室内检验员专业技术知识之发芽试验

室内检验员专业技术知识

之发芽试验

第十三章  发芽试验

第一节  概述

一、发芽试验的目的和意义

发芽试验的目的是测定种子批的最大发芽潜力，据此可比较不同种子批的质量，也可估测田间播种价值。

二、有关术语

1、发芽(germination)

在实验室内幼苗出现和生长达到一定阶段，幼苗的主要构造表明在田间的适宜条件下能否进一步生长成为正常的植株。

2、发芽率(Percentage germination)

在规定的条件和时间内(表4-1)长成的正常幼苗数占供检种子数的百分率。

3、正常幼苗(normal seedling)

在良好土壤及适宜水分、温度和光照条件下，具有继续生长发育成为正常植株的幼苗。

4、不正常幼苗(abnormal seedling)

生长在良好土壤及适宜水分、温度和光照条件下，不能继续生长发育成为正常植株的幼苗。

6、未发芽的种子(ungerminated seeds)

在表4-1规定的条件下，试验末期仍不能发芽的种子，包括硬实、新鲜不发芽种子、死种子(通常变软、变色、发霉，并没有幼苗生长的迹象)和其他类型(如空的、无胚或虫蛀的种子)。

7、硬实种子(hard seed)

指那些种皮不能渗水的种子。如棉花种子，豆科的苜蓿、紫云英种子等。

8、新鲜不发芽种子(fresh ungerminated seeds)

由生理休眠所引起，试验期间保持清洁和一定硬度，有生长成为正常幼苗潜力的种子。

17、幼苗的主要构造(the essential seedling structures)因种而异，由根系、幼苗中轴(上胚轴、下胚轴或中胚轴)、顶芽、子叶和芽鞘等构造组成。

38、感染(infection)

病原菌侵入活体(如幼苗主要构造)并蔓延，引起病症和腐烂。包括初生感染(primary infection)(种子本身携带病原菌)和次生感染(secondary infection)(其他种子或幼苗蔓延而被感染)

39、50%规则(50% rule)

如果整个子叶组织或初生叶有一半或一半以上的面积具有功能，则这种幼苗可列为正常幼苗；如果一半以上的组织不具备功能，如缺失、坏死、变色或腐烂，则为不正常幼苗。

当从子叶着生点到下胚轴有损伤和腐烂的迹象时，这时不能采用50%规则。当初生叶形状正常，只是叶片面积较小时，则不能应用50%规则。

第二节  发芽设备

一、发芽箱和发芽室

⑴发芽箱：是提供种子发芽所需的温度、湿度或水分、光照等条件的设备。发芽箱可分为两类：一类是“干”型，只控制温度不控制湿度，其中又可分为恒温和变温两种；另一类是“湿”型，既控制温度又控制湿度。

   我国目前常用的发芽箱多数属于“干”型，如光照变温发芽箱。它们有一个保温良好的箱体，箱的上下部分别设有加热系统和制冷系统，可根据发芽技术要求升温、降温或变温。箱体后部装有鼓风机，箱内中间配有数层发芽架，箱体的内壁装有日光灯。其特点是可调节和控制温度和光照条件，是一种功能较为完备的发芽箱。

在选用发芽箱时，应考虑以下因素：

①控温可靠、准确、稳定，箱内上、下各部位温度均匀一致；

②致冷致热能力强，变温转换要能在1 h内完成；

③光照强度至少达到750～1 250 lx（勒克司）；

④装配有风扇，通气良好；

⑤操作简便等。

⑵发芽室：  可以认为是一种改进的大型发芽箱，其构造原理与发芽箱相似，只不过是容量扩大，在其四周置有发芽架。发芽室跟发芽箱一样，也有“干型”和“湿型”，干型发芽室放置的培养皿需加盖保湿。

