于天一，左紹玲，于 芬，馮 昊*，吳正鋒，王才斌

(1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 萊西農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東 萊西 266600；3. 威海市文登區(qū)高村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 威海 264408)

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花生種子老化與種子加工技術(shù)研究進展

于天一1，左紹玲2，于 芬3，馮 昊1*，吳正鋒1，王才斌1

(1. 山東省花生研究所，山東 青島 266100； 2. 萊西農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，山東 萊西 266600；3. 威海市文登區(qū)高村鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 威海 264408)

花生種子活力與種子萌發(fā)、幼苗生長、抗逆能力及產(chǎn)量形成密切相關(guān)，高活力種子是花生獲得高產(chǎn)的前提。合理加工是提高花生種子活力的重要手段。本文綜述了老化花生種子的形態(tài)及生理特性，種子活力對種子發(fā)芽、出苗及植株生長、發(fā)育的影響。從遺傳因素、溫度、水分、外源化學投入品等幾個方面闡述了花生種子活力的影響因素?？偨Y(jié)了花生種子加工技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題。提出了未來研究的重點應放在以下四個方面：① 研發(fā)和引進快速種子活力檢測技術(shù)；② 研究包衣條件下保持種子活力的貯藏條件；③ 研究適合我國品種特性的種子精深加工技術(shù)；④ 研發(fā)復合型多功能種衣劑。

花生；種子活力；形態(tài)特性；生理特性；種子加工技術(shù)

種子活力與種子發(fā)芽、出苗、幼苗生長及作物產(chǎn)量形成密切相關(guān)?；ㄉ俏覈匾挠土虾徒?jīng)濟作物之一，但花生繁殖系數(shù)較低(僅有1∶10左右)，且生產(chǎn)中用種量較大[1]，因此，高活力種子是保證花生全苗、植株健壯生長及高產(chǎn)高效的重要因素之一?；ㄉ休^高的富含不飽和脂肪酸含量導致其種子在儲藏過程中易發(fā)生老化(活力降低)[1-2]。老化不僅導致花生耐儲藏性下降，還影響了種子田間正常出苗和植株生長發(fā)育，降低了效益。種子加工是延緩花生老化，提高花生種用品質(zhì)的重要途徑。近年來，隨著土地流轉(zhuǎn)，規(guī)?；?、機械化種植以及生產(chǎn)水平的提高，對種子質(zhì)量提出了更高的要求，對種子進行加工的呼聲越來越高。目前我國花生種子加工技術(shù)處于起步階段，存在技術(shù)落后、機械化水平低及成本高等問題。

本文綜述了當前花生種子活力及其影響因素的最新研究進展，分析了我國目前花生種子加工技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題，并提出了發(fā)展對策。以期為促進我國花生種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供一些有益的信息和思路。

1 種子老化的形態(tài)特征與生理特性

1.1 對出苗、植株生長發(fā)育和形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響

花生種子活力與種子發(fā)育、萌發(fā)及幼苗生長密切相關(guān)。種子老化后，發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著降低，相對電導率增加[3]，而且隨著老化程度加劇，各發(fā)芽指標降低程度增加[4]。甄志高等[5]報道，種子老化對花生生長發(fā)育的影響貫穿其整個生長發(fā)育過程，表現(xiàn)在幼苗干、鮮重及干物質(zhì)累積速率降低，出苗到開花下針的天數(shù)增加，開花下針到飽果成熟的天數(shù)縮減，產(chǎn)量下降。

種子成熟時，細胞膜中各組分的分子排列井然有序，膜的脂質(zhì)分子相互平行，并與膜表面垂直。當種子干燥時，因失去水膜的保護，磷脂和蛋白質(zhì)分子排列雜亂，膜的完整性消失，如種子再吸脹，膜又可恢復原來的排列而重新獲得其完整性。種子活力高，膜恢復迅速；活力低，則恢復慢；活力太低的種子，無法恢復[6]。高活力花生種子胚根尖細胞表面平滑，細胞均勻緊密，表皮細胞完整。經(jīng)老化后的種子，胚根尖表面細胞發(fā)生腫大，表皮細胞疏松突起；老化嚴重的種子，胚根短而粗，胚根尖出現(xiàn)畸形[7]。

