CN111247898B - 一种耐储藏性小麦种子的筛选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，属于种子储藏技术领域，包括如下步骤：随机选取饱满且有活力的小麦种子100粒，用水分测定仪测量种子含水量并称取种子重量，记录含水量和重量数据；置于培养皿中进行催芽处理，观察种子吸水后的动态变化，待种子吸胀阶段完成达到鼓泡状态时，停止催芽处理并记录时间；再称取鼓泡种子重量并用水分测定仪测量鼓泡种子的含水量，记录鼓泡种子重量和含水量的数据；将种子吸水前后的重量变化以及干物质的变化，结合鼓泡所需时间进行数据计算评估。本发明通过鼓泡种子聚水率值、种子干物质亏耗率值和鼓泡所需时间对种子的耐储藏性进行统计分析，从而对小麦种子的耐储藏性进行鉴定评价。
Description
技术领域
本发明涉及小麦种子储藏技术领域，具体涉及一种耐储藏性小麦种子的筛选方法。
背景技术
小麦是我国的主要粮食作物，每年的总产量约占粮食总产量的22％左右。小麦能制作出多种多样的食物，是人类蛋白质、热量和食物的主要营养源之一，全国人均小麦口粮消费约占小麦消费总量的95％以上。小麦具有种皮薄、组织结构疏松的特点，耐贮性好，是一种重要的储备粮。储藏是小麦生产过程中价值体现前的最后一环节，关系到小麦价值能否充分发挥。据不完全统计，每年小麦因在储藏过程中由于仓储害虫、发热霉变以及自身陈化造成的损失，约占总储量的6.62％，损失巨大。其中，造成发热霉变的小麦还会滋生大量霉菌并且携带大量真菌毒素，利用物理或化学方法无法根除这些毒素，造成小麦的营养价值和经济效益大大降低。
许多研究表明，微生物是造成小麦种子发热霉变的重要原因，受温度和湿度的影响。随着温度的升高，湿度的增大，微生物活性升高，进而刺激微生物活动旺盛，利用小麦中丰富的营养物质快速地生长繁殖使粮食发热，造成局部高温，粮食是热的不良导体，局部的高温使得水分继续向低温区转移，极易出现粮堆出汗、结露、发热，甚至霉变等不良变化。
小麦种子储藏过程中引发的霉变会造成种子利用价值降低，给农业生产造成巨大损失，为防止小麦储藏期种子的霉变，现有技术方案主要是针对储藏条件不适，普遍采用在常温或低温、粮食安全水分下进行储藏，粮食变质问题有了较好的缓解，但变质现象仍在持续发生，究其根本原因在于储粮生理活动才是引发储粮劣变的本质因素。
小麦种子中含有大量的亲水性物质，具有生命活动和吸湿能力很强的特性。在储藏过程中，即使种子含水量达到安全储藏标准，在湿度较大的情况下，尤其是在夏季炎热多雨的潮湿气候环境中，小麦种子吸湿性增强，随着吸水量的增加，种子中的酶类活性逐渐升高，分解种子干物质，伴随着生命活动的代谢旺盛，呼吸作用加强，释放大量能量，使粮温迅速升高。此外，在夏季炎热的气温环境中，种子自身的微生物活动和自身呼吸作用都会提升，引起种子自身产生热量，形成恶性循环。因此，在水和温度的综合作用下，种子最终会结露，发热，霉变，造成储粮的品质劣变。
种子吸水后造成品质劣变的程度与其生命活动所处的阶段密切相关。《种子学》上将种子的吸水过程称为吸胀阶段，随吸水量的增加，所有细胞体积增大，对种皮产生很大的膨压，使种皮变软鼓起或破裂，此状态即种子吸胀阶段的结束，在《种子学》上命名为“鼓泡”。鼓泡是种子初始生命活动结束时所处的状态，鼓泡的种子虽然自身造成了一定的损伤，但干物质亏耗相对较少，而且天然蛋白质、脂肪、核黄素、硫氨酸、维生素和矿物质等营养元素含量会有所增加，对种子损伤起到了一定的弥补作用，经过采取合理的措施，对种子的利用价值影响较小。然而，鼓泡状态后经过深度的生命活动会造成干物质大量亏耗，品质严重劣变，失去种用价值和食用价值，对市场价值造成直接影响，经济损失惨重。
针对现有技术方案不能从根本上解决小麦种子储藏过程中的霉变问题，为了克服其弊端，通过不同品种种子中含有亲水性物质以及种子在吸湿能力和生理代谢活动方面的差异性，在遭受温、湿度影响时响应不同，首次将鼓泡种子聚水率值、干物质亏耗率值和鼓泡所需时间纳入耐储藏性小麦品种的评价指标。利用不同品种的综合耐储藏性评价值进行鉴定评价，进而筛选并种植耐储藏性小麦品种是从储粮劣变本质上解决储藏期小麦种子霉变的有效途径，能有效地解决现有技术方案存在的弊端。
发明内容
为了解决现有技术方案存在的问题，本发明提供了一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，通过鼓泡种子聚水率值、鼓泡所需时间和种子干物质亏耗率值，对不同小麦品种的耐储藏性进行比较分析，从而对小麦种子的耐储藏性进行综合鉴定评价。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
1.一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1随机选取每个品种的饱满、无杂质且有活力的种子100粒，分别称取各品种种子的重量，用水分测定仪测定种子的含水量，并记录重量和含水量的数据，3次重复；
S2将S1中的种子均匀放入铺有单层滤纸的培养皿中进行催芽处理，持续保持湿润状态并观察种子的外观变化，当发现有50％以上种子达到鼓泡状态时，立即停止催芽处理，并记录处理的时间，种子鼓泡所需时间以种子催芽处理开始至达到鼓泡状态需要的时间进行评价；