二、数种设备

为使合理置床和提高工作效率，可使用数种设备。目前使用的数种设备主要有活动数种板和真空数种器等。

1．活动数种板

    数种板由固定下板和活动上板组成。其板面大小刚好与所数种的发芽容器相适应。上板和下板均开有与欲数种子大小和形状相适应的50或25个孔。固定下板有糟，使活动上板定位。

数种板适用于大粒种子，如玉米、大豆、菜豆和脱绒棉子等种子的数种和置床。

操作时，数种板放在发芽床上，把种子散在板上，并将板稍微倾斜，以除去多余的种子。然后进行核对，当所有孔装满了种子并每孔只有一粒种子时，移动上板，使上板孔与下板班孔对齐，种子就落在发芽床的适当位置。

2．真空数种器

通常由数种头、气流阀门、调压阀、真空泵和连接皮管等部分组成。数种头有圆形、方形和长方形，其数种头面积大小刚好与所用的培养皿或发芽盒的形状和大小相适应。其面板设有100、或50个数种孔，孔径大小也与种子类型相适应。

真空数种器主要适用于小、中粒种子，如水稻、小麦种子的数种和置床。

操作时，在未产生真空前，将种子均匀撒在数种头上，然后接通真空泵，倒去多余种子，并进行核对，使全部孔都放满种子，并使每个孔中只有一粒种子。然后将数种头倒转放在发芽床上。应避免将数种头 直接 嵌入种子，防止有选择选取重量较轻的种子。

必须注意的是，使用数种设备应 确保 置床的种子是随机选取的。

三、发芽器皿

   根据GB/T 3543.4－1995《农作物种子检验规程　发芽试验》的要求，发芽试验种子置床培养至幼苗主要构造能清楚鉴定的阶段，以便鉴定正常幼苗和不正常幼苗，因此，

发芽器皿（如培养皿）要求：透明、保湿、无毒，具有一定的种子发芽和发育的空间，确保一定的氧气供应，使用前要清洗和消毒。

第三节  发芽介质与发芽床

发芽床是供发芽测定的容器，由供给种子发芽水分和支撑幼苗生长的介质和盛放介质的发芽器皿构成。

 种子检验规程规定的发芽床主要有纸床、砂床以及土壤发芽床等种类。

各种发芽床都应具备保水、通气性好，无毒质，无病菌和具一定强度的基本要求。

一、发芽介质及其要求

1．纸

   采用纸作为发芽介质是种子发芽试验中应用最多的一类发芽床。供作发芽床用的纸有专用发芽纸、滤纸等。

   一般来说，发芽纸应满足以下要求：

①持水力强。吸水良好的纸，不但吸水要快（可将纸条下端浸入水中，2 min内水上升30 ㎜或以上的纸为好），而且持水力也要强，使发芽试验期间具有足够的保水能力，以保证对种子发芽不断供应水分。

②无毒质。纸张必须无酸碱、染料、油墨及其他对发芽有害的化学物质。纸张的pH值应在6.0～7.5范围内。

③无病菌。因为纸上带有真菌或细菌会导致病菌滋长而影响种子发芽，所以所用纸张必须清洁干净，无病菌污染。

④纸质韧性好。纸张应具有多孔性和通气性，并具有一定强度，以免吸水时糊化和破碎，并在操作时不致撕破和发芽时种子幼根不致穿入纸内，便于幼苗的正确鉴定。

2．砂

   采用砂作为发芽介质是种子发芽试验中较为常用的一类发芽床。

   一般来说，用作发芽试验的砂粒应选用无任何化学药物污染的细砂，并在使用前作如下处理：

①洗涤　拣去较大的石子和杂物后用清水洗涤，以除去污物和有毒物质；

②消毒　将洗净的湿砂放在铁盘内薄摊，在130～170 ℃高温下烘干约2 h，以杀死病菌和砂内的其他种子；

③过筛　取孔径为0.8 ㎜和0.05 ㎜的圆孔筛两个，将烘干的砂子过筛，取出两层筛之间的砂子，即直径为0.05～0.8 ㎜的砂粒作为发芽介质。这样大小的砂粒既具有足够的持水力，又能保持一定的孔隙，以利通气；

