玉米是一种高产作物,适应性强,在我国各地几乎都有种植。玉米是异花授粉作物,自然杂交率很高,保纯较难。玉米是我国的主要粮食作物之一,玉米种子贮藏中又极易发生发热霉变与低温冻害等种子劣变现象,因此安全、有效地贮藏玉米种子具有重要意义。
一、玉米种子的贮藏特性
穗贮与粒贮并用是玉米种子贮藏的一个突出特点,一般新收获的种子多采用穗贮以利通风降水,而隔年贮藏或具有较好干燥设施的单位常采取脱粒贮藏。
(一)种胚大,呼吸旺盛,容易发热
玉米在禾谷类作物种子中,属大胚种子,种胚的体积几乎占整个子粒的1/3左右,重量占全粒的10%~12%,从它的营养成分来看,其中脂肪占全粒的77%~89%,蛋白质占30%以上,并含有大量的可溶性糖。由于胚中含有较多的亲水基,比胚乳更容易吸湿。在种子含水量较高的情况下,胚的水分含量比胚乳为高,而干燥种子的胚,水分却低于胚乳(表1)。因此吸水性较强,呼吸量比其他谷类种子大得多,在贮藏期间稳定性差,容易引起种子堆发热,导致发热霉变。有资料报道,含水量14%~15%的玉米种子在25℃条件下贮藏,呼吸强度为28mgO_2/(kg·24h),而相同条件下的小麦种子呼吸强度仅为0.64mgO_2/(kg·24h)。
表1玉米胚与胚乳水分变化的比较
不同处理的玉米全粒水分(%)胚部水分(%)胚乳水分(%)备注
新剥玉米粒31.445.229.0刚从植株上剥下时测定的水分
收获后5d的玉米23.836.422.4收获后剥去苞叶5d后测定的水分
烘干的玉米12.810.213.2
晾晒后的玉米14.411.214.8
(二)玉米种胚易遭虫霉为害
其原因是胚部水分高,可溶性物质多,营养丰富。为害玉米的害虫主要是玉米象、谷盗、粉斑螟和谷蠹,为害玉米的霉菌多半是青霉和曲霉。当玉米水分适宜于霉菌生长繁殖时,胚部长出许多菌丝体和不同颜色的孢子,被称为“点翠”。因此,完整粒的玉米霉变,常常是从胚部开始的。实践证明,经过一段时间贮藏后的玉米种子,其带菌量比其他禾谷类种子高得多。因此,在生产上玉米经常发生“点翠”现象,这是玉米较难贮藏的原因之一。
在穗轴上的玉米种子由于开花授粉时间的不同,顶部子粒成熟度差,加上含水量高,在脱粒加工过程中易受损伤,据统计,一般损伤率在15%左右。损伤子粒呼吸作用较旺盛,易遭虫、霉为害,经历一定时间会波及全部种子。所以,入库前应将这些破碎粒及不成熟粒清除,以提高玉米贮藏的稳定性。
(三)玉米种胚容易酸败
玉米种子脂肪含量绝大部分(77%~89%)集中在种胚中,这种分布特点加上种胚吸湿性又较强,因此,玉米种胚非常容易酸败,导致种子生活力降低。特别是在高温、高湿条件下贮藏,种胚的酸败比其他部位更明显。据试验,玉米在13℃和相对湿度50%~60%条件下贮藏30d,胚乳的酸度为26.5(酒精溶液,下同),而胚为211.5。在温度25℃,相对湿度90%的条件下,胚乳酸度为31.0,胚则高达633.0,可见玉米种胚容易酸败,高温高湿更加快酸败的速度。
(四)玉米种子易遭受低温冻害
在我国北方,玉米属于晚秋作物,一般收获较迟,加之种子较大,果穗被苞叶紧紧包裹在里面,在植株上水分不易蒸发,因此收获时种子水分较高,一般多在20%~40%左右。由于种子水分高,入冬前来不及充分干燥,极易发生低温冻害,这种现象在下列情况下更易发生:一是低温年份、种子成熟期推迟,或不能正常成熟,含水量偏高;二是种子收获季节阴雨连绵、空气潮湿或低温来得早;三是一些杂交组合生育期偏长、活秆成熟或穗粗、粒大、苞叶包裹紧密。
有关玉米种子低温冻害条件的研究资料众多,由于研究者选用的材料和试验方法不同,得到的结果也不尽一致。据试验,玉米水分高于17%时易受冻害,发芽率迅速下降。
(五)玉米穗轴特性
