玉米是一種高產(chǎn)作物,適應(yīng)性強,在我國各地幾乎都有種植。玉米是異花授粉作物,自然雜交率很高,保純較難。玉米是我國的主要糧食作物之一,玉米種子貯藏中又極易發(fā)生發(fā)熱霉變與低溫凍害等種子劣變現(xiàn)象,因此安全、有效地貯藏玉米種子具有重要意義。
一、玉米種子的貯藏特性
穗貯與粒貯并用是玉米種子貯藏的一個突出特點,一般新收獲的種子多采用穗貯以利通風(fēng)降水,而隔年貯藏或具有較好干燥設(shè)施的單位常采取脫粒貯藏。
(一)種胚大,呼吸旺盛,容易發(fā)熱
玉米在禾谷類作物種子中,屬大胚種子,種胚的體積幾乎占整個子粒的1/3左右,重量占全粒的10%~12%,從它的營養(yǎng)成分來看,其中脂肪占全粒的77%~89%,蛋白質(zhì)占30%以上,并含有大量的可溶性糖。由于胚中含有較多的親水基,比胚乳更容易吸濕。在種子含水量較高的情況下,胚的水分含量比胚乳為高,而干燥種子的胚,水分卻低于胚乳(表1)。因此吸水性較強,呼吸量比其他谷類種子大得多,在貯藏期間穩(wěn)定性差,容易引起種子堆發(fā)熱,導(dǎo)致發(fā)熱霉變。有資料報道,含水量14%~15%的玉米種子在25℃條件下貯藏,呼吸強度為28mg O_2/(kg·24 h),而相同條件下的小麥種子呼吸強度僅為0.64 mg O_2/(kg·24 h)。
表1 玉米胚與胚乳水分變化的比較
不同處理的玉米 全粒水分(%) 胚部水分(%) 胚乳水分(%) 備 注
新剝玉米粒 31.4 45.2 29.0 剛從植株上剝下時測定的水分
收獲后5d的玉米 23.8 36.4 22.4 收獲后剝?nèi)グ~5d后測定的水分
烘干的玉米 12.8 10.2 13.2
晾曬后的玉米 14.4 11.2 14.8
(二)玉米種胚易遭蟲霉為害
其原因是胚部水分高,可溶性物質(zhì)多,營養(yǎng)豐富。為害玉米的害蟲主要是玉米象、谷盜、粉斑螟和谷蠹,為害玉米的霉菌多半是青霉和曲霉。當(dāng)玉米水分適宜于霉菌生長繁殖時,胚部長出許多菌絲體和不同顏色的孢子,被稱為“點翠”。因此,完整粒的玉米霉變,常常是從胚部開始的。實踐證明,經(jīng)過一段時間貯藏后的玉米種子,其帶菌量比其他禾谷類種子高得多。因此,在生產(chǎn)上玉米經(jīng)常發(fā)生“點翠”現(xiàn)象,這是玉米較難貯藏的原因之一。
在穗軸上的玉米種子由于開花授粉時間的不同,頂部子粒成熟度差,加上含水量高,在脫粒加工過程中易受損傷,據(jù)統(tǒng)計,一般損傷率在15%左右。損傷子粒呼吸作用較旺盛,易遭蟲、霉為害,經(jīng)歷一定時間會波及全部種子。所以,入庫前應(yīng)將這些破碎粒及不成熟粒清除,以提高玉米貯藏的穩(wěn)定性。
(三)玉米種胚容易酸敗
玉米種子脂肪含量絕大部分(77%~89%)集中在種胚中,這種分布特點加上種胚吸濕性又較強,因此,玉米種胚非常容易酸敗,導(dǎo)致種子生活力降低。特別是在高溫、高濕條件下貯藏,種胚的酸敗比其他部位更明顯。據(jù)試驗,玉米在 13℃和相對濕度50%~60%條件下貯藏30d,胚乳的酸度為26.5(酒精溶液,下同),而胚為211.5。在溫度25℃,相對濕度90%的條件下,胚乳酸度為31.0,胚則高達633.0,可見玉米種胚容易酸敗,高溫高濕更加快酸敗的速度。
(四)玉米種子易遭受低溫凍害
在我國北方,玉米屬于晚秋作物,一般收獲較遲,加之種子較大,果穗被苞葉緊緊包裹在里面,在植株上水分不易蒸發(fā),因此收獲時種子水分較高,一般多在 20%~40%左右。由于種子水分高,入冬前來不及充分干燥,極易發(fā)生低溫凍害,這種現(xiàn)象在下列情況下更易發(fā)生:一是低溫年份、種子成熟期推遲,或不能正常成熟,含水量偏高;二是種子收獲季節(jié)陰雨連綿、空氣潮濕或低溫來得早;三是一些雜交組合生育期偏長、活稈成熟或穗粗、粒大、苞葉包裹緊密。
有關(guān)玉米種子低溫凍害條件的研究資料眾多,由于研究者選用的材料和試驗方法不同,得到的結(jié)果也不盡一致。據(jù)試驗,玉米水分高于17%時易受凍害,發(fā)芽率迅速下降。
(五)玉米穗軸特性
玉米穗軸在乳熟及蠟熟階段柔軟多汁。成熟時軸的表面細胞木質(zhì)化變得堅硬,軸心(髓部)組織卻非常松軟,通透性較好,具有較強的吸濕性。種子著生在穗軸上,其水分的大小在一定程度上決定于穗軸。潮濕的穗軸水分含量大于子粒,而干燥的穗軸水分則比子粒少。果穗在貯藏期間,種子和穗軸水分變化與空氣相對濕度有密切關(guān)系,都是隨著相對濕度的升降而增減。
