與種子相關的十五項事實

本文錄自『台灣之種苗』第44期

行政院農業委員會 李紅曦

譯自"Fifteen Basic Facts about Seeds"

1993年美國種子產銷訓練班教材

密西西比州州立大學種子技術室

美國密西西比州州立大學種子技術室教授Dr. Howard C. Potts，提出15項和種子相關聯之基本事實，他強調這些事項雖很基本，然而卻永遠有效，期藉本篇文章喚起從事種子有關工作人員或正計畫投入種子相關行業的人對種子特性之認識，並進而重建完整之概念，以有利於其工作之順利．有效推動。

第一項事實：種子為農作物生產投入物中唯一於使用後能增加本身數量者。

當農夫施用肥料．殺菌劑或殺草劑於田間，這些物品最後皆消失，下一生產季他必須重新購買，然而，當他播種一定數量的大豆種子，數個月後即可收穫30至40倍他原先所使用量的種子。是以種子為農作物生產投入物中唯一於使用後能增加本身數量者。隨著雜交種子的問世及其優勢，以及優良種子的推陳出新，向種子公司購買種子的趨勢已漸取代農家自行留種的情形。也由於此項有益於種子企業運作之重複購買因素，推行出種子的第二項事實。

第二項事實：種子之自然壽命依種類而不同。

表一資料清楚闡示本項事實，試驗之初，所有種類種子發芽率皆約90%以上，於相同貯藏環境下12個月後，洋荵和花生種子發芽率顯著下降，再經12個月後，全數種子皆無法存活，反觀四季豆、蘿蔔和小麥種子，貯藏壽命則較長此外，如圖一所示，相同種類而品種或品系不同之種子，其自然壽命長度亦不同。

表一、室溫貯藏條件下，l0個品質優良品種之種子不同貯藏期之發芽率 (單位：%)

種類	貯藏期限
	0月	12月	24月
四季豆	98	96	92
紅花三葉草	94	88	60
玉米	98	96	90
高狐草 (Tall Fescue)	95	85	37
洋蔥	96	42	0
花生 (去皮)	96	60	0
蘿蔔	98	98	95
高粱	96	93	82
大豆	96	85	42
小麥	98	97	92

第三項事實：種子含水量及溫度為影響種子劣變速率之最主要兩項因素。

種子含水量於種子生活史中之角色及重要性如圖二所示。

當種子達到生理成熟期，其含水量愈高，無論由呼吸或病蟲害導致之劣變速率將愈快。當種子含水量超過大量貯藏(bulk storage)所需之安全含水量15%時，無論貯藏時是否有良好之通風，活種子將因整堆種子生理活動所產生之大量熱能而在數小時內致害。

此外，含水量高之種子較今水量低之種子對熱導致之傷害更為敏感，此點對於利用人工加熱乾燥種子尤其重要。不可疏忽的是，儘管是在一般溫度範圍內，種子、昆蟲及大多數微生物之活動皆隨溫度之升高而增加。溫度和含水量兩者之效應會以一些方式互相補償(compensate)或加成，例如，種子含水量愈高，因溫度升高所造成之不利效應即增強，然而一旦種子經過乾燥處理，其致死溫度即可提高，此外，種子含水量極高時，極易受零下溫度所傷害，而僅今10%含水量之種子，則不受自然環境下發生之最低溫的傷害。

除了種子內含水量外，種子外圍之空氣濕度亦很重要，由此推衍至第四項事實。

第四項事實 : 種子具吸濕性。

種子吸濕性(hygroscopy)係指種子具吸收及釋放水分能力之性質。在一特定溫度下，種子釋放水分至大氣中或自後者吸收水分，直至種子本身及大氣所今之水分(即所謂之相對濕度)達到一平衡點，且兩者當達平衡時，之間即再無水氣之流通。然而當種子含水量、種子外圍附近之相對濕度或溫度，三者中任一者產生變化時，即破壞此一平衡現象而再次造成本分之移動，且此過程係連績而非瞬間的反應，通常須數天或甚至數月的時間始可再達到一新的平衡。

種子吸濕性和種子含水量平衡的作用可比譬為運動場上之「蹺蹺板」的作用。含水之種子於蹺蹺板之一端，另一端則為亦今水氣之空氣。如圖3-A所示，當種子含水量和種子外圍空氣相對濕度達成平衡時，沒有任何水分之移動。若空氣中含水量增加(圖3-B)，水分則由空氣中移至種子內直至達到另一個平衡。圖三、受空氣溫度和相對濕度以及種子含水量影響而產生之種子水分運移情形衡狀態(圖3-C)。若空氣中含水量降低(圖3-D)，種子中水分則移出至空氣中，直至下一新的平衡狀態(固3-E)。若提高空氣溫度，則相對濕度跟著降低(圖3-F)，種子中水分則釋出至空氣中，直至再達下一平衡(圖3-G)。

第五項事實：種子乾燥過程係由種子表面乾燥至內層。

此事實牽涉種子於吸濕達平衡過程中種子乾燥和吸濕之現象，可由圖四玉米種子縱切面說明種子整個乾燥過程。種子初時和外界水氣達成平衡(4-1)，當種子周圍之空氣相對濕度開始降低時，種子仍維持平衡時之水份含量，然而種子表面之水分已減少(4-B)。依據第四項事實種子具吸濕性，因種子表面之空氣相對濕度已降低，而種子內之蒸氣壓相對地高，馬達水氣之重新平衡，種子表面下之水分子遂移往表面以替代種子表面已被蒸散之水分(4c)，種子乾燥過程中水分之運移方式。至此切莫以為種子內之水分僅僅直接移往表面，因為依據物理定律，由種子表面至種子內部之濕度係呈現一梯度現象。如果種子外之低濕度持續一段時間，種子將再度達另一水分含量較低之平衡狀態(4-D)。