1.2 生理生化特性

膜脂過氧化作用加劇以及膜的透性增加被認為是引起花生種子老化劣變的重要原因[8]。在老化過程中，丙二醛(MDA)含量及相對電導率逐漸增加，子葉的增加量大于胚軸[9-10]。胚軸中的超氧化物歧化酶(SOD)活性先增后降，子葉中的SOD活性呈直線下降，對活性氧的清除能力減弱，種子活力逐漸喪失[9]。

蛋白質(zhì)、氨基酸含量及組分的變化是花生種子老化的重要標志之一?；ㄉN子經(jīng)老化后，子葉內(nèi)肽酶活性下降，蛋白質(zhì)的合成能力降低，總蛋白、球蛋白(貯藏蛋白中最重要的成分)及氨基酸組分均有不同程度降低[11-12]，但當花生種子活力降到一定程度時，種胚內(nèi)出現(xiàn)一種蛋白(pI 6.2 MW 10 KD)，其含量隨老化程度的加劇而增加[13]。另外，花生胚軸中不飽和脂肪酸含量下降，也是種子老化的重要特征之一[14]。

2 影響種子活力的因素

2.1 遺傳因素

花生種子休眠性能使種子以較高的活力貯藏較長的時間，對保持種子活力有重要意義，但也給需要在收獲后較短時間內(nèi)進行下茬播種的地區(qū)帶來一定困難，是影響出苗因素之一[15]。不同類型品種間休眠性差異較大，短的只有幾天，長的可達100d以上。普通型和龍生型種子休眠期較長，珍珠豆型和多粒型花生種子休眠期較短，近年來雜交育成的一些大果品種休眠期較短[16]。休眠性主要表現(xiàn)在兩個方面，一是由于被復物(如種皮)對胚的障礙作用，二是由于胚內(nèi)存在發(fā)芽抑制物質(zhì)或缺乏發(fā)芽促進物質(zhì)[15]。Bandyopadhyay等[17]報道，珍珠豆型花生除去種皮后，發(fā)芽率可提高52%～90%，可見種子的休眠主要受種皮調(diào)控；普通型花生在除去種皮后發(fā)芽率只能提高0～58%，表明其休眠還受到子葉和胚軸的調(diào)控。與休眠有關(guān)的胚內(nèi)發(fā)芽抑制物目前已知的主要是乙烯。

花生種子中富含脂肪，油酸是花生油脂中重要的脂肪酸，占脂肪酸總量的39%～49%[18]。油酸含量高的花生(高油酸品種)，種子抗氧化能力強，儲存能力強，其制品貨架期長[19-20]。研究表明，種植老化的高油酸品種，莢果和籽仁產(chǎn)量沒有明顯降低[21]。

2.2 溫度與水分

溫度是影響花生種子活力及貯藏壽命的主要因素?；ㄉN子萌發(fā)需要一定的溫度。珍珠豆型和多粒型早熟小花生的萌發(fā)最低溫度為12℃，普通型和龍生型晚熟大花生為15℃。在不同的溫度下，萌發(fā)所需的時間不同，在25℃～37℃時發(fā)芽最為迅速，發(fā)芽率也高。超過37℃發(fā)芽速度下降[15]。高溫能引起種皮結(jié)構(gòu)的改變，提高透性，因而有解除休眠的作用。對發(fā)芽率為75%的新鮮珍珠豆型花生(B175)種子進行干熱(50℃)處理5h，發(fā)芽率達100%。對休眠性強的普通型(D128)花生種子，新鮮花生種子發(fā)芽率為1.9%，經(jīng)干熱(50℃)處理24h后，發(fā)芽率也達100%[22]。李春娟等[23]研究表明，不同花生品種播前最佳預處理溫度為38.1℃～47.2℃，超過最適溫度，隨溫度升高種子活力逐漸降低直至失活。

花生種子的吸水量要達到本身重量的35%～40%才能萌動，到出苗時的吸水量相當于種子本身重量的4倍。幼苗發(fā)芽出土土壤水分應高于最大持水量的50%[15]。種子含水量是決定貯藏時間最主要因素之一，含水量低，貯藏壽命長。胡承蓮等[24]研究表明，種子含水量耐貯程度排列順序為2%>3%>1%>4.4%。