將玉米穗軸和玉米粒,放在不同的相對濕度條件下,其平衡水分有明顯的變化。據(jù)實驗,在空氣相對濕度低于80%的情況下,穗軸水分低于玉米粒;當(dāng)相對濕度高于80%時,穗軸水分卻高于玉米粒。前者情況,穗軸向子粒吸水,可以使玉米粒降低水分,而后者卻相反,玉米粒從穗軸吸水,使種子增加水分。因此,相對濕度低于80%的地區(qū)以穗藏為宜,超過80%的地區(qū),則以粒藏為宜。
二、玉米種子貯藏技術(shù)要點
保管好玉米種,關(guān)鍵在于種子水分,低水分種子如不吸濕回潮,則能長期貯藏而不影響生活力。據(jù)各地經(jīng)驗,北方玉米種子水分在14%以下,種溫不高于25℃,南方玉米種子水分在13%以下,種溫不超過30℃,可以安全過夏。玉米霉變的臨界水分如表2。
玉米貯藏有果穗貯藏和粒藏法兩種,可根據(jù)各地氣候條件、倉房條件和種子品質(zhì)而選擇采用。常年相對濕度較低的丘陵山區(qū)和我國北方,常采用穗藏法。常年相對濕度較高或倉房條件較好的地區(qū)卻采用粒藏法。
表2 玉米霉變的臨界水分
含水量(%) 13 14 15 16 17 18 19 20
溫度(℃) 30 27 24 21 18 15 12 9
(一)果穗貯藏
此法優(yōu)點如下:
(1)新收獲的玉米果穗,穗軸內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)因穗藏可以繼續(xù)運送到子粒內(nèi),使種子達到充分成熟,且可在穗軸上繼續(xù)進行后熟。
(2)穗藏孔隙度大,達51%左右,便于空氣流通,堆內(nèi)濕氣較易散發(fā)。高水分玉米有時干燥不及時,經(jīng)過一個冬季自然通風(fēng),可將水分降至安全標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi),至第2年春即可脫粒,再行密閉貯藏。
(3)子粒在穗軸上著粒緊密,外有堅韌果皮,能起一定的保護作用,除果穗二端的少量子粒可能感染霉菌和被蟲蛀蝕外,一般能起防蟲、防霉作用,中間部分種子生活力不受影響,所以生產(chǎn)上常采用這部分種子作播種材料。
果穗貯藏同樣要注意控制水分,以防發(fā)熱和受凍害。果穗水分高于20%,在溫度-5℃的條件下便受凍害而失去發(fā)芽率。水分高于17%,在-5℃時也會輕度受凍害,在-10℃以下便失去發(fā)芽率。水分大于16%時,果穗易受霉菌危害,在14%以下方能抑制霉菌生長。所以,過冬的果穗水分應(yīng)控制在14%以下為宜。干燥果穗的方法可采用日光曝曬和機械烘干。曝曬法一般比較安全,烘干法對溫度應(yīng)作適當(dāng)控制,種溫在40℃以下,連續(xù)烘干72~96 h,一般對發(fā)芽率無影響,高于50℃對種子有害。
果穗貯藏法有掛藏和玉米倉堆藏兩種。掛藏是將果穗苞葉編成辮,用繩逐個聯(lián)結(jié)起來,掛在避雨通風(fēng)的地方。有些是采用搭架掛藏,也有將玉米苞葉聯(lián)結(jié)后圍繞在樹桿上掛成圓錐體形狀,并在圓錐體頂端披草防雨等各種形式。堆藏則是在露天地上用高粱稈編成圓形通風(fēng)倉,將剝掉苞葉的玉米穗堆在里面越冬,次年再脫粒入倉,此法在我國北方采用較多。
(二)子粒貯藏
粒藏法可提高倉容量,密度在55%~60%,空氣在子粒堆內(nèi)流通性較果穗堆內(nèi)為差。如果倉房密閉性能較好,可以減少外界溫濕度的影響,能使種子在較長時間內(nèi)保持干燥,在冬季入庫的種子,則能保持較長時間低溫。據(jù)試驗,利用冬季低溫種溫在0℃時將種子入庫,面上蓋一層干沙,到6月底種溫仍能保持在10℃左右,種子不生霉不生蟲,并且無異,F(xiàn)象。
對于采用子粒貯藏的玉米種子,當(dāng)果穗收獲后不要急于脫粒應(yīng)以果穗貯藏一段時間為好。這樣對種子完成后熟作用,提高品質(zhì)以及增強貯藏穩(wěn)定性都非常有利。玉米種子的后熟期因品種而不同,一般經(jīng)過20~40d即可完成,而經(jīng)過15~30d貯藏之后,就可達到最高的發(fā)芽率。
粒藏種子的水分,一般不宜超過13%,南方則在12%以下才能安全過夏。據(jù)各地經(jīng)驗,散裝堆高隨種子水分而定。種子水分在13%以下,堆高3~3.5m,可密閉貯藏。種子水分在14%~16%,堆高2~3m需間隙通風(fēng)。種子水分在16%以上,堆高1~1.5m,需通風(fēng),保管期不超過6個月,或采用低溫保管,但要注意防止凍害。