第二节 稻种的内在性质
不同品种、组合的水稻种子都具有共性和特殊性,各自相传,形成了种子的多样性。
1.种子的遗传性
一般来说,“种瓜得瓜,种豆得豆”,以种相传,世代不绝。但是,杂交水稻与常规稻就有不同的遗传特性。
常规水稻品种,能代代相传,是由于其种子具有稳定的遗传特性。常规水稻品种的选育,一般都是父母亲本有性杂交选育或辐射选育等,按照选育目标进行选育,经过5~8年、近十几代的选育过程,其遗传特性基本稳定。若其综合性状良好且高产,经种子审定部门审定批准后,才可成为推广种植的常规水稻品种。
杂交水稻种子,不能代代相传,是由于种子具有不稳定的遗传特性。它是杂种优势利用的第一代种子,留种再种植第二代以后,就会出现高度分离的现象,在生产上无利用价值,故杂交水稻不能留种,俗称为“一代英雄”。杂交水稻的种子,是不育系与恢复系配育而成的杂优种子,即杂交第一代的种子。由于每一粒种子的遗传基因都来自相同的父母亲本,基因相同,每一个个体都表现出一致性,并且体现着杂种优势,表现出高产、抗逆性强等特性。若其综合性状良好且高产,经种子审定部门审定批准后,才可成为推广种植的杂交水稻种子。一般按父母亲本来命名,称为“某某组合”,以有别于常规品种。
2.种子的呼吸性质
作为种子的稻谷是有生命的有机体,它每时每刻都在进行着呼吸,即使是非常干燥或处于休眠状态的种子,其呼吸作用照样进行,新陈代谢并未停止。只有当种子丧失了生命力时,呼吸才停止。
一般通气良好的种子,以进行有氧呼吸为主,消耗有机物质(葡萄糖)并释放二氧化碳、水分和热量:
C6H12C6+6O2→6CO2+6H2O+674千卡
一般通风不良的种子,往往进行缺氧呼吸,消耗有机物质,产生乙醇(酒精)、二氧化碳和热量:
C6H12C6 →2C2H5OH+2CO2+25千卡
影响种子呼吸强度的主要因素有:
(1)水分。种子呼吸强度与种子含水量呈正相关关系。干燥种子含水量低,其呼吸作用微弱;反之,潮湿的种子呼吸作用旺盛,酶的活性增强,呼吸强度增强,消耗种子内的物质和氧气越多,同时释放出来的二氧化碳、热量也就越多。特别是在无氧呼吸作用下,产生的有毒物质易毒害胚。总之,呼吸作用增强将严重影响种子的质量与寿命。
(2)温度。在一定的温度范围内,种子呼吸强度与温度呈正相关关系。温度升高,种子呼吸作用增强,尤其是在种子含水量增高的情况下,呼吸作用不断增强。所以,低温和将种子含水量按制在安全范畴内,是贮藏种子的必备条件。
(3)通气。空气流通的程度与种子的呼吸强度和呼吸方式有着密切的关系。一般情况下,不论种子本身含水量高低,在种子通气条件下的呼吸强度均大于密闭贮藏;同时,种子含水量越高,温度越高,通气对种子呼吸强度的作用就越大。但是,含水量较高的种子,若在密封条件下,往往会进行无氧呼吸,引起大量有毒物质产生与积累,会导致种子死亡。
(4)种子本身的状态。种子的呼吸强度还受种子本身状态的影响。凡是未充分成熟的、不饱满的、损伤的、冻伤的、发芽的、胚萌动过的、病虫为害过的种子,呼吸强度高;反之,则呼吸强度低。一般常规水稻品种,其种子成熟充分、饱满、干净、均匀、新鲜,易于贮藏。但是,杂交水稻的种子由于授粉时间长、使用农药激素多,因而种子成熟度不一、饱满度差异较大,加上杂交水稻酶的活性较强,其呼吸强度比常规水稻种子更强。因此,贮藏杂交水稻种子比较困难,条件要求较高。
(5)化学物质。杀虫灭病的药剂、二氧化碳、氮气和氨气等对种子的呼吸作用有影响。加大剂量时,往往影响种子发芽率,特别是在种子贮藏室用氧化铝熏杀时,若用药过量,或药剂分布不均,或未及时通风,往往会使种子通过呼吸作用而中毒死亡。
(6)间接因素。贮藏室的仓虫和微生物,一旦条件适宜,便大量繁殖,释放并积累大量的热能和水分,间接地促进了种子呼吸强度的增强,影响着种子的生活力。
3.种子的吸湿性和耐热性
种子本身是一团胶体,其中分布着无数大大小小的毛细管。种子能依靠毛细管的内表面吸附水分子,此外,种子内的蛋白质和糖类都具有亲水性,吸水能力强,能使种子含水量升高;同时,种子体内的水分又会通过毛细管排出体外,进行双向交换。当空气湿度升高,温度在一定范畴内时,种子吸附水分子的能力增强,使种子含水量升高。