④加水拌匀，调配适宜含水量。

一般加水量为其饱和含水量的60%～80%水分。通常也可采用简便方法调配，即100 g干砂中加入18～26 mL的水，充分拌匀后，达到手捏成团，放手即散开，不能出现手指一压就出现水层。

  应注意，须将所用砂子加水拌匀后再分放入培养盒，不能将干砂先倒入培养盒，然后加水拌匀。这种拌砂法往往会造成砂中水分多、孔隙少，氧气不够，影响正常发芽。

  砂床的pH值应在6.0～7.5范围内。

一般情况下，砂可重复使用`。在重复使用前，应洗净，重新消毒。但化学药品处理过的种子发芽所用的砂子，不再重复使用。

3．土壤

  供作发芽试验用的土壤其土质必须疏松良好、不结块（如土质粘重应加入适量的砂），无大颗粒。土壤中应基本上不含混入的种子、细菌、真菌、线虫或有毒物质。使用前，必须经过高温消毒，一般不重复使用。

   湿润发芽床的水质应纯净，不含有机杂质和无机杂质，无毒无害，pH值在6.0～7.0范围内。

二、发芽床的种类和用法

1．纸床

（1）纸上（简称TP）

 纸上是指种子放在一层或多层纸上发芽，可采用下列三种方法：

①在培养皿里垫上两层发芽纸，充分吸湿，沥去多余水分，种子直接置放在湿润的发芽纸上，用培养皿盖盖好或用塑料袋罩好，放在发芽箱或发芽室内进行发芽试验；

②数种置床于湿润的发芽纸上，并将其直接放在“湿型”发芽箱的盘上，发芽箱内的相对湿度尽可能接近饱和；

③放在雅可勃逊发芽器上，这种发芽器配有放置发芽纸的发芽盘

（2）纸间（简称BP）

 纸间是指种子放在两层纸中间发芽，可采用下列两种方法：

①在培养皿里把种子均匀置放在湿润的发芽纸上，另外用一层发芽纸松松地盖在种子上；

②采用纸卷，把种子均匀置放在湿润的发芽纸上，再用一张同样大小的发芽纸覆盖在种子上，底部褶起2厘米，然后卷成纸卷，两端用橡皮筋扎住，竖放在培养皿或塑料筒里，套上透明塑料袋保湿，放在规定条件下发芽。

有些种子可用短纸卷，直接放在塑料袋内包好放在发芽箱内发芽。

（3）褶裥纸（简称PP）

把种子放在类似手风琴的具有50个褶裥的纸条内，通常每个褶裥放两粒种子，或者具有10个褶裥，每褶裥放5粒种子。将褶裥纸条放在盒内或直接放在“湿型”发芽箱内，并可用一张纸条盖在褶裥纸上面。

规程规定使用TP或BP进行发芽的，可用这种方法代替。

2．砂床

砂床使用方法有两种：

①砂上（简称TS），适用于小、中粒种子。将拌好的湿砂装入培养盒中至2～3 cm厚，再将种子压入砂表层，即砂上发芽；

②砂中（简称S），适用于中、大粒种子。将拌好的湿砂装入培养盒中至2～4 cm厚，播上种子，覆盖1～2 cm厚度（厚度取决于种子的大小）的松散湿砂，以防翘根。

  当由于纸床污染，对已有病菌的种子样品鉴定困难时，可用砂床替代纸床。有时为了研究目的和证实有疑问的幼苗鉴定，也可采用砂床。

3．土壤床

  除了规程规定使用土壤床外，当纸床或砂床上的幼苗出现中毒症状时或对幼苗鉴定发生怀疑时，或为了比较或研究目的，可采用土壤床。

  选用符合要求的土壤，经高温消毒后，加水调配适宜水分，然后再播种，并覆上疏松土层。

第四节  发芽条件及其控制

种子发芽需要有水分、温度、氧气和光照等条件。不同作物种由于起源和进化的生态环境不同，其发芽所要求的条件也有所差异。

农业生产上选择适当的播种期，采用各种播种、浸种、催芽的方法，就是为种子萌发创造良好条件。

一、水分

  水分是种子发芽的关键性因素。种子必须吸取足够的水分才能使内部的酶或植物激素活化，促进贮藏物质的转化，加强呼吸作用，增加能量供给，促进细胞的生长，从而促进种子的萌发。