2.3 植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)與營養(yǎng)元素

經(jīng)多效唑或脫落酸處理后，種子萌發(fā)受抑制，發(fā)芽時間延緩，發(fā)芽率降低[25-26]。殼聚糖、哈茨木霉等生長調(diào)節(jié)物質(zhì)能促進花生種子萌發(fā)。用殼聚糖(濃度7.5 mg/mL)處理花生種子，發(fā)芽率和發(fā)芽勢分別提高14.4%和4.5%，脂肪酶活性、赤霉素和吲哚乙酸含量分別增加162.0%、80.0%和60.3%[27]。用6-芐氨基嘌呤預處理種子，能提高活力，降低可溶性蛋白及過氧化氫酶活性[28]。哈茨木霉處理種子，發(fā)芽時間提前，種子活力提高，相對電導率降低[29]。

用100～200 mg/L鉬酸鈉浸種，能顯著提高花生種子發(fā)芽率，促進胚根生長[30]。施鈣肥能提高低鈣土壤中花生種子活力，促進萌發(fā)[31]。用適宜濃度的硝酸鈣和青霉素單獨或混合處理老化花生種子，能夠提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)[32]。

2.4 有害物質(zhì)

重金屬、污染物及其他有害物質(zhì)對花生種子萌發(fā)產(chǎn)生負面影響[33-36]。當溶液汞離子濃度達到5mg/L，鎘離子濃度大于等于20 mg/L時，花生出苗率降低[33]。pH3.5及以下的酸雨能顯著降低花生種子活力、胚根長度及發(fā)芽率[34]。適宜濃度(4～128mg/kg)的氯化三苯四氮唑(DTT)溶液可顯著增加花生種子的生活力及活力指數(shù)，但對其發(fā)芽率及發(fā)芽指數(shù)均無顯著影響[35]。

3 種子加工技術(shù)現(xiàn)狀與存在問題

3.1 以簡單的手工粗加工為主，種子質(zhì)量差

目前我國花生多數(shù)種子來源于農(nóng)戶自留的普通莢果，種子的加工是來自農(nóng)民簡單的手工挑揀。即使是種子企業(yè)銷售的種子，大多為莢果，其種源也來自生產(chǎn)者的手工挑選。企業(yè)只是將種植者揀好的種子進行簡單包裝后直接銷售。由于挑揀過程質(zhì)量標準存在較大差異，導致種子在生活力、出苗率、整齊度等方面存在較大差異，機械播種尤為明顯。因此，常常是造成田間缺苗斷壟和群體整齊度差的主要成因，據(jù)估計，每年由于種子質(zhì)量差造成的產(chǎn)量損失達10%以上，高的達到20%，僅次于病蟲害對產(chǎn)量造成的損失。

3.2 種子精深加工技術(shù)落后，成本高

近年來，國內(nèi)部分企業(yè)開始嘗試對種子進行脫殼、精選、包衣等深加工，并取得了較好的效果。種子深加工在減少運輸成本、保障種子均勻度及活力、增加包衣劑功能及安全性、提高群體質(zhì)量及新品種增產(chǎn)效果等方面顯示了很大的優(yōu)勢。但由于目前加工水平較低，脫殼過程破碎率高、包衣過程種皮脫落等導致種子加工過程損耗大、成本高，提高了深加工種子的價格，令一般種植者望而生畏，市場競爭力不強。

3.3 種衣劑功能單調(diào)，種子包衣存在一定風險

在成分方面，目前我國種衣劑多數(shù)由殺蟲、殺菌劑復合而成，主要用于防治病蟲危害，而其他(如促進生長發(fā)育、抗旱保苗等)方面雖有些劑型，但多數(shù)功能單一，復合型的少。在實際生產(chǎn)中，由于用種衣劑包衣而引起的爛種時常發(fā)生，每年因種衣劑使用不當而造成爛種減產(chǎn)在某些地區(qū)或年份相當嚴重。其原因一是種衣劑原材料的選用和加工工藝不合理，二是農(nóng)民拌種時技術(shù)不當[37]。

