梯度密度有機(jī)介質(zhì)分選煙草種子的質(zhì)量比較

潘威++馬文廣++鄭昀曄

摘要：利用正己烷、三氯甲烷組成的梯度密度有機(jī)介質(zhì)的浮力，將煙草種子分選成不同的密度等級。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，密度區(qū)間處于1.0～1.2 g/mL的煙草種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率最高，同等萌發(fā)時間內(nèi)胚根長度最長，整齊度高，活力最強(qiáng)；0.9～1.0 g/mL種子次之；密度小于0.9 g/mL和大于1.2 g/mL種子則較差。梯度密度有機(jī)介質(zhì)分選的精度明顯優(yōu)于傳統(tǒng)風(fēng)選、篩選、水選，不會影響種子生理性質(zhì)，不會影響種子發(fā)芽，成本低廉、操作簡單，效果顯著，具有規(guī)模應(yīng)用、取代傳統(tǒng)分選方法的潛在可能。

關(guān)鍵詞：有機(jī)介質(zhì)；煙草種子；發(fā)芽勢；發(fā)芽率；密度；分選；生理性質(zhì)

中圖分類號： S572.04文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號：1002-1302（2017）08-0071-04

精選分級可以剔除種子中的混雜物，去除不飽滿或劣變的種子，提高種子的精度級別，進(jìn)而最大限度地提高種子凈度、發(fā)芽率和活力[1-3]。隨著消費(fèi)者對商品種子質(zhì)量要求的提高，實(shí)行種子精選分級已成為種子加工的一種必要手段[4-5]。目前，煙草種子的精選主要是通過風(fēng)選[6-7]、篩選[8-9]、水選[10-13]等方式進(jìn)行，傳統(tǒng)風(fēng)選、篩選方式的分選精度較差，容易造成機(jī)械損傷，勞動強(qiáng)度高但效率低下，越來越無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)需要；水選或鹽水選由于種子吸水，會影響種子生理生化性質(zhì)和種子貯藏，甚至引起霉變[14]，如何改進(jìn)精選方法，提高精選效率和精度，進(jìn)一步提高種子活力和萌發(fā)整齊度，成為種子科技發(fā)展的新方向和種子生產(chǎn)企業(yè)亟待解決的問題[15-16]。正己烷、三氯甲烷密度分別為0.69、1.48 g/mL，極易互溶，可快速配制出0.7～1.4 g/mL之間任意密度有機(jī)介質(zhì)；此外，這2種物質(zhì)都不溶于水，含水量極低，不易影響種子生理性質(zhì)，這些特性使得兩者組成的有機(jī)介質(zhì)將煙草種子高精度、無損傷分選為不同密度等級成為可能。

1材料與方法

1.1供試材料

云煙110、K326、云煙105、MS云煙97的種子來自玉溪中煙種子有限責(zé)任公司，正己烷和三氯甲烷購自西隴化工股份有限公司，含量均≥99%。種子風(fēng)選機(jī)來自玉溪中煙種子有限責(zé)任公司，篩選所用套篩為16～60目，孔徑為0.3～0.6 mm。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1種子的有機(jī)介質(zhì)分選脫粒：將收獲煙草蒴果進(jìn)行晾曬、干燥至種子自然脫粒，含水量低于6%，篩除蒴果皮屑；取剛剛干燥、脫粒后的煙草種子，利用16目篩子篩除大塊的蒴果皮屑。

密度梯度分選：取上述煙草種子30 g，放入200 mL燒杯中，加入100 mL密度為0.7 g/mL有機(jī)介質(zhì)溶液，充分?jǐn)嚢?2 min，靜置5 min，待種子分為3層且各層種子數(shù)量不再改變，取出上層和中層種子，平鋪于雙層濾紙上，置于通風(fēng)櫥內(nèi)2 h，陰干至表面無液體，收集種子記為ρ0.7。將燒杯內(nèi)液體介質(zhì)倒出，經(jīng)濾紙過濾后密封陰涼處保存?zhèn)湎麓沃貜?fù)使用。取出下部種子，重復(fù)以上步驟依次加入到0.8、0.9、1.0、1.1、1.2 g/mL 有機(jī)介質(zhì)中進(jìn)行分選，得到的種子分別命名為ρ0.8、ρ0.9、ρ1.0、ρ1.1、ρ1.2，最后落于下部的種子命名為ρmax；將獲得的各密度區(qū)間煙草種子平鋪于濾紙上，陰涼通風(fēng)處，25～30 ℃，2～3 h，陰干表面液體，分別收集保存。

1.2.2種子風(fēng)選和篩選分別取MS云煙97和云煙110干燥、脫粒種子，利用風(fēng)選機(jī)風(fēng)選，然后經(jīng)30～50目套篩選反復(fù)篩選，至無肉眼可見雜質(zhì)且無不飽滿種子落下為止，定義為CK。

