低温、干旱、盐胁迫、加速老化，模拟逆境下的种子发芽试验
验出高活力种子金身
绘图：吴狄
农业部“主要农作物高活力种子生产关键技术研究与示范”项目专家组
编者按：与标准发芽率相比，种子活力能更准确地评价农作物种子在各种逆境条件下的田间出苗潜力。中国农业大学王建华教授主持的“主要农作物高活力种子生产关键技术研究与示范”，在2015年继续以市场购买为主的方式收集我国主要农作物主产区的种子样品，进行标准发芽试验以及逆境发芽试验，试验得到的高活力种子数据对育种家筛选优良种质、农民选种备耕都有积极意义。
［背景］种子活力是衡量种子质量的重要指标，但至今还未列入我国种子质量检验指标。从2013年起，农业部启动“主要农作物高活力种子生产关键技术研究与示范”项目，项目组专家连续三年对市场上售卖的玉米、水稻、小麦、棉花种子进行标准发芽试验和各种逆境下发芽试验，并依据试验过程和结果对种子质量及市场存在的问题予以展示和分析。2015年，项目组收集主要农作物种子样品1157份，参照《1995国家农作物种子检测规程》对种子样品进行了标准发芽试验以及低温、模拟干旱、盐胁迫、加速老化等逆境发芽试验，期待通过试验进一步了解我国主要农作物种子的田间出苗潜力，为将种子活力尽快列入我国种子质量检验指标提供参考。
玉米
样品406份
干旱胁迫下平均发芽率为92%
结果
在全国范围内收集来自山东、河南、河北、安徽、北京、内蒙古、山西、江苏、云南、贵州、广东、广西、四川、重庆、天津、黑龙江、吉林、辽宁、新疆、甘肃、陕西等21个省份2014年生产的375个推广品种的种子样品406份，品种覆盖率92%。标准发芽试验结果表明，406份玉米种子的平均发芽率为95%，符合国家标准（标准发芽率≥85%）的种子样品有397份，比例为98%；平均发芽势为93%，≥95%的样品有194份。逆境发芽试验结果表明：406份玉米种子盐胁迫下平均发芽率为94%，≥95%的种子样品有184份；模拟干旱胁迫下平均发芽率为92%，≥95%的种子样品有123份；抗冷胁迫下平均发芽率为94%，≥95%的种子样品有196份；深播条件下平均发芽率为89%，≥95%的种子样品有69份；人工老化胁迫下平均发芽率为88%，≥95%的种子样品有151份。田间出苗试验结果表明，406份玉米种子田间平均出苗率为86%，≥95%的种子样品有6份。
分析
综合标准发芽试验、逆境发芽试验和田间出苗试验，2015年玉米种子质量和活力好于2014年的普查结果。大多数种子样品具有较强的逆境发芽能力，在一定的逆境条件下仍具有较高的发芽率。但在每种逆境条件下都有发芽率明显降低的样品，尤其是在深播、干旱、人工老化条件下，一些样品发芽率显著降低，说明这些样品的种子活力较低，在应用时要特别注意，必要时采取防范措施，以避免给农业生产造成损失。
问题
仍普遍存在购种无有力票据（发票）或其他发票替代的现象，种子质量出现问题难以追溯责任；有部分种子生产企业几年均用同样的包装袋，包装袋信息真实性难保证，如：有些包装袋上提供的联系电话无法打通，并存在新旧种子混装、旧种子换新包装或直接在旧包装上贴新标签继续销售的现象；包装袋标识信息表述不清，存在同一种子两种或多种品种名，易误导消费者；黄淮海、华北、西南地区收集到的种子除少数大品种未包衣外，其余种子均包衣，与2013、2014年相比，种子样品的整体发芽率明显提升，但这可能与种子包衣有关，同时存在发芽率较高但活力偏低的现象，建议今后在发芽率指标的基础上增加种子活力指标；市场上存在发芽率不低于85%的种子可继续使用，建议在种子销售中增加保质期指标，省去更换包装袋等工序；不合格种子依然存在等。