  不同作物种的种子对水分的需求有差异。有些种子，如烟草、西瓜、大豆、大麦、棉花、菠菜等种子对水分较敏感，水分一多，则发芽差，甚至不发芽。而水稻、玉米等种子对水分不太敏感。

根据发芽床和种子特性决定发芽床的加水量：

如--纸床，吸足水分后，沥去多余水即可；

 --砂床加水为其饱和含水量的60%～80%(禾谷类等中小粒种子为60%，豆类等大粒种子为80%)；

 --用土壤作发芽床，加水至手握土粘成团，手指轻轻一压就碎为宜。

  发芽期间发芽床必须始终保持湿润，并注意保持试验各重复间的水分和湿度的一致性。

二、温度

   农作物种子发芽应按表13-1规定的温度进行。

--发芽箱的温度在发芽期间应尽可能一致，温度变幅不应超过±2℃。

--变温是模拟种子发芽的自然环境，一般来说，变温有利于种子渗入氧气，促进酶活化，加速发芽。新收获的休眠种子对发芽温度要求特别严格，必须选用表13-1中几种恒温中的较低温度或变温。如洋葱种子发芽温度有20℃、15 ℃，则应选用15 ℃发芽，又如西瓜种子，规定温度有20～30 ℃、30 ℃、25 ℃，则应选用20～30 ℃或25 ℃恒温。陈种子，也以选用其中的变温或较低恒温发芽为好。

--当规定用变温时，通常应保持低温16 h及高温8 h。对非休眠种子，可以在3 h内完成变温。如果是休眠种子，应在1 h或更短时间内完成急剧变温或将试验移至另一个设定低温的发芽箱内。

表1 农作物种子的发芽技术规定

三、氧气

    不同作物种的种子对氧气的需要量和敏感性是有差异的。

一般来说，旱生的大粒种子，如大豆、玉米、棉花、花生等种子对氧气的需求较多；而水生的小、中粒种子则对氧气的需求较少。

     幼苗的不同构造对氧气的需要量和敏感性也是有差异的。种子发芽时，胚根伸长对氧气需求比胚芽伸长更为敏感。如果发芽床上水分多、氧气少，则长芽；反之，水少氧多则宜于长根。

    发芽期间应使种子周围有足够的空气，尤其是用纸卷发芽应注意纸卷需疏松，用砂床和土壤试验时，覆盖种子的砂或土壤不要压紧。

    应注意水分和通气的协调，防止水分过多在种子周围形成水膜，阻隔氧气进入种胚而影响发芽；防止水分过多或过少，导致幼苗的不均衡生长。

四、光照

光照因不同作物种而异，按种子发芽对光反应的不同可分为三类：

①需光型种子。发芽时必须有红光或白炽光，促使光敏色素转变为活化型，如茼蒿等。特别是这类新收获的休眠种子发芽时，必须给予光照；

②需暗型种子。这类种子必须在黑暗条件下，其光敏色素才能达到萌发水平，如黑种草种子；

③光不敏感型种子。在光照或黑暗条件下均能良好发芽，这类种子包括大多数大田作物和蔬菜种子。

表13-1中大多数种的种子可在光照或黑暗条件下发芽，但最好采用光照。即便是需暗型种子，也只是发芽初期必须黑暗，随着茎叶系统的形成，为其进一步生长发育提供能量和养分的光合作用也需要光。光照条件下培养发芽，利于抑制发芽过程中霉菌生长繁殖，并有利于正常幼苗的鉴定，区分黄化和白化不正常幼苗。