S3用吸水纸将S2中鼓泡种子表面的水分吸干，并用天平称取重量，记录数据；
S4用水分测定仪测定S3中鼓泡种子的含水量，记录数据；
S5数据整理
鼓泡种子聚水率＝[(鼓泡种子重量-未催芽前种子重量)+种子干物质亏耗重量]/未催芽前种子重量；种子干物质亏耗重量＝未催芽前种子重量×(1-未催芽前种子含水量)-鼓泡种子重量×(1-鼓泡种子含水量)；种子干物质亏耗率＝种子干物质亏耗重量/未催芽前种子重量；
S6数据换算
将鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率换算成鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值，按照以下公式计算品种的鼓泡种子聚水率值：
α＝x/∑(x1+x2+.....xn)；
其中，α、x和∑(x1+x2+.....xn)分别表示待鉴定品种的鼓泡种子聚水率值、待鉴定品种的鼓泡种子聚水率和所有鉴定品种的鼓泡种子聚水率的总和，且α与x对应的同一品种(x1、x2和xn分别表示第1个、第2个和第n个品种的鼓泡种子聚水率，n为自然数，是待鉴定品种的数目)；
按照以下公式计算品种的种子干物质亏耗率值：
β＝y/∑(y1+y2+.....yn)；
其中，β、y和∑(y1+y2+.....yn)分别表示待鉴定品种的种子干物质亏耗率值、待鉴定品种的种子干物质亏耗率和所有鉴定品种的种子干物质亏耗率的总和，且β与y对应的同一品种(y1、y2和yn分别表示第1个、第2个和第n个品种的种子干物质亏耗率，n为自然数，是待鉴定品种的数目)；
S7利用综合耐储藏性评价值对小麦品种的耐储藏性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种的综合耐储藏性评价值：
M＝α/t+β/t；
其中，M、α、β和t分别表示品种的综合耐储藏性评价值、鼓泡种子聚水率值、种子干物质亏耗率值和鼓泡所需时间；
S8品种耐储藏性的评价
M值越小，种子在储藏过程中，湿度和温度增加缓慢，受到温、湿度的危害越小，种子的耐储藏性越强；M值越大，种子在储藏过程中，湿度和温度增加迅速，受到温、湿度的危害越大，种子的耐储藏性越弱。
2.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，S1中称取种子的含水量应低于13％。
3.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，S1中在鉴定筛选品种的耐储藏性前，应对种子的活力进行预检验，确保种子的发芽率大于85％。
4.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，S1和S3中所用天平的最小精确度值应小于或等于1mg。
5.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，S1和S4中所用的水分测定仪湿度测量范围应为0-100％。
6.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，S2中不同品种催芽处理时，种子的腹沟朝下，加入水分的量不要太多，以刚浸透滤纸为宜，并注意观察保证滤纸处于持续湿润状态。
7.根据权利要求1或6所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，催芽处理时种子所处环境中的温度、湿度和光照等条件相同。
8.根据权利要求7所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，催芽处理时种子所处的环境温度以20-40℃、湿度以70％-100％为宜。
9.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，为了消除种子干物质亏耗率数值较鼓泡种子聚水率数值偏小造成求和过程中种子干物质亏耗率的作用被消弱，需将鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率数值转换为鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值。
10.根据权利要求1所述一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，种子耐储藏性的评价时期在种子催芽开始至鼓泡的时间段，鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值越小，鼓泡所需时间越长，品种的综合耐储藏性评价值越小，种子的耐储藏性越强。
本发明具有以下有益效果：