水稻
样品311份
低温胁迫下平均发芽率为75%
结果
在全国范围内收集来自湖北、浙江、广西、江苏、安徽、江西、湖南、海南、福建、广东、黑龙江、吉林、辽宁、四川等14个省份2014年生产的252个推广品种的种子样品311份，品种覆盖率81%，其中常规稻67份，杂交稻244份。标准发芽试验结果表明，311份水稻种子的平均发芽率为90%，符合国家标准（芽率：常规稻≥85%、杂交稻≥80%）的种子样品有291份，比例为94%；平均发芽势为87%，≥95%的样品有30份。逆境发芽试验结果表明：311份水稻种子盐胁迫下平均发芽率为77%，≥95%的种子样品有18份；低温胁迫下平均发芽率为75%，≥95%的种子样品有3份；加速老化后平均发芽率为36%，≥85%的种子样品有4份；模拟干旱胁迫下平均发芽率为42%，≥85%的种子样品有2份。田间出苗试验结果表明，311份水稻种子田间平均出苗率为80%，≥95%的种子样品有13份。
分析
综合标准发芽试验、逆境发芽试验和田间出苗试验，2015年水稻种子质量和活力好于2014年的普查结果。不同类型水稻种子质量和活力状况差异不大。常规稻种子发芽率、符合国家发芽标准比例、发芽势、盐胁迫发芽率、干旱胁迫发芽率、低温胁迫发芽率、加速老化发芽率、田间出苗率分别为90%、91%、90%、78%、43%、75%、32%和80%。杂交稻种子以上指标分别为89%、94%、86%、75%、42%、76%、41%、80%。产地不同，其质量和活力状况存在差异。如福建生产杂交稻‘Y两优916’种子的发芽势、发芽率、田间出苗率分别为95%、95%、87%，广西生产的该品种种子的发芽势、发芽率、田间出苗率分别89%、91%、77%，因此该品种在福建制种其质量好于广西。
问题
本次调查所收集的水稻种子样品主要通过种子市场上购买获得，体现了农民购种过程的真实性。但在品种收集过程中，一些水稻种子销售商没法开出票据（发票），种子质量出现问题难以追溯其责任。因此，今后在收集样品时尽可能考虑信誉度好、推广面积大的大企业种子产品，以保证样品的普遍性与可靠性。此外，由于商家对个别品种的过度美化宣传，如包装袋标识信息表述过于完美，易误导农民朋友，提醒农民朋友在购买种子时务必提高警惕，向商家询问更多信息，包括该品种的历年产量、品质、抗性和种子质量（特别是活力）的表现。
小麦
冬小麦样品233份
盐胁迫下平均发芽率为30%
结果
2015年在甘肃、辽宁、新疆、安徽、北京、河南、江苏、山东、陕西、天津等地种子市场购买小麦样品266份，其中春小麦样品33份、冬小麦样品233份，品种覆盖率70%。标准发芽试验结果表明，33份春小麦种子的平均发芽率为89%，符合国家标准的种子样品有22份，比例为67%；平均发芽势为87%，≥95%的样品有5份。逆境发芽试验结果表明：33份春小麦种子盐胁迫下平均发芽率为45%，发芽率≥85%的种子样品有2份；模拟干旱胁迫下平均发芽率为39%，无≥85%的种子样品；人工老化后平均发芽率为82%，≥95%的种子样品有3份。233份冬小麦种子的平均发芽率为93%，符合国家标准的种子样品有212份，比例为91%，≥95%的样品有97份。逆境发芽试验结果表明：233份冬小麦种子盐胁迫下平均发芽率为30%，≥85%的种子样品有6份；模拟干旱胁迫下平均发芽率为50%，≥85%的种子样品有14份；人工老化后平均发芽率为83%，≥95%的种子样品有33份。
分析
