性不同,幼苗生长表现各异,因此活力测定的方法也是种类很多。大致可将这些方法分为直接法和简接法两大类:所谓直接法,是利用实验室可控制的条件,模拟田间不良的因素,观察种子田间出苗能力或幼苗生长的整齐健壮的程度。如玉米低温试验、棉花低温发芽,及大小麦砖砂试验(低温及机械抑制力)等。间接法是在实验室中测定与田间出苗力相关的种子特性、生理生化特性指标,如酶的活性、呼吸强度、种子浸泡液的电导率等。如何正确选用活力测定方式是很重要的,通常应该考虑以下几点:首先是所采用的方法,其测定结果能否真正反映一批种子的活力水平;其次是所用方法要简单易行,节用费用;第三是测定方法最好能快速及时;最后是测定结果要有重演性,即不同地区、不同实验室所测结果比较一致。

二、目的要求

1、了解种子活力测定原理和生产意义。

2、掌握重要种子活力测定方法和评定标准。

三、材料和器具

1、材料准备不同活力的大麦、小麦、玉米、大豆和豌豆等种子样品。

2、器具培养箱、老化箱、老化盒、电导仪、天平、玻璃培养皿、发芽纸或滤纸、烧杯、镊子、尺子等。

四、方法和步骤

(一)幼苗生长测定 

本法适用于具有直立胚芽和胚根的禾谷类和蔬菜类作物种子。

其测定方法是取试样4份,各25粒种子。取发芽纸3张(30cm×45cm),取其中1张画线,先在纸长轴中心画一条横线,距顶端15cm。并在其上、下每隔1cm画平行线。在中心线上平均间隔画25点,在每点上放1粒种子,胚根端朝向纸卷底部,再盖二层湿润发芽纸,纸的基部向上折叠2cm,将纸松卷成4cm直径的筒状,用橡皮筋扎好,将纸卷竖放容器内,上用塑料袋覆盖。置于黑暗恒温箱内培养7d,温度为正常发芽所规定温度,然后统计苗长:计算每对平行线之间的胚芽或胚根尖端的数目,按下列公式求出幼苗平均长度:

种子活力测定 - 物理农业先生 - 物理农业 

式中:L    胚芽平均长度(cm);

n    每对平行线之间的胚芽尖端数;

x    中点至中线之间的距离(cm)。

发芽试验中不正常幼苗不统计长度。

直根作物种子可用直立玻板发芽法测定其幼根长度:取滤纸2张,其中1张划1条中线,用水湿润贴在玻板上。将25粒种子等距排列在中心线上,将另1张滤纸湿润后盖上,将玻板以70º角直立置于水盘内,放在25℃黑暗下培养3d后测量根的长度,计算平均值。据报道莴苣种子发芽3d的根长与田间出苗密切相关。

(二)幼苗评定试验

幼苗评定试验适用于大粒豆类种子,这些种子不能用幼苗长度表示活力,因其细弱苗可达相当的长度。此法是采用标准发芽方法,幼苗评定时分成不同等级。豌豆种子试验方法如下:取试样4份,各50粒种子。将1~2mm的粗沙清洗消毒后加水,使保持最大持水力约15%(W/W),放入4个容积为15cm×20cm×10cm的聚乙烯盒中,移于生长箱或培养箱中,于20℃、相对湿度95%~98%、光照12h、光强度12000lx培养,经6d后取出幼苗洗涤干净,进行幼苗评定,先将种子分成发芽和不发芽两类,再将幼苗分成三级:①健壮幼苗。胚芽强壮、深绿色。初生根强壮或初生根少而有大量次生根。②细弱幼苗。胚芽短或细长,初生根少或较弱,但属正常幼苗。③不正常幼苗。根或芽残缺或根芽破裂,苗色褪绿等。第一级为高活力种子,第二级为低活力而具有发芽力的种子,一、二级相加即为种子发芽率。

(三)发芽速率测定

这是一种最古老和最为简单的方法,适用于各种作物的活力测定。其方法是采用标准发芽试验,每日记载正常发芽种子数(牧草、树木等种子发芽缓慢,可隔日或隔数日记载)。然后按公式计算各种与发芽速度有关的指标。发芽速度表示的方法很多,如初期发芽率、发芽指数、发芽平均日数,以及到达规定发芽率(90%或50%)所需的日数等,还可用发芽指数结合幼苗生长率(活力指数)表示。