本技术方案提供了一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，解决了现有技术方案主要针对储藏条件不适采取相应措施，但变质现象仍在持续发生问题的弊端。通过种子自身的本质因素方面缓解种子储藏过程中的品质劣变问题，降低经济损失。本技术方案巧妙的利用储藏过程中延缓种子含水量增加和削弱生理代谢活动的增强，将反映延缓温、湿度升高的指标“鼓泡所需时间、鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率”纳入种子耐储藏性的选择标准，通过综合评价品种的耐储藏性，进而筛选出耐储藏性的小麦品种，能有效地解决现有技术方案存在的弊端。
具体实施方式：
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，进一步阐明本发明的突出特点和显著进步，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：
S1于2019年6月14日收获石麦22、济麦22、衡4399、兰考矮早八和邯生730的小麦种子，经充分晾晒后，用水分测定仪测定种子的含水量，在确保种子的含水量低于13％时，对种子的活力进行预检验，发现石麦22、济麦22、衡4399、兰考矮早八和邯生730的种子发芽率均大于85％，然后随机选取每个品种的完整无损、饱满且活力好的种子100粒，分别用千分之一天平(精确度为1mg)称取各品种重量，3次重复(各品种的平均重量和含水量数据见表.1)；
S2将S1中的种子均匀放入铺有单层滤纸的培养皿中，种子的腹沟朝下，加入刚浸透滤纸的水分量，然后置于温度为25-35℃，湿度为70％-90％，相同的环境条件下进行催芽处理，持续保持湿润状态并观察种子的外观变化，当发现有50％以上种子吸胀阶段完成达到鼓泡状态时，立即停止催芽，并记录催芽处理的时间，种子鼓泡所需时间以种子催芽处理开始至达到鼓泡状态需要的时间进行评价(各品种的平均种子鼓泡所需时间数据见表.1)；
S3用吸水纸将S2中鼓泡种子表面的水分吸干，并用千分之一天平(精确度为1mg)称取重量，记录数据(各品种的平均鼓泡种子重量数据见表.1)；
S4用水分测定仪测定S3中鼓泡种子的含水量，记录数据(各品种的平均鼓泡种子含水量的数据见表.1)；
S5数据整理
鼓泡种子聚水率＝[(鼓泡种子重量-未催芽前种子重量)+种子干物质亏耗重量]/未催芽前种子重量；种子干物质亏耗重量＝未催芽前种子重量×(1-未催芽前种子含水量)-鼓泡种子重量×(1-鼓泡种子含水量)；种子干物质亏耗率＝种子干物质亏耗重量/未催芽前种子重量；
S6数据换算
由于鼓泡种子的干物质亏耗率相对较小，而储粮过程中温、湿度对种子品质劣变的影响并未存在明显的主次作用，为了消除鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率在数量级别上的差异性，便于比较分析评价，将鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率换算成鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值用于耐储藏性评价值的计算和比较，按照以下公式计算品种的鼓泡种子聚水率值(各品种平均鼓泡种子聚水率值的数据见表.1)：
α＝x/∑(x1+x2+.....xn)；
其中，α、x和∑(x1+x2+.....xn)分别表示上述5个品种中任意一个品种鼓泡种子聚水率值、上述5个品种中任意一个品种鼓泡种子聚水率和上述5个品种的鼓泡种子聚水率的总和，且α与x对应的同一品种(x1、x2和xn分别表示石麦22、济麦22、衡4399、兰考矮早八和邯生730的鼓泡种子聚水率)；
按照以下公式计算品种的种子干物质亏耗率值(各品种的平均种子干物质亏耗率值的数据见表.1)：
β＝y/∑(y1+y2+.....yn)；
其中，β、y和∑(y1+y2+.....yn)分别表示上述5个品种中任意一个品种种子干物质亏耗率值、上述5个品种中任意一个品种种子干物质亏耗率和上述5个品种的种子干物质亏耗率的总和，且β与y对应的同一品种(y1、y2和yn分别表示石麦22、济麦22、衡4399、兰考矮早八和邯生730的种子干物质亏耗率)；
S7利用综合耐储藏性评价值对小麦品种的耐储藏性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种的综合耐储藏性评价值：
M＝α/t+β/t；
其中，M、α、β和t分别表示品种的综合耐储藏性评价值、鼓泡种子聚水率值、种子干物质亏耗率值和鼓泡所需时间；(各品种的平均综合耐储藏性评价值数据见表.1)；
S8品种耐储藏性的评价
由表.1可以看出，综合耐储藏性评价值(M值)由小到大的顺序为衡4399＜济麦22＜石麦22＜兰考矮早八＜邯生730，其中，衡4399的耐储藏性评价值最小，说明种子在储藏过程中，湿度和温度增加缓慢，受到温湿度的危害最小，种子的耐储藏性最强；邯生730的耐储藏性评价值最大，种子在储藏过程中，湿度和温度增加迅速，受到温、湿度的危害最大，种子的耐储藏性最弱。
表.1不同小麦品种的各项参数
