CN107094397A - 一种快速无损检测作物种子活力的方法 - Google Patents

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张春庆
温大兴
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    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
    • A01C1/02—Germinating apparatus; Determining germination capacity of seeds or the like
    • A01C1/025—Testing seeds for determining their viability or germination capacity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N5/00—Analysing materials by weighing, e.g. weighing small particles separated from a gas or liquid

Abstract

本发明涉及一种快速无损检测种子活力的方法；先用近红外光谱测定作物种子蛋白相对含量，再测定作物种子样品的粒重；种子的蛋白绝对含量＝种子蛋白相对含量×粒重；作物种子中蛋白绝对含量值越高，作物幼苗株干重和种子活力就越高。本发明能够显著提高种子活力的检测速度，只需10分钟左右即可检测一个样品，现有的种子活力检测方法的检测时间较长，短的需要几小时至几十小时，长的需要10天左右。且现有检测方法检测完种子活力后不能用于播种和继续贮藏；本发明无需对种子进行特殊处理，检测后仍可用于播种和继续贮藏。

Description

一种快速无损检测作物种子活力的方法
技术领域
本发明涉及种子活力的检测方法，具体涉及一种快速无损检测作物种子活力的方法。
背景技术
目前，国内外种子科学领域比较公认的种子活力定义是ISTA(InternationalSeed Testing Association，国际种子检验协会)和AOSA(Association of Official SeedAnalyst，美国官方种子分析协会)的定义。ISTA的定义是在理想条件下对种子活力的描述，较抽象，即“种子活力是决定种子或种子批在发芽和出苗期间的活性水平和行为的那些种子特性的综合表现。表现良好的为高活力种子，表现差的为低活力种子”。与之相比，AOSA的定义突出了“广泛田间条件”，更易理解，即“种子活力是指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”。
长期以来，人们多用发芽率来衡量种子的播种品质，但生产中常遇到发芽率与田间出苗率不相符的情况，便试图寻找一种能准确预测种子田间出苗情况的指标，种子活力应这种生产需要被提出。目前，测定种子活力的方法主要有三大类：发芽法、逆境法和生理生化法。发芽法利用标准发芽试验测定种子萌发速度、幼苗健壮程度和活力指数等相关指标来判断种子活力高低。逆境法是将种子置于不同的逆境条件下处理，高活力种子抗逆力强，经逆境处理后仍能萌发，其结果与田间出苗率较为一致，如加速老化法和低温测定法。生理生化法主要包括电导率法和四唑测定法。这些方法都需要对种子进行处理，测定种子活力后不能再用于播种，发芽法和逆境法耗时长。
为了加快种子活力检测的速度，国内外很多研究者对传统方法进行改进或建立了新的方法，其中的部分方法有所改善，但还有待进一步提高。
发明内容
为了加快种子活力的检测速度,本发明提供了一种快速无损检测作物种子活力的方法；本发明通过无损测定种子的蛋白绝对含量来评价种子活力的高低，不仅能缩短种子活力检测时间，最重要的是不损伤种子，而且检测后的种子仍可用于播种或继续贮藏。本发明能够显著提高种子活力检测速度，还可应用于高、低活力种子的分选。
发明人经研究发现，种子的蛋白绝对含量与幼苗单株干重成极显著正相关，新收获的种子或短时间贮藏的种子发芽指数相差不大，活力指数主要受幼苗株干重影响，因此，蛋白绝对含量较高的种子活力较高。不同作物种子的蛋白绝对含量与幼苗单株干重的回归方程可能不同，但相关关系规律一致。基于上述研究，本发明提供了一种无损检测种子活力的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种快速无损检测作物种子活力的方法，先用近红外光谱测定作物种子蛋白相对含量(单位：％)，再测定作物种子样品的粒重；种子的蛋白绝对含量(单位：mg)＝种子蛋白相对含量×粒重(单位：mg)；通过种子的蛋白绝对含量确定作物种子活力高低；作物种子中蛋白绝对含量值越高，作物幼苗株干重和种子活力就越高。所述粒重为用于检测的所有作物样品的总重量。
在本发明中，所述的粒重可以是单粒重、百粒重或千粒重等(单粒重通常由百粒重或千粒重计算，粒数越多，误差越小)。如：单粒种子的蛋白绝对含量(mg)＝种子蛋白相对含量×单粒重；100粒种子的蛋白绝对含量(mg)＝种子蛋白相对含量×百粒重，1000粒种子的蛋白绝对含量(mg)＝种子蛋白相对含量×千粒重。