(1)初期发芽率测定  许多作物种子如小麦、大豆、玉米等采用计算3d发芽率,也可采用计算发芽势或初次计算发芽率。

(2)发芽日数测定  发芽达90%所需日数或达50%所需日数测定。后者可适用于发芽率较低的种子样品。

(3)发芽指数测定

种子活力测定 - 物理农业先生 - 物理农业

式中:Gt    在不同(7d)的发芽数;

      Dt    发芽日数;

      ∑    总和。      GI值与活力成正相关。

(4)活力指数测定

活力指数(VI)=GI×S

式中:S    一定时期内幼苗长度(cm)或幼苗重量(g);

      GI    发芽指数。

(四)低温发芽试验

    此法主要适用于棉花,也可用于高梁、黄瓜、水稻等。棉花早春播种常遇低温,会引起胚根损伤,下胚轴生长速率降低,棉花发芽最低温度一般为15℃。本法采用18℃低温模拟田间低温条件,其试验方法与标准发芽试验基本相同。种子置砂床后于18℃、黑暗条件下发芽,培养6d(硫酸去绒)或7d(未去短绒),检查幼苗生长,凡苗高达4cm或以上的即为高活力种子。

此法也可用纸巾卷发芽,用30cm×45cm的湿润发芽纸一张,置放50粒种子(类似于纸间发芽),上盖一张湿润的发芽纸,将两层纸松卷成筒状,筒直径约为4cm,用橡皮筋扎住筒两端,斜放在桶或盒内,容器上顶留有10cm的空间,用塑料袋套住容器,用橡皮筋扎紧。将容器置于18℃黑暗下处理7d。到时间后将种子分成正常幼苗和不正常幼苗,计算正常幼苗从根尖到子叶着生点的距离,凡达到4cm或以上的作为高活力种子。

(五)TTC定量法

(1)测定原理  氧化态的无色的氯化三苯基四氮唑(TTC),接受了活种子呼吸过程脱氢酶所产生的氢,而变成还原态的红色三苯基甲月替。种子染色后经丙酮提取,在分光光度计上测定光密度值,或从标准曲线查出TTC含量(mg/ml),以定量计算脱氢酶的活性。其光密度高或TTC含量高,则表明种子活力强。

(2)标准曲线的配制  在容器瓶中配0.1%TTC母液(即1000mg/ml)。取5ml容量瓶5只,每只瓶中加入极少量(粒数)的强还原剂连二亚硫酸钠(Na2S2O4),以便将四唑还原成红色的甲,用微量注射器分别加入0.1%TTC溶液25、50、75、100、150ml,并加入定容,摇匀,配制成每毫升含有5、10、15、20、30mg的标准溶液。在490nm波长的72-1型分光光度计下,分别测定其光密度,并绘出标准曲线图。

(3)TTCH含量测定  将待测种子浸泡至充分吸胀,除去种皮,剥出种胚(大粒种子)或整粒种子(中、小粒种子),每个样品取数量相同的颗粒(如种子大小均匀时,还可称鲜重),重复三次。将样品放入具塞试管中,加10ml  0.1%TTC溶液,试管放置在38℃左右的恒温水浴中,加盖保持在黑暗条件下,时间长短随种类而异,一般1-3h即可,尔后倾出TTC溶液,以中止反应,用水冲洗样品2~3次,以粗滤纸吸去浮水,观察并记录样品染色部位、程度,并按圆形法记录。同时将样品倒入研钵,加少许分析纯石英砂及丙酮,充分研碎,把研磨液全部倒入容量瓶中,再用丙酮冲洗研钵2~3次,并倒入容量瓶,定容并摇匀。将部分提取液倾入10ml离心管中,于3000转/min下离心5min,吸出一定量的红色上清液,供比色用。若上清液混浊,可加入1%的NaCl溶液数滴(以溶液达到清亮为度)。在72-1型分光光度计490nm波长测量光密度值。再从标准曲线中查出相应的还原态TTC量。

(4)简化TTC定量法  为了简化测定手续,也可略去标准曲线的配制和换算TTC含量等步骤,按上述说明进行样品的浸泡、染色、提取和光密度测定,直接按光密度的高低,评定种子活力的高低。

(六)种子浸出液的电导率测定

(1)测定原理  种子随着衰老或损伤,细胞膜中的脂蛋白变性,分子排列改变,渗透性增加,则其内部的电解质(如糖分、氨基酸和有机酸等)外渗增多。如果把这种衰老种子浸在无离子水中,电解质外渗而扩散到水中变为混浊,则其中存在带电的离子,在电场的作用下,离子移动而传递电子,具有电导作用。因此,一般来说,种子愈衰老,水中的电解质愈多,电导率愈高,活力愈低,成反比关系,从而可用电导仪测定种子浸出液的电导率,间接地判断种子批的活力水平,评价种子质量。