   需光照的光照强度为750～1 250 lx，如在变温条件下发芽，光照应在8 h高温时进行。

第五节  发芽试验程序

一、选用发芽床

  按表13-1规定，选用其中最适宜的发芽床。每一作物种通常列出2～3种发芽床，如水稻，表13-1中规定TP、BP和S三种发芽床。

  一般来说，

--小、中粒种子可用纸上（TP）发芽床；

--中粒种子可用纸间（纸卷，）(BP)发芽床；

--大粒种子或对水分敏感的小、中粒种子宜用砂床(S)发芽。

--活力较差的种子，也以用砂床的效果为好。

   在选好发芽床后，按不同作物种的种子和发芽床的特性，调

节其适当的湿度。

二、数种置床

1．试样来源和数量

   除委托检验外，试验样品来源必须是净种子，从充分混合的净种子中随机数取，一般数量是400粒。

  净种子可以从净度分析后的净种子中随机数取，也可以从送验样品中直接随机数取。

一般小、中粒种子（如油菜、结球白菜、小麦、水稻等）以100粒为一重复，试验为4次重复；

大粒种子（如玉米、大豆、棉花等）以50粒为一副重复，试验为8个副重复；特大粒的种子（如花生和蚕豆等）可以25粒为一副重复，试验为16个副重复。

复胚种子单位可视为单粒种子进行试验，不需弄破（分开），但芫荽例外。

2．置床的要求

    种子要均匀分布在发芽床上，种子之间留有1～5倍间距，以防发霉种子的相互感染和保持足够的生长空间。每粒种子应良好接触水分，使发芽条件一致。

3．贴（放）标签

    在培养皿或其它发芽容器底盘的内侧放上或侧面贴上标签，注明样品编号、品种名称、重复序号和置床日期等，然后盖好容器盖子或套一薄膜塑料袋。

三、在规定条件下培养

  按表13-1规定的发芽条件，选择适宜的温度。

--虽然各种温度均为有效，但一般来说，新收获的有休眠种子和陈种子，以选用其中的变温或较低恒温发芽为好。

--关于光照条件，对需光型种子如茼蒿种子发芽时必须光照促进发芽。除需暗型种子在发芽初期应放置黑暗条件下培养，由于光照利于抑制发芽过程中霉菌生长繁殖和幼苗子叶、初生叶的光合作用，其他种子发芽时，只要条件允许，最好在光照下培养。

四、检查管理

    种子发芽期间，应进行适当的检查管理，以保持适宜的发芽条件。

1、发芽床应始终保持湿润，水分不能过多或过少。

2、温度应保持在所需温度的±2℃范围内，防止因控温部件失灵、断电、电器损坏等意外事故造成温度失控。如采用变温发芽，则应按规定变换温度。

3、如发现霉菌滋生，应及时取出洗涤去霉。当发霉种子超过5%时，  应更换发芽床，以免霉菌传开。

4、如发现腐烂死亡种子，则应及时将其除去并记载。

5、注意通气，避免因缺氧而使正常发芽受影响。

五、观察记载

1．试验持续时间

   每个种的试验持续时间详见表13-1。试验前或试验间用于破除休眠处理所需时间不作为发芽试验时间的一部分。

--如果样品在规定的试验时间内只有几粒种子开始发芽，则试验时间可延长7 d，或延长规定时间的一半。根据试验情况，可增加计数的次数。

--如果在规定的试验时间结束前，样品已达到最高发芽率，则该试验可提前结束。

2．鉴定幼苗和观察计数

  每株幼苗都必须按规定的标准进行鉴定。鉴定要在主要构造已发育到一定时期时进行。

  根据种的不同，试验中绝大部分幼苗应达到：子叶从种皮中伸出(如莴苣属)、初生叶展开(如菜豆属)、叶片从胚芽鞘中伸出(如小麦属)。尽管一些种如胡萝卜属在试验末期，并非所有幼苗的子叶都从种皮中伸出，但至少在末次 计数时，可以清楚地看到子叶基部的“颈”。