稻种各部分对水分子的吸附能力不相同,一般胚部最强,果皮和种皮(米糠层)次之,胚乳更次,稃壳最弱。
种子有一定的耐热性,依据这种特性,收获的种子可以晒种或进行人工机械干燥。据测定,种子含水量较高时,耐热性较差;种子含水量较低时,其耐热性稍高。刚收获的稻种进行人工机械干燥时,出机种温不可超过43℃;如利用日光曝晒稻种,在炎夏季节强光直射时,摊晒宜稍厚并勤翻动,尤其是水泥晒场更要加以注意,以防局部稻种受热偏高,影响原始生活力,或说“晒死”种子。如果温度控制不当,会增加稻种爆腰率(米粒有横断纹),引起种子变质,降低种子的发芽率和品质。贮藏的种子,温度升高、时间延长均与种子寿命呈负相关关系。
4.种子的休眠
凡种子具有生活力而停留在不能发芽的状态,广义上称为休眠。不同的种子有不同的休眠期,造成种子休眠的原因有:种胚未发育成熟、种子尚未完成后熟、种皮的障碍、抑制物质的存在和不适宜条件的影响。
不同类型的水稻种子的休眠期存在显著差异,一般粳稻类型特别是早粳品种休眠较深,休眠期可长达数月;籼稻品种大多数不存在休眠期,或仅仅存在一些萌发较迟缓的休眠现象。所以,有些籼稻品种在种子成熟过程中遇到不良天气时,将引起穗上萌芽的现象,影响种子质量。杂交水稻的遗传因子较为复杂,其种子休眠现象也各不相同,若有粳稻基因的,其杂交种子休眠现象较明显。例如,深优97125组合,在收获后检测,其发芽率仅为80%左右,但贮藏半年后检测,其发芽率竟有90%左右,人们就推测是种子的休眠现象;还有培杂泰丰组合等,也有此类休眠现象。
打破种子休眠、提高种子发芽率,有药物处理、温度处理等方法。在生产中,刚收获的稻种,往往因种子的休眠,导致发芽率低且不整齐。
5.种子的寿命
种子的寿命是种子在一定环境条件下能保持生活力的期限。种子寿命的长短,一方面取决于本身的遗传特性,另一方面取决于种子成熟过程中,留在母株上时的生态条件和采收后保管过程中的环境条件。
(1)影响种子寿命的内在因素。不同品种,遗传特性不同,其寿命也不同。同一水稻品种或组合的稻种,其遗传特性基本一致,其寿命的长短主要有三方面的决定因素:一是种子的成熟度,二是种子的大小、饱满度和完整性,三是籽粒内的生化状态。
实践证明,生产杂交水稻种子的过程中,往往上述三方面都存在问题。较之于常规水稻,杂交水稻种子成熟度稍差,较不饱满。另外,杂交水稻酶的活性较强,即体内生化活跃,呼吸作用较旺盛,有毒物质易产生和积累,往往造成寿命缩短。特别是在种子成熟收获过程中,天气等环境条件不良,易促使种胚萌发或者发生病变,大大缩短了种子的寿命。
(2)影响种子寿命的外在因素。影响种子寿命的外因主要是水分、温度,其次是空气、光、微生物、仓虫和外源化学物质。一般而言,低温、干燥、密封是仓库贮藏种子的基本条件,目的是减弱种子的呼吸强度,延长种子寿命;反之,种子含水量高、仓库湿度大、微生物和仓虫存在等,都加剧了种子的呼吸强度和生理生化变化,缩短了其寿命。光照过强,有毒气体的积累,都不利于延长种子寿命。仓库内进行种子消毒时,如果外源有毒药剂使用不科学、不规范,往往会造成种胚中毒死亡。
6.种子的抗病虫害性与带病性
任何水稻品种、组合都有对环境的适应性和抗逆性,也有抗病虫害的特性。水稻的抗病虫害性与其遗传基因有关,表现在水稻体内外的形态构造上,如体态直立硬朗,叶片窄直厚硬,硅质含量高等,其抗病虫害的能力就强。另外,其抗病虫害性与地域环境、稻体状态、天气条件、肥水管理、防治时效、对症农药、药液浓度和施药水平等都有密切关系。
在种子形成至成熟的过程中,往往出现病害侵染种子发病或者病原体侵存于种子的表面或内部的现象,造成种子带病性。水稻谷种常带的病害有:稻瘟病、白叶枯病、胡麻叶斑病、恶苗病、稻曲病、稻条叶枯病、稻一柱香病、稻粒黑粉病、稻谷枯病等。因此,生产上使用种子时,要求在种子浸种前要晒种和对种子消毒,尽量避免种子带病而造成生产上的损失。
7.其他
稻种的比重、千粒重,稻米的垩白度、垩白粒率、透明度、胶稠度、碱消值和米粒的长宽比等,都是评稻种判品质的依据。