(2)仪器设备和用品

①玻璃或塑料烧杯  这是用于浸种时存放种子的容器,其杯的直径最好是80mm±5mm。杯的清洁度是十分重要的,使用前或用后应用热水洗净,最后用无离子水清洗。杯中的清洁度可用定期测量杯中无离子水的电导率来检查。

②无离子水  可用无离子水和重蒸馏水,但不能使用电导率大于每厘米20mΩ的水。使用前应先在20℃放置至少24h。

③电导仪  我国目前通常使用上海第二分析仪器厂生产的DDS-11A型电导仪。

(3)测定方法

①取样称重  中小粒种子可数50或100粒,大粒种子可数25或50粒,重复2-4次,称重精确到0.01g。

②种子浸泡  将每份种子倒入烧杯中,用定量加水器加入定量的无离子水(按种子大小而定,30-250ml),加盖,以防水分蒸发和灰尘污染,并备二只杯,装同量无离子水,以作对照,然后将全部处理放在20℃下18-24h。

③电导率测定  利用网兜,将浸渍种子滤出,然后把浸出液倒回原杯,用作测定。

按电导仪的使用 说明,将浸入式电极浸入浸出液里,测出电导值。

④活力评价  凡是电导率低的种子批为活力强的,反之,则弱。如果经过电导率与田间成苗率相关关系的研究,就可确定每种作物、每个品种种子质量分级的电导值,评定种子批的种用价值,指导播种。

(七)加速老化测定

(1)测定原理  一般认为,高活力的种子批在一定范围的恶劣条件下,忍受能力强,而低活力种子忍受能力弱。经恶劣环境(高温高湿)加速老化后,种子已发生内部的劣变,再放在正常发芽条件下培养,使其内部的劣变表现出来,则可从幼苗形态的正常或异常状态,以及死亡率的高低,判断种子活力的强弱。凡是经老化处理后,受影响较小而仍保持较高的正常幼苗比例的种子批,则耐藏性好,活力强,田间成苗率高;反之,则差。

(2)设备

①加速老化箱或恒温培养箱。

②加速老化容器  这种容器要求能湿,又备有网架,可放置种子,但又使种子不接触水分,保持老化条件的一致性。

(3)处理方法  目前通常应用的有两种处理方法:

①快速人工老化法  清洗老化容器,底部加适量的水,装好网架,数取种子100或50粒,4次重复,分别放在老化容器的网架上,盖上盖子,移入恒温培养箱,用40-45℃和100%相对湿度,处理1-10天。处理温度和时间因种子种类而不同(见表6-1),最适的老化时间可根据经验加以调整。如要研究老化的最适时间,采用高、中、低活力(从发芽力确定)的三个种子样品,选好温度和100%相对湿度,以时间加以调节。在老化处理后,高活力种子仅有少数种子死亡,中活力种子有相当部分死亡,低活力种子则大多数死亡,则可认为,这种条件是该种种子老化处理的理想条件。

②缓慢人工老化法  基本处理方法同上,但不同之处是用35-37℃较低的温度和75%较低的相对湿度,处理数周或数个月的较长的时间。一般油质种子处理1-10周,而蛋白质种子处理1-10个月。

(4)活力评价  经老化处理后,凡是正常幼苗百分率高的,为活力强的种子批;反之,则为低活力种子批。

如老化处理与种子贮藏时间或田间成苗率同时进行试验,那么就可从其相关关系中找出相应的数值,用于实际的指导。

 

表6-1  不同作物种子加速老化试验的温度和时间

(ISTA,1995)

作      物

温度(℃)

时间(h)

推荐:大豆

建议:苜蓿、菜豆、油菜、甜玉米、莴苣、洋葱

      胡椒、红三叶、高羊茅、番茄、小麦

      黑麦草

      法国菜豆

      玉米

Mungbean

高粱、烟草

41

41

 

41

45

45

45

43

72

72

 

48

48

72

96

72

 

五、结果报告

计算各种活力测定结果,评定不同种子批的活力差异。

六、思考题

1、您认为种子生活力和种子活力有何异同点?

2、请您分析一下不同活力测定方法的特点和生产意义。   3、为什么过高或过低的种子水分会影响到电导率测定结果?

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