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行政院農業委員會臺中區農業改良場

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特刊

正貯型種子壽命之預測

正貯型種子壽命之預測

陳裕星

摘  要

  種子之貯存壽命一向是許多學者深感興趣的課題,然而因為作物種類不同、種子組成成份不同 ( 如油脂、蛋白質、澱粉等 ) 以及採收後處理與貯藏條件不同,因而沒有一個通用的方程式可被用來預測種子的壽命,僅有一些簡單的通則可用來判斷。例如 Grove (1917) 所提出之 ’Time-Temperature formula’ :

T = a – b log z (1)

(T: temperature, z: storage period, a, b: constants)

  他認為種子壽命的對數是溫度的函數,貯存溫度越高,種子壽命愈短。而種子水份含量越高,種子壽命亦愈短,並且,溫度和水份對種子壽命的影響,並沒有交感作用。 Hutchison (1942) 則指出,種子水份含量在介於 5%~15% 間時,和種子壽命可能存在對數關係。 Harrington (1963) 亦提出兩個簡單的定律 (Rule of Thumb) :

1. 種子水份含量每降低 1% ,壽命增加一倍。

2. 貯存溫度每降低 10 0F ,壽命增加一倍。

  Roberts (1973) 則歸納種子對乾燥之反應,將種子分為正貯型與異貯型二類。凡種子能被乾燥至 3~5% 水份含量,且無損種子壽命為正貯型種子。反之,種子被乾燥至低於 20% 水份含量即喪失活力為異貯型 ( 目前已知若干異貯型種子須維持水份含量高於 40~50%) 。 Roberts 並觀察分析前人之研究數據提出,種子隨貯存時間增加而死亡之頻率為常態分佈,而常態分佈可用變積分析 (probit analysis) 來處理 (Finney, 1971) ,當縱座標 ( 存活率 ) 以機率 (probability) 尺度表示時,存活曲線為一直線,此直線可用下列式子表示:

v = K i – P (1/σ) (2)

  其中 K i 為種子之啟始活力 (probit 值 ) , σ 為死亡頻率之標準偏差 ( 亦即種子發芽率由 84.1% 降到 50% 或由 50% 降到 15.9% 所需之時間 ) , v 為種子在貯存 P 時間之後的存活率。此外, 常態分佈之特性為左右對稱並且其分怖之 標準偏差 (σ) 不會因曲線的頻度變化而改變 ,因此可用來評估種子壽命。 由圖 2 經幾何推演可得

σ = Kσ * P 50 (3)

  Kσ 為一常數,這表示死亡頻率之標準偏差 (σ) 與 P 50 之比例固定,亦可用來估計在某貯存條件下之 種子壽命 ,且不需考慮種子之啟始活力。

  在變積分析中 (probit analysis) , 50% 之值為零, 84.1% ( 約略值 ) 為一個標準偏差 (σ) ,如此,式 (2) 可改寫為:

P 50 = K i *σ (4)

P 50 代表種子由採收後之發芽率降到 50% 發芽率所需之時間。由前人研究得知,種子壽命的對數是溫度的函數,因此,改寫 ’Time-Temperature formula’

Log z = (a - T) / b (5)

Log σ = K m – C 1 t (6)

同理,種子壽命的對數亦是水份含量的函數

Log σ = K t – C 2 m (7)

合併式 (6) 及 (7)

Log σ = K v – C 1 m – C 2 t (8)

而依 Hutchison 之推論,種子水份含量和種子壽命可能存在對數關係,因此:

Log σ = K v – C 1 log m – C 2 t (9)

依據 Q 10 之關係,在不同溫度下,種子之死亡速率與溫度略成拋物線 ( 或指數 ) 型式,因此再修正式 (8) :

Log σ = K E – C W log m – C Ht – C Qt 2 (10)

合併式 (4)

Log P 50 = log K i + K E – C W log m – C Ht – C Qt 2 (11)

其中, K E 為特屬某品種之常數, C W 為該品種 種子壽命對水份反應之係數 , C Ht – C Qt 2 為種子死亡速率隨溫度之變化值 Q 10 。如此,若能得知種子活力係數 K E 、 C W 及 C H 、 C Q ,則對任一批種子,不論其啟始活力 (K i) 如何,皆可預測其在某貯存條件下之壽命。一般而言,富油脂種子其 C W 值 ( 約 2~4) 較澱粉質種子 ( 約 4~8) 為低。這表示在相同之貯存條件下,富澱粉質種子壽命較短。而許多正貯型林木種子之 C W 值約在 2~5 之間。

  目前已求知種子活力係數 K E 、 C W 及 C H 、 C Q 之作物種類包括 barley, wheat, rice, cabbage, lettuce, tomato, pea, soyabean, mung bean, cowpea, onion 等不下百種。舉例而言,萵苣之種子活力係數 K E 、 C W 及 C H 、 C Q 分別為 8.218 、 4.797 、 0.0489 、 0.000365 ;則當我們取得一批種子後,不論其過去歷史如何,只需做數個控制老化及發芽試驗,並代入將要貯存的條件,即可知此批種子在特定貯存條件下,壽命可維持多久。並且,種子水分含量、溫度與貯存壽命間之關係並不因滲調處理而改變,僅活力係數受到影響。

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