將部分CK種子按照上述有機(jī)介質(zhì)密度分選方法，只使用密度為1.0、1.2 g/mL的有機(jī)介質(zhì)，將CK種子直接分成ρ<1.0、1.0<ρ≤1.2、ρ>1.2這3個密度區(qū)間。

1.2.3種子水選分別取同一批號未精選云煙110種子各8 g，分別加入到50 mL清水、50 mL 1.0 g/mL 石油醚和三氯甲烷組成的液體有機(jī)介質(zhì)當(dāng)中，充分?jǐn)嚢瑁N子分層，分別在靜置0.5、3.5、12 h后，在各時段部分取出下部種子，陰干至原始含水量，并檢測種子發(fā)芽質(zhì)量。

1.2.4種子質(zhì)量檢測測定各個密度區(qū)間種子質(zhì)量，計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù)，分別取各個密度區(qū)間種子，測定其含水量、發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長度等。在培養(yǎng)皿中墊2層濕潤濾紙，每個培養(yǎng)皿中均勻放置100粒種子，3次重復(fù)，種子置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，25 ℃，每天光照12 h，發(fā)芽期間保持濾紙濕潤。以胚根長度大于種子長度為準(zhǔn)計(jì)數(shù)，分別在發(fā)芽后5 d記錄種子發(fā)芽勢，發(fā)芽后7 d記錄發(fā)芽率；并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，發(fā)芽指數(shù)GI=∑（Gt/Tt），式中：Gt為不同時間的發(fā)芽數(shù)，Tt為發(fā)芽時間）；在第7天，每個處理的3個重復(fù)均隨機(jī)選擇20粒種子，測定其胚根長度，并計(jì)算平均值。

1.2.5煙株農(nóng)藝性狀調(diào)查分別將云煙110、K326、云煙105、MS云煙97等4個品種正常生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)良種與有機(jī)介質(zhì)分選出的密度區(qū)間1.0～1.2 g/mL種子同天播種，進(jìn)行漂浮育苗，50 d左右，挑選壯苗，同天內(nèi)移栽至玉溪中煙種子公司同一溫室大棚內(nèi)，統(tǒng)一管理。在中心花開放期，按照YC/T 142—2010《煙草農(nóng)藝性狀調(diào)查測量方法》，分別調(diào)查4個品種優(yōu)質(zhì)良種與有機(jī)介質(zhì)分選種子長成煙株的典型性農(nóng)藝性狀，每個品種調(diào)查15株，取平均值。

2結(jié)果與分析

2.1不同密度區(qū)間煙草種子質(zhì)量比較

將云煙105、K326、MS云煙97、云煙110共4個品種剛收獲的煙草種子利用正己烷和三氯甲烷配制的不同密度的有機(jī)介質(zhì)分別分級為7個密度區(qū)間。對于4個品種種子而言，ρ1.1、ρ1.2密度區(qū)間的種子質(zhì)量分?jǐn)?shù)均最高，分別為91.6%、918%、76%、71.34%；它們7 d發(fā)芽率也最高，分別達(dá)到986%、97.7%、95.7%、95.7%，質(zhì)量優(yōu)秀，明顯高于其他區(qū)間；代表種子活力的發(fā)芽指數(shù)也是這2個區(qū)間明顯最高；另外，萌發(fā)相同時間后，這2個區(qū)間種子胚根長度也最長，高于其他區(qū)間種子；ρ1.0種子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長度等質(zhì)量指標(biāo)均次之，不如ρ1.1、ρ1.2區(qū)間；而ρ0.7～ρ0.9、ρmax種子所占比例較小，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、胚根長度等指標(biāo)明顯較低，種子質(zhì)量較差（圖1、表1）。結(jié)果表明，有機(jī)介質(zhì)密度分選的方法對不同品種的煙草種子都能適用，且其每個品種各密度區(qū)間種子質(zhì)量變化趨勢一致；分選后只保留ρ1.1、ρ1.2這2個密度區(qū)間種子，即可明顯提高種子發(fā)芽率，提高種子萌發(fā)整齊度，提高種子活力。