--在初次计数时，应把发育良好的正常幼苗从发芽床中拣出，对可疑的或损伤、畸形或不均衡的幼苗，通常到末次 计数。

--严重腐烂的幼苗或发霉的死种子应及时从发芽床中除去，并随时增加计数。

---末次 计数时，按正常幼苗、不正常幼苗、新鲜不发芽种子、硬实和死种子分类计数和记载。

---复胚种子单位作为单粒种子计数，试验结果用至少产生一个正常幼苗的种子单位的百分率表示。当送验者提出要求时，也可测定100个种子单位所产生的正常幼苗数，或产生一株、两株及两株以上正常幼苗的种子单位数。

总的来说,发芽试验鉴定时把握以下原则:

（1）如果有的幼苗发育很快，可以在初次计数进行鉴定；

（2）如果有的幼苗发育迟缓，可以在末次计数进行鉴定；

（3）如果在末次计数仍有较多的幼苗发育迟缓，可延长规定时间的一半，增加计数的次数；

（4）如果有的幼苗发霉或腐烂，则应及时从发芽床中清除；

（5）对有损伤的幼苗，尽可能延长观察时间，通常到末次计数。

六、结果计算和表示

  试验结果以粒数的百分率表示。

  计算时，以100粒种子为一重复，如采用50粒或25粒的副重复，则应将相邻副重复合并成100粒的重复。

--当一个试验的4次重复，其正常幼苗百分率都在最大容许差距范围内(表13-2)，则取其平均数表示发芽百分率。不正常幼苗、新鲜不发芽种子、硬实和死种子的百分率按4次重复平均数计算。

发芽试验结果修约:

      在发芽试验中，正常幼苗百分率修约至最接近的整数，0.5则进位。计算其余成分百分率的整数，并获得其总和。如果总和为100，修约程序到此结束。

      如果总和不是100，继续执行下列程序：在不正常幼苗、硬实、新鲜不发芽种子和死种子中，首先找出其百分率中小数部分最大值者，修约此数至最大整数，并作为最终结果；其次计算其余成分百分率的整数，获得其总和，如果总和为100，修约程序到此结束，如果不是100，重复此程序；如果小数部分相同，优先次序为不正常幼苗、硬实、新鲜不发芽种子和死种子。

实例：在发芽试验中，正常幼苗、不正常幼苗、硬实、新鲜不发芽种子和死种子四个重复的平均百分率分别为97.25%、0.5%、0.25%、0.5%和1.5%，如何填报结果。       

    首先修约正常幼苗为97，取其他整数，得97+0+0+0+1=98，总和不是100，需继续修约。

     因不正常幼苗、新鲜不发芽种子和死种子的小数部分相同时，按优先次序为不正常幼苗、新鲜不发芽种子和死种子进行依次修约。可得最后填报的结果应为97%、1%、—0—、1%和1%。

七、破除休眠和重新试验

1．破除休眠

当试验结束还存在硬实或新鲜不发芽种子时，可进行处理后(详见表13-1)重新试验，如预知或怀疑种子有休眠，这些处理方法也可用于初次试验。

2．重新试验

当试验出现下列情况时，应重新试验。

（1）怀疑种子有休眠(即有较多的新鲜不发芽种子)时，可采用上述休眠种子处理方法重新试验，将得到的最佳结果填报，同时注明所用的方法。

（2）由于真菌或细菌的蔓延而使试验结果不一定可靠时，可采用砂床或土壤发芽床重新试验。如有必要，应增加种子之间的距离。

（3）当正确鉴定幼苗困难时，可采用表13-1中规定的一种或几种方法用砂床或土壤发芽床重新试验。

（4）当发现实验条件、幼苗鉴定或计数有差错时，应采用同样方法重新试验。

（5）当100粒种子重复间的差距超过表13-2最大容许差距时，应采用同样的方法重新试验。

--如果第二次结果与第一次结果相一致，即其差异不超过表13-4