4 未來提高我國花生種子活力技術(shù)途徑及加工技術(shù)的研發(fā)重點

4.1 研發(fā)和引進快速種子活力檢測技術(shù)

種子活力檢驗是保證種子質(zhì)量的基礎(chǔ)，目前，種子活力檢測主要分為生理生化測定(如四唑染色法)和物理特性測定法(如軟X-射線測定法)。前者較為準確，但操作繁瑣費時，后者準確度較差。因此，根據(jù)花生種子特點，研究花生快速種子活力檢測技術(shù)很有必要。丹麥福斯電子公司和美國芝加哥種子儀器公司根據(jù)四唑染色原理研制出一種可快速測定種子活力的儀器(Vitascope)，小巧玲瓏、使用方便、測定快速，在禾谷類作物、蔬菜等已廣泛應用?？蛇M一步探索在花生上的應用技術(shù)。

4.2 研究包衣條件下保持種子活力的貯藏條件

與傳統(tǒng)種子帶殼貯藏相比，花生種子脫殼包衣后種仁的環(huán)境發(fā)生了較大變化，一方面失去了果殼的保護作用，另一方面，種衣劑長時間與種仁接觸，有可能引起種仁活力的改變，導致生活力下降，甚至喪失生命力。因此，應研究包衣種子保持活力的環(huán)境條件、活力衰減規(guī)律等，建立包衣種子?；钯A藏技術(shù)。

4.3 研究適合我國品種特性的種子精深加工技術(shù)，實現(xiàn)種仁做種

目前，我國花生脫殼破碎率高，分級篩選達不到規(guī)格要求，種衣劑包衣脫皮等嚴重影響花生種子深加工的質(zhì)量、效率和效益，是限制該產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素，研發(fā)適合我國花生品種特性的種子精深加工關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)種仁做種的產(chǎn)業(yè)化是當務(wù)之急。

4.4 研發(fā)復合型多功能種衣劑

在深入研究種子包衣后出苗慢的成因的基礎(chǔ)上，通過物理(如低溫預處理)、化學(如調(diào)節(jié)劑)等手段，解決種衣劑包衣出苗慢的問題，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)種衣劑的多功能，精用量，高效率，無公害。

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Advances on Peanut Seed Aging and Its Processing Technologies

YU Tian-yi1, ZUO Shao-ling2, YU Fen3, FENG Hao1*, WU Zheng-feng1, WANG Cai-bin1

(1.Shandong Peanut Research Institute, Qingdao 266100, China; 2.Laixi Agr. Technology Extension Station, Laixi 266600, China; 3. Gaocun Agr. Comprehensive Service Center of Wendeng, Weihai 264408, China)

Peanut seed vigor is closely related to seed germination, seedling growth, stress resistance and yield formation. Seed with high vigor is the base of achieving high peanut yield. Appropriate processing is an important way to improve seed vigor. This paper reviewed the morphological and physiological characteristics during peanut seed aging, and the effect of seed vigor on germination and emergence of seed and growth and development of plant; discussed the influence factors of peanut seed vigor, including heredity, temperature, moisture, chemical input and so on; summarized current situation of peanut processing technologies and existing problem. The potential research areas and priorities on peanut seed vigor were: ① to develop and bring in rapid detection technology of seed vigor; ② to study storage conditions on vigor keeping of coated seed; ③ to investigate seed deep-processing technologies which suitable for characteristics of varieties in our country; ④ to research and develop compounded and multifunctional seed coating.

peanut; seed vigor; morphological characteristics; physiological characteristics; seed process technologies

10.14001/j.issn.1002-4093.2017.01.013

2017-02-16

山東省2015年度農(nóng)業(yè)重大應用技術(shù)創(chuàng)新項目；山東省農(nóng)業(yè)科學院創(chuàng)新基金項目(2014CXZ11-2，2014CXZ06-2)

于天一(1984-)，男，山東青島人，山東省花生研究所助理研究員，博士，主要從事花生逆境生理生態(tài)研究。

*通訊作者：馮昊，男，山東濟南人，碩士，主要從事花生栽培及生理研究。E-mail: ben0917@163.com

S565.2041; S330.3+1

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