種子處理

最早的種子處理開始於古埃及和羅馬時期, 研究者使用洋葱的汁液進行種子處理。在中世紀, 氯化物的鹽或糞肥被用於種子處理;自17世紀中葉, 鹽水處理種子被逐步採用;在18世紀中葉, 第一個銅鹽產品被首次引入。依然使用的熱水消毒技術被認為起源於1765年德國的維滕貝格。種子在45℃熱水中浸泡2 h, 可以有效殺死種子表面的一些病原真菌。

種子處理技術一直在不斷地完善。現代種子處理技術的重要里程碑為砒霜的引入和禁用 (使用時期為1740~1808年) 、汞的引入和禁用 (使用時期為1915~1982年) 。1960年出現了第一個內吸性殺菌劑, 而此前的所有種子處理技術僅僅是種子消毒, 藥劑不會進入植物體內。20世紀70年代, 第一個可以防治氣傳病原菌的內吸性殺菌劑出現了。20世紀90年代, 新型現代殺菌劑和殺蟲劑的系列產品誕生。 ^[2] 

利用熱力, 即利用有效殺菌的温度與種子可能受傷害的温度存在一定的差距來選擇性殺菌, 而不會對種子造成損傷。此法又可分為熱水浸種法 (濕熱) 和乾熱處理法 (乾熱) 。其中, 熱水浸種法應用較早, 但乾熱處理法效果更好, 且對植物的傷害較小。

熱水浸種法:主要利用種子與病原物耐熱性的差異, 選擇適宜的水温和處理時間來殺死種子表面和種子內部潛伏的病原物, 而不會對種子造成損傷。又可分為温湯浸種法和熱水燙種法。

(1) 温湯浸種法:通常所用水温為55℃左右, 用水量是種子體積的5~6倍。具體操作:先用常温水浸種15min, 之後轉入55~60℃熱水中浸種, 不斷攪拌, 並保持該水温10~15min, 然後讓水温降至30℃, 繼續浸種。例如:日本的梅川學 利用52℃的熱水浸種10min或54℃的熱水浸種5min來防治黃瓜細菌性斑點病 , 但是54℃的熱水浸種超過30 min時, 種子的發芽率將會受到抑制。日本的尾沢賢和有馬博採用55℃的熱水浸種25min來防治番茄潰瘍病。同時, 不同的蔬菜浸種時間不同, 一般情況下, 辣椒需浸種5~6h, 茄子浸種6~7h, 番茄浸種4~5h, 黃瓜浸種3~4 h, 最後洗乾淨種子方可使用。温湯浸種時最好結合藥液浸種, 殺菌效果更好。

(2) 熱水燙種法:此法的原理與温湯浸種法類似, 一般用於難於吸水的種子。通常種子要經過充分乾燥, 水量不宜超過種子量的5倍, 水温一般為70~75℃, 甚至更高一些。具體操作:燙種時要用2個容器, 將熱水來回傾倒, 最初幾次動作要快, 使熱氣散發並提供氧氣。一直傾倒至水温降到55℃時, 再改為不斷地攪動, 並保持該温度7~8min。以後的步驟同温湯浸種法。冬瓜種子有時可用100℃沸水燙種, 但對於種皮薄的喜涼蔬菜, 如白菜類、萵苣等, 不宜採用此法。

乾熱處理法:將幹種子放在75℃以上的高温下處理, 對多種種傳病毒、細菌和真菌都有防治效果。主要用於蔬菜種子, 特別適合於較耐熱的瓜類和茄果類蔬菜種子等。例如, 番茄種子經過75℃處理6d或80℃處理5d可殺死種傳黃萎病菌。日本的村田明夫和沼田巌研究發現, 對於人工接種番茄潰瘍病 的廢棄種子採用85℃處理24h或80℃處理36~48h後, 該種子可以至少存留6個月。日本的國安克人和中村浩研究發現, 對提前晾乾的種子 (含水量低於9%) 採用乾熱滅菌75℃處理7d, 可以有效防除瓠瓜枯萎病 。日本的長井雄治和深津量栄研究發現, 採用乾熱滅菌70℃處理3 d, 可以有效防除西瓜和瓠瓜種子上的黃瓜綠斑花葉病毒 , 但是老種子的發芽率可能受到抑制。日本的米山伸醤研究發現, 在甜椒種子攜帶病毒檢出率高於95%, 籽苗病毒感染率在20%~40%時, 採用乾熱滅菌73℃處理4 d, 可以使甜椒上的煙草花葉病毒基本失活, 幾乎檢不出病毒, 但是老種子的發芽率同樣會受到抑制。 ^[2] 