2013年～2015年我国春小麦样品标准发芽平均发芽率分别为84%、86%和89%，呈上升趋势。有些品种连续2年或3年表现出抗逆性或不抗逆性，有些品种当年表现出多重抗性。这些品种的抗逆性表现可为生产用种的选择提供参考。2015年取样调查结果表明，除江苏外，其他地区的冬小麦种子合格率均在90%以上；取样最多的山东省有75份，种子合格率达到100%。人工老化后，除北京和天津仍维持100%达标外，其余冬小麦产区种子的达标率均有所下降。
问题
连续三年的小麦种子样品主要都是以消费者的身份从市场购买，以体现购种过程的真实性。种子样品在存放过程中，发现有少量样品有生虫现象，说明部分种子生产商在小麦收获后未进行有效的杀虫处理。实验过程中，有种子内部带菌现象，对种子活力的检测有一定的影响。样品中有包衣的种子，可很好的抑制生虫及长霉现象，但包衣种子中破损粒及碎粒较多，降低了冬小麦的用种质量，具体原因有待于进一步调查。我国评价小麦种子萌发期的抗旱性根据国标GB/T21127-2007采用相对发芽率的指标进行判定，但在种子活力评价中仅用相对发芽率是不全面的，甚至会造成种子质量的误判，建议还应考虑种子在逆境胁迫下的绝对发芽率。此外，我国疆域辽阔，不同地区的逆境胁迫不同，应针对性地提出不同地区适宜的小麦种子活力测定方法。
棉花
样品174份
加速老化后平均发芽率为78%
结果
2015年通过实地购种、邮购等方式在我国新疆、山东、安徽、河南、湖南、河北、江苏、天津和北京9省（区）共收集到174份种子样品，其中常规棉69份，杂交棉105份，转基因棉99份，非转基因棉75份，包衣种子154份，非包衣种子20份。参照国家种子发芽检验规程进行了标准发芽试验和逆境萌发试验，174份棉花品种种子的平均发芽率为82%，平均发芽势为73%，发芽率符合国家种子质量标准（发芽率≥80%）有123份，比例为71%。加速老化试验结果表明，174份棉花种子经过加速老化后发芽率都有不同程度的降低，平均加速老化相对发芽率为78%，其中属于耐贮藏（相对发芽率≥80%）的有95份，占比55%。18℃下垂直板发芽试验结果表明，174份棉花种子在18℃下发芽势和发芽率都有不同程度的降低，品种间存在明显的差异，其中属于耐低温的有76份，占比44%。模拟干旱胁迫试验显示干旱对种子的发芽势影响较为明显，依据耐干旱指数筛选出13个高活力品种，占比为7.5%。
分析
2015年棉花种子市场进一步萎缩，一些小而散的种子公司退出了市场，棉花种子质量和活力状况总体跟2014年相当。不同收集地区品种的合格率存在差异，其中江苏收集的种子样品合格率（发芽率≥80%）最高，为93%。
问题
本次调查所收集的种子样品全部来自于市场，在品种收集过程中，发现棉花种子市场进一步萎缩，但仍然存在种子套牌等现象，甚至在一些地区，未经审定的品种也在销售。在种子收集的过程中，大部分种子销售点不提供发票，这不利于农民在种子质量出现问题时进行维权。
［结语］目前我国农作物种子质量检验规程仍采用的是1995年的国家标准，国际上采用的是ISTA和AOSA的标准，而且每年都在进行修订和更新。我国种子质量标准的指标系统只有纯度、净度、发芽率和水分四个指标，国际知名种子公司均将种子活力作为质量检测的建议指标。将种子活力列为我国种子质量检测的新指标，可以更好地预测农作物种子的田间出苗潜力，对提高我国种子企业的质量意识，规范种子市场，促进我国种子质量提升，减少由于种子质量问题引起的纠纷，促进农业生产具有重要意义。
项目组成员
王建华 中国农业大学教授
赵光武 浙江农林大学教授
王玺 沈阳农业大学教授
孙群 中国农业大学副教授
李润枝 北京农学院副教授
江绪文 青岛农业大学讲师