2.2有機(jī)介質(zhì)密度分選與風(fēng)選、篩選的效果比較

實(shí)際生產(chǎn)中，煙草種子的精選主要是通過風(fēng)選與篩選組合使用來實(shí)現(xiàn)的。風(fēng)選主要利用種子重力的差異來分離，篩選利用種子尺寸和形狀差異進(jìn)行分離，若遇到重力、尺寸、形狀與優(yōu)質(zhì)良種差異較小的雜質(zhì)或劣種，利用這些方法就無法預(yù)期效果。由表2可以看出，通過傳統(tǒng)風(fēng)選、篩選組合使用，在反復(fù)精選至最優(yōu)情況下得到的種子CK，仍無法有效將ρ0.7～ρ1.0、ρmax等密度區(qū)間種子完全去除掉，而這些種子質(zhì)量較低，其存在必然會影響種子整體質(zhì)量；而梯度密度有機(jī)介質(zhì)分選可輕易將CK中不同密度區(qū)間種子分級出來，密度區(qū)間在ρ1.1～ρ1.2的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率均明顯提高，相對于CK而言，MS云煙97發(fā)芽率由89.6%提高至95.3%，而云煙110由92.3%提高至95.2%，說明該法分選效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)精選方法，能夠進(jìn)一步提高種子質(zhì)量。

2.3有機(jī)介質(zhì)分選與水分選的效果比較

將同一批號煙草種子分別利用相同密度的清水和有機(jī)介

質(zhì)同時分選。由表3可以看出，對于同批種子，隨著其在分選介質(zhì)中分選時間的增長，清水分選下部種子發(fā)芽率從95.0%降至84.3%，明顯變差，這可能是種子吸收了水分，使密度小的種子密度增加，沉入底部導(dǎo)致的；而有機(jī)介質(zhì)分選從0.5～12 h，分選后種子發(fā)芽質(zhì)量基本保持一致，介于92.0%～95.0%，說明有機(jī)介質(zhì)不易被煙草種子吸收，不會影響分選效果，更不會影響種子生理生化性質(zhì)。

2.4有機(jī)介質(zhì)分選對煙草品種純度的影響

有機(jī)介質(zhì)對種子發(fā)芽不會產(chǎn)生影響，其是否會影響種子內(nèi)部品質(zhì)和品種純度[17-20]也是需要探索的問題。本研究調(diào)查了有機(jī)介質(zhì)分選出的4個品種種子長成正常煙株的農(nóng)藝性狀，并與正常優(yōu)質(zhì)良種長成煙株的農(nóng)藝性狀進(jìn)行對比。由表4可以看出，對于4個品種煙株而言，有機(jī)介質(zhì)分選出的種子與正常優(yōu)質(zhì)良種長成煙株的自然株高、打頂株高、腰葉長、腰葉寬、節(jié)距、徑圍、自然葉片數(shù)、有效葉片數(shù)、莖葉夾角等均無明顯差異，典型性農(nóng)藝性狀完全一致，說明有機(jī)介質(zhì)分選不會對煙草的品種純度造成影響。

3討論與結(jié)論

用正己烷和三氯甲烷配制的不同密度有機(jī)介質(zhì)取代傳統(tǒng)的風(fēng)選、篩選或水選，可以將煙草種子分成不同的密度等級，研究發(fā)現(xiàn)，密度處于1.0～1.2 g/mL 的種子發(fā)芽勢、 發(fā)芽率最高，質(zhì)量最好，活力最高；0.9～1.0 g/mL種子次之，密度 <0.9 g/mL 和>1.2 g/mL的種子則質(zhì)量較差。正己烷與三氯甲烷能夠以任何比例互溶，極易配制不同密度有機(jī)介質(zhì)；兩者均不溶于水，含水量極低，不會如水介質(zhì)一樣滲透種皮進(jìn)入種子內(nèi)部，即對種子生理生化性能無影響；傳統(tǒng)水選過程中，隨分離時間延長，種子會吸收水分，密度會發(fā)生改變，影響分選效果，有機(jī)介質(zhì)不會被吸收而改變種子密度；有機(jī)介質(zhì)易揮發(fā)，干燥效率更高。大批量分選時，可直接利用1.0、1.2 g/mL 有機(jī)介質(zhì)經(jīng)2次分選去頭、去尾即可獲得高活力種子，該方法能夠清除種子表面灰塵，提高種子精度，有效提高種子萌發(fā)整齊度，能選出發(fā)芽最好的密度區(qū)間種子，進(jìn)一步提高種子發(fā)芽率，具有規(guī)模應(yīng)用并取代傳統(tǒng)分選方法的潛在可能。

從4個品種發(fā)芽結(jié)果來看，密度區(qū)間0.9～1.0 g/mL種子仍有大部分能夠萌發(fā)，說明該密度區(qū)間種子分選精度可以提高至0.01 g/mL，以進(jìn)一步提高選種質(zhì)量和數(shù)量；另外，分選中密度大于1.2 g/mL的種子數(shù)量很少，且種子發(fā)芽很差，原因可能是該部分種子具有極其細(xì)微的表皮損傷或破裂，這種損傷導(dǎo)致其可以吸收有機(jī)介質(zhì)后沉入液體底部，造成高密度的假象。

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