冷凍處理法本身並不能殺死病原物, 但是可以抑制病原物的生長和侵染。通常, 冷凍處理法是穀類、豆類和堅果類種子充分乾燥後的一種重要貯存手段。趙躍平等選用稀有作物豆類、麥類、粟類中的紅小豆、蕎麥、穀子作試驗材料, 研究植物種子液氮保存的冷凍和解凍處理方法、包裝材料和種子含水量對發芽率與生長勢的影響, 構建植物種質資源超低温保存的最適方法。結果表明, 紅小豆、蕎麥、穀子種子液氮保存採用快速冷凍、快速解凍好於温度梯度冷凍和緩慢解凍;聚乙烯塑料袋和鋁箔包裝材料好於牛皮紙包裝;自然風乾 (含水量12%~14%) 種子的發芽率和生長勢好於其他4種含水量種子。

核輻射在一定劑量範圍內具有滅菌的作用。60Co-g射線輻照裝置比較簡單, 成本也較低, g射線穿透力強, 多用於處理貯存期的種子等。許金芳等用不同劑量的60Co-g射線輻射糯玉米進行貯藏保鮮試驗, 結果表明:輻照可抑制糯玉米果穗呼吸, 降低果穗細菌和黴菌數量並抑制它們的繁殖能力。1.0 k Gy輻照處理, 1~3℃冷藏, 糯玉米貯藏15 d後的外觀和口感變化很小, 保鮮效果優於其他處理。

悶種法是將一定量的藥液均勻噴灑在播種前的種子上, 待種子吸收藥液後堆在一起並加蓋覆蓋物, 堆悶一定時間, 來防止病蟲為害的種子處理方法。悶種法實際上是界於浸種法與拌種法之間的一種種子處理方法, 又稱作半乾法。它既不需要像浸種法使用大量的藥液, 也不需要像拌種法需要專門的拌藥設備才能達到理想的效果, 只需要將藥劑兑水配製成濃度稍高的藥液與種子混合並覆蓋一定時間即可。操作簡便, 效率高。同浸種法類似, 悶種法處理後的種子晾乾即可播種, 不宜久貯。

拌種法就是將一定數量和規格的拌種藥劑與種子按照比例進行混合, 使被處理種子外面都均勻覆蓋一層藥劑, 形成藥劑保護層的種子處理方法。20世紀50年代, 我國開始推廣拌種技術用於防治地下害蟲, 保護種子的正常生長髮育。拌種處理又可以分為幹拌和濕拌。 ^[1] 

1. 精選。在種子曬乾揚淨後，採用粒選、篩選、風選和液選等方法精選種子。種子精選目的是消除秕粒、小粒、破粒、有病蟲害的種子和各種雜物。2.曬種。利用陽光曝曬種子。具有促進種子後熟和酶的活動、降低種子內抑制發芽物質含量、提高發芽率和殺菌等作用。3.浸種。作用是促進種子發芽和消滅病原物。方法有：清水浸種、温湯浸種、藥劑浸種。應按規程掌握藥量、藥液濃度和浸種時間，以免種子受藥害和影響消毒效果。④拌種。將藥劑、肥料和種子混合攪拌後播種，以防止病蟲為害、促進發芽和幼苗健壯。方法分幹拌、濕拌和種子包衣。⑤催芽。播前根據種子發芽特性，在人工控制下給以適當的水分、温度和氧氣條件，促進發芽快、整齊、健壯。方法有地坑催芽、塑料薄膜淺坑催芽、草囤催芽、火坑催芽、蒸汽催芽等。⑥等離子體種子處理。利用等離子體增強種子表面的通透性，激活萌發中的種子及幼苗中α-澱粉酶、琥珀酸脱氧酶、過氧化物酶和超氧化歧化酶等多種酶的活性，最終提高種子的發芽勢、發芽率，提高農作物吸收養分能力和抗旱、抗寒、抗病等抗逆能力。此外，還有種子的硬實處理和層積處理。硬實處理是用粗砂、碎玻璃擦傷種皮厚實、堅硬的種子（如草木犀、紫雲英、菠菜等種子），以利吸水發芽。層積處理是需後熟的種子，於冬季用濕沙和種子疊積，在0～5℃低温下1～3個月，以促使通過休眠期，春播後發芽整齊。 ^[1]