注：a、b、t、c、d、α、β和M分别表示品种未催芽种子重量、未催芽种子含水量、鼓泡所需时间、鼓泡种子重量、鼓泡种子含水量、鼓泡种子聚水率值、干物质亏耗率值和综合耐储藏性评价值。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受实施例的限制，其它任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、组合、替代、简化均应为等效替换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种耐储藏性小麦种子的筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1随机选取每个品种的饱满、无杂质且有活力的种子100粒，分别称取各品种种子的重量，用水分测定仪测定种子的含水量，并记录重量和含水量的数据，3次重复；
S2将S1中含水量低于13％的种子均匀放入铺有单层滤纸的培养皿中进行催芽处理，持续保持湿润状态并观察种子的外观变化，当发现有50％以上种子达到鼓泡状态时，立即停止催芽处理，并记录处理的时间，种子鼓泡所需时间以种子催芽处理开始至达到鼓泡状态需要的时间进行评价；
S3用吸水纸将S2中鼓泡种子表面的水分吸干，并用天平称取重量，记录数据；
S4用水分测定仪测定S3中鼓泡种子的含水量，记录数据；
S5数据整理
鼓泡种子聚水率＝[(鼓泡种子重量-未催芽前种子重量)+种子干物质亏耗重量]/未催芽前种子重量；种子干物质亏耗重量＝未催芽前种子重量×(1-未催芽前种子含水量)-鼓泡种子重量×(1-鼓泡种子含水量)；种子干物质亏耗率＝种子干物质亏耗重量/未催芽前种子重量；
S6数据换算
将鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率换算成鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值，按照以下公式计算品种的鼓泡种子聚水率值：
α＝x/∑(x1+x2+.....xn)；
其中，α、x和∑(x1+x2+.....xn)分别表示待鉴定品种的鼓泡种子聚水率值、待鉴定品种的鼓泡种子聚水率和所有鉴定品种的鼓泡种子聚水率的总和，且α与x对应的同一品种，x1、x2和xn分别表示第1个、第2个和第n个品种的鼓泡种子聚水率，n为自然数，是待鉴定品种的数目；
按照以下公式计算品种的种子干物质亏耗率值：
β＝y/∑(y1+y2+.....yn)；
其中，β、y和∑(y1+y2+.....yn)分别表示待鉴定品种的种子干物质亏耗率值、待鉴定品种的种子干物质亏耗率和所有鉴定品种的种子干物质亏耗率的总和，且β与y对应的同一品种，y1、y2和yn分别表示第1个、第2个和第n个品种的种子干物质亏耗率，n为自然数，是待鉴定品种的数目；
S7利用综合耐储藏性评价值对小麦品种的耐储藏性进行评价和筛选，按照以下公式计算品种的综合耐储藏性评价值：
M＝α/t+β/t；
其中，M、α、β和t分别表示品种的综合耐储藏性评价值、鼓泡种子聚水率值、种子干物质亏耗率值和鼓泡所需时间；
S8品种耐储藏性的评价
M值越小，种子在储藏过程中，湿度和温度增加缓慢，受到温、湿度的危害越小，种子的耐储藏性越强；M值越大，种子在储藏过程中，湿度和温度增加迅速，受到温、湿度的危害越大，种子的耐储藏性越弱。
2.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，S1中在鉴定筛选品种的耐储藏性前，应对种子的活力进行预检验，确保种子的发芽率大于85％。
3.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，S1和S3中所用天平的最小精确度值应小于或等于1mg。
4.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，S1和S4中所用的水分测定仪湿度测量范围应为0-100％。
5.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，S2中不同品种催芽处理时，种子的腹沟朝下，加入水分的量不要太多，以刚浸透滤纸为宜，并注意观察保证滤纸处于持续湿润状态。
6.根据权利要求1或5所述的筛选方法，其特征在于，催芽处理时种子所处环境中的温度、湿度和光照条件相同。
7.根据权利要求6所述的筛选方法，其特征在于，催芽处理时种子所处的环境温度以20-40℃、湿度以70％-100％为宜。
8.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，为了消除种子干物质亏耗率数值较鼓泡种子聚水率数值偏小造成求和过程中种子干物质亏耗率的作用被消弱，需将鼓泡种子聚水率和种子干物质亏耗率数值转换为鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值。
9.根据权利要求1所述的筛选方法，其特征在于，种子耐储藏性的评价时期在种子催芽开始至鼓泡的时间段，鼓泡种子聚水率值和种子干物质亏耗率值越小，鼓泡所需时间越长，品种的综合耐储藏性评价值越小，种子的耐储藏性越强。
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