玉米穗轴在乳熟及蜡熟阶段柔软多汁。成熟时轴的表面细胞木质化变得坚硬,轴心(髓部)组织却非常松软,通透性较好,具有较强的吸湿性。种子着生在穗轴上,其水分的大小在一定程度上决定于穗轴。潮湿的穗轴水分含量大于子粒,而干燥的穗轴水分则比子粒少。果穗在贮藏期间,种子和穗轴水分变化与空气相对湿度有密切关系,都是随着相对湿度的升降而增减。
将玉米穗轴和玉米粒,放在不同的相对湿度条件下,其平衡水分有明显的变化。据实验,在空气相对湿度低于80%的情况下,穗轴水分低于玉米粒;当相对湿度高于80%时,穗轴水分却高于玉米粒。前者情况,穗轴向子粒吸水,可以使玉米粒降低水分,而后者却相反,玉米粒从穗轴吸水,使种子增加水分。因此,相对湿度低于80%的地区以穗藏为宜,超过80%的地区,则以粒藏为宜。
二、玉米种子贮藏技术要点
保管好玉米种,关键在于种子水分,低水分种子如不吸湿回潮,则能长期贮藏而不影响生活力。据各地经验,北方玉米种子水分在14%以下,种温不高于25℃,南方玉米种子水分在13%以下,种温不超过30℃,可以安全过夏。玉米霉变的临界水分如表2。
玉米贮藏有果穗贮藏和粒藏法两种,可根据各地气候条件、仓房条件和种子品质而选择采用。常年相对湿度较低的丘陵山区和我国北方,常采用穗藏法。常年相对湿度较高或仓房条件较好的地区却采用粒藏法。
表2玉米霉变的临界水分
含水量(%)1314151617181920
温度(℃)302724211815129
(一)果穗贮藏
此法优点如下:
(1)新收获的玉米果穗,穗轴内的营养物质因穗藏可以继续运送到子粒内,使种子达到充分成熟,且可在穗轴上继续进行后熟。
(2)穗藏孔隙度大,达51%左右,便于空气流通,堆内湿气较易散发。高水分玉米有时干燥不及时,经过一个冬季自然通风,可将水分降至安全标准以内,至第2年春即可脱粒,再行密闭贮藏。
(3)子粒在穗轴上着粒紧密,外有坚韧果皮,能起一定的保护作用,除果穗二端的少量子粒可能感染霉菌和被虫蛀蚀外,一般能起防虫、防霉作用,中间部分种子生活力不受影响,所以生产上常采用这部分种子作播种材料。
果穗贮藏同样要注意控制水分,以防发热和受冻害。果穗水分高于20%,在温度-5℃的条件下便受冻害而失去发芽率。水分高于17%,在-5℃时也会轻度受冻害,在-10℃以下便失去发芽率。水分大于16%时,果穗易受霉菌危害,在14%以下方能抑制霉菌生长。所以,过冬的果穗水分应控制在14%以下为宜。干燥果穗的方法可采用日光曝晒和机械烘干。曝晒法一般比较安全,烘干法对温度应作适当控制,种温在40℃以下,连续烘干72~96h,一般对发芽率无影响,高于50℃对种子有害。
果穗贮藏法有挂藏和玉米仓堆藏两种。挂藏是将果穗苞叶编成辫,用绳逐个联结起来,挂在避雨通风的地方。有些是采用搭架挂藏,也有将玉米苞叶联结后围绕在树杆上挂成圆锥体形状,并在圆锥体顶端披草防雨等各种形式。堆藏则是在露天地上用高粱秆编成圆形通风仓,将剥掉苞叶的玉米穗堆在里面越冬,次年再脱粒入仓,此法在我国北方采用较多。
(二)子粒贮藏
粒藏法可提高仓容量,密度在55%~60%,空气在子粒堆内流通性较果穗堆内为差。如果仓房密闭性能较好,可以减少外界温湿度的影响,能使种子在较长时间内保持干燥,在冬季入库的种子,则能保持较长时间低温。据试验,利用冬季低温种温在0℃时将种子入库,面上盖一层干沙,到6月底种温仍能保持在10℃左右,种子不生霉不生虫,并且无异常现象。
对于采用子粒贮藏的玉米种子,当果穗收获后不要急于脱粒应以果穗贮藏一段时间为好。这样对种子完成后熟作用,提高品质以及增强贮藏稳定性都非常有利。玉米种子的后熟期因品种而不同,一般经过20~40d即可完成,而经过15~30d贮藏之后,就可达到最高的发芽率。
粒藏种子的水分,一般不宜超过13%,南方则在12%以下才能安全过夏。据各地经验,散装堆高随种子水分而定。种子水分在13%以下,堆高3~3.5m,可密闭贮藏。种子水分在14%~16%,堆高2~3m需间隙通风。种子水分在16%以上,堆高1~1.5m,需通风,保管期不超过6个月,或采用低温保管,但要注意防止冻害。