本发明与现有的检测方法相比，具有以下优势：
1)现有的种子活力检测方法的检测时间较长，短的需要几小时至几十小时，长的需要10天左右。而本发明的检测方法只需10分钟左右即可检测一个样品，且操作简单。
2)现有的种子活力检测方法需要对作物种子进行处理，如发芽、老化、切割等，检测完种子活力后不能用于播种。本发明的检测方法无需对种子进行特殊处理，检测后的作物种子仍可用于播种或再继续贮藏。
附图说明
图1快速无损检测种子活力的技术方案流程图。图中实线箭头为建立回归方程的步骤，虚线箭头为用待测样品验证本方法的步骤。
图2小麦种子蛋白绝对含量与幼苗株干重的回归分析。图中方程为回归方程，R2为相关系数。图2表明小麦种子蛋白绝对含量与幼苗单株干重呈极显著正相关。
图3玉米种子蛋白绝对含量与幼苗株干重的回归分析。图中方程为回归方程，R2为相关系数。图3表明玉米种子蛋白绝对含量与幼苗单株干重呈极显著正相关。
具体实施方式
实施例1快速无损检测小麦种子活力
1材料
选取30个小麦样品，每个小麦样品中选取100粒种子用于标准发芽试验，建立回归方程；然后用2个小麦样品A和B进行种子活力检测验证。
2方法
(1)种子蛋白绝对含量的测定
首先，选取用于测定标准发芽试验的种子样品100粒；先用近红外光谱测定小麦种子蛋白相对含量(％)。其次，测定100粒种子样品的百粒重。单粒种子蛋白绝对含量(mg)＝种子蛋白相对含量×百粒重/100。
(2)幼苗株干重的测定
用标准发芽试验测定幼苗株干重。标准发芽试验：采用砂床，石英砂的直径为0.05mm-0.8mm，砂的含水量为60％饱和含水量，将湿砂混匀后放入发芽盒内，刮平底砂后小麦种胚朝上放置种子，种子摆放完毕后再盖2cm含有60％饱和含水量的石英砂覆盖种子。根据国际种子检验规程规定的发芽温度和发芽天数进行标准发芽试验。小麦的发芽温度为20℃，发芽天数为8天。发芽试验结束后，统计正常苗数量，从幼苗上去掉种子，然后将幼苗清洗干净。幼苗在105℃杀青30min，80℃烘干至恒重，称重后计算单株干重。
(3)建立回归方程
以种子蛋白绝对含量(mg)为横坐标，幼苗株干重(mg)为纵坐标做30个小麦样品的散点图，拟合回归方程(图2)。y＝1.5736x+9.9571，R2＝0.8046
(4)评价小麦种子活力验证
两个待测小麦种子活力的样品A和B的蛋白绝对含量分别为6.840mg和5.692mg，因此A比B的种子活力高。将A和B的蛋白绝对含量代入回归方程计算的株干重预测值分别为20.721mg和18.914mg，通过标准发芽试验测定的A和B的株干重实测值分别为19.917mg和18.456mg，也说明A比B的种子活力高，种子活力的预测结果和实测结果一致。株干重预测值与实测值相差分别为4.036％和2.484％，因此相差不大，该方法用于评价小麦种子活力结果可靠。
实施例2快速无损检测玉米种子活力
1材料
选取10个玉米样品，每个玉米样品中选取100粒种子用于标准发芽试验，建立回归方程；然后用2个玉米样品C和D进行种子活力检测验证。
2方法
(1)种子蛋白绝对含量的测定
首先，选取用于测定标准发芽试验的种子样品100粒；先用近红外光谱测定玉米种子蛋白相对含量(％)。其次，测定100粒种子样品的百粒重。单粒种子蛋白绝对含量(mg)＝种子蛋白相对含量×百粒重/100。
(2)幼苗株干重的测定
用标准发芽试验测定幼苗株干重。标准发芽试验：采用砂床，石英砂的直径为0.05mm-0.8mm，砂的含水量为60％饱和含水量，将湿砂混匀后放入发芽盒内，刮平底砂后玉米种胚朝上放置种子，种子摆放完毕后再盖2cm含有60％饱和含水量的石英砂覆盖种子。根据国际种子检验规程规定的发芽温度和发芽天数进行标准发芽试验。玉米的发芽温度为25℃，发芽天数为7天。发芽试验结束后，统计正常苗数量，从幼苗上去掉种子，然后将幼苗清洗干净。幼苗在105℃杀青30min，80℃烘干至恒重，称重后计算单株干重。
(3)建立回归方程
以种子蛋白绝对含量(mg)为横坐标，幼苗株干重(mg)为纵坐标做10个玉米样样品的散点图，拟合回归方程(图3)。y＝2.1847x+1.1916，R2＝0.8592
(4)评价玉米种子活力验证
两个待测玉米种子活力的样品C和D的蛋白绝对含量分别为32.85mg和37.86mg，因此D比C的种子活力高。将C和D的蛋白绝对含量代入回归方程计算的株干重预测值分别为72.96mg和83.90mg，通过标准发芽试验测定的C和D的株干重实测值分别为71.55mg和87.56mg，也说明D比C的种子活力高，种子活力的预测结果和实测结果一致。株干重预测值与实测值相差分别为1.97％和-4.17％，因此相差不大，该方法用于评价玉米种子活力结果可靠。

Claims (2)

1.一种快速无损检测作物种子活力的方法，其特征在于先用近红外光谱测定作物种子蛋白相对含量％，再测定作物种子样品的粒重，得到种子的蛋白绝对含量；通过种子的蛋白绝对含量确定作物种子活力高低；作物种子的蛋白绝对含量值越高，作物幼苗株干重和种子活力就越高。
2.如权利要求1所述的一种快速无损检测作物种子活力的方法，其特征在于所述种子的蛋白绝对含量mg＝种子蛋白相对含量×粒重mg；所述粒重为用于检测的所有作物样品的总重量。
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