第六項事實：種子之含水量愈低，進一步降低其含水量所需之能量愈大。

於實際應用上本事實指的是，將種子由15%降至13%較由17%降至15%所需之能量為多，而和能量之來源(如汽油．木材、煤等)無關。

種子內之水分以兩種形式存在，一為自由水(free water)，一為束縛水(bound water) 。前者為存在種子細胞間之水分，較易移走，而後者則為構成種子內分子及膠質物體之物理結構的一部分，難以移走。當種子水分含量高時，自由水所佔之比率較束縛水為高。種子一旦進行乾燥，自由水及束縛水皆釋出，剛開始自由水移走之比率較高，然而因束縛水之附著力較強，隨著乾燥過程之延續，自由水及束縛水之比率漸降低，是以為減少水分含量而需打破比率愈來愈高之束縛水之物理鍵，所需之能量因而愈來愈高。

第七項事實：種子劣變過程係不可逆反應。

所有的活生物都將隨時間之遞進而逐漸劣變乃至死亡。圖五即顯示種子劣變之顯而易見的過程。例如風乾種子，和大部分其他活的有機體相反地，不具再補足能源供應之能力，亦不具重新分配存在種子內部之貯藏物質之能力，結果，當種子內任何一個維持生命的過程受損或喪失時，種子即無法被修補而存活。

儘管適當地施用拌藥劑或其他處理能使種子發揮最大的生命潛能，然而此些處理亦無法扭轉種子劣變之過程。

第八項事實：進行種子和夾雜物的機械分離時，兩者間必須具備至少一項以上可利用機械偵測之物理特性。

表二列出據以分離所要的種子和夾雜物之物理特性。一些種子清潔和分級機器甚至使用兩種或更多這些不同物理特性以進行所希望之分離。

表二、種子及其夾雜物之物理特性，以及利用此些特性差異進行分離之機器

物理特性	機器
1. 大小	風選機(篩網部分)
2. 長度	鋸齒圓筒、圓盤分離機
3. 寬度	寬度及厚度分離機
4. 厚度	寬度及厚度分離機
5. 重量	重力分離機、吸氣器、Stoner、風選機 (風扇部份)
6. 表面質地	Roll Mill、電磁分離機
7. 形狀	螺旋分離機、Roll Mill
8. 顏色	辨色分離機

進行種子分離時，大部分之問題出自一事實，即雖然好種子和不要之污染與夾雜物間存在一肉眼可見且常是物理可量得之差異，然此些差異並不足以大到可利用機器之分離動作將其偵測得到，儘管機器操作者對設備之選擇和調整，以及對所處理種子批之物理特性差異之相關知識極為熟練，亦無法避免此問題。每一操作者皆清楚的是，每一批種子內之好種子的物理特性不盡相同，而我們亦極容易忽略的是，每一批種子內之污染與夾雜物也同樣地有著不同之物理特性。

第九項事實：微生物存在於所有種子上。

並非所有的微生物皆會侵害活的種子，然而必須暸解的是，甚至種子外圍之空氣中亦存在微生物，這些微生物在某些良好情況下，將會為害種子而降低其種植品質。大部分發現於種子上之微生物並不具經濟危害性，然而它們確實存在著; 而另一方面．存在於種子內部之微生物卻極具傷害性，如：散黑穗病(loose smuts)，莢與莖枯病 (pod and stem blight)等，惟使用殺菌劑並非永遠之解決辦法。

有一可能的趨勢是，在不久之將來種子健康檢查 (seed health test)將如目前之發芽試驗般成為另一項須標示之項目。然而除非種子病理學家能正確地算出種子受感染程度和作物表現狀況間之關聯，此作法才有可能。然無論如何種子健康評估為種子技術中最新之研究範疇。

第十項事實：種子必須處於適當之溫度、濕度及氧氣條件下以啟動及維持發芽。

前已述及高濕及高溫可謂係種子之最大剋星，除非是在種子發芽階段。任何種類之種子，於發芽時，皆需足夠之濕度及適當之溫度。至於氧氣，儘管供含之量極少，但因一些發芽之生理過程需要因此亦不可或缺。一些種子甚至需要光線去啟動發芽過程，特別是當種子極新鮮時。

第十一項事實：種子之胚係由雄親本之精子及雌親本之卵子融合形成。

由雄配子和雌配子融合而成之胚是種子產業之根本基礎 (fundamental asis)。種子生產者無論係要生產純潔種子(pure seed)、雜交種子或去除不要的雜交種子，皆宜接受到此兩配子融合之影響，因此融合決定所生產種子之遺傳性，而這些配子含有經由世代傳遞之生命(life)及生命形態(life pattern)。

植物生殖生理異於動物者為前者具雙重受精現象，即種子之形成除須由一精子和卵子結合產生胚外，尚須另一精子和胚囊內另一極核細胞融合發育為胚乳以供胚生長所需之養分。

既然已知種子於其生命起始(conception)及發育過程為活的，為何人們偶爾忘記接下來之第十二項事實呢?

第十二項事實：種植用種子必須是活的始具意義。

實際上，本事實是整個種子產業的所有基礎。如果種子不是活的，則充其量不過是個貯藏碳水化合物、蛋白質和脂肪的單位罷了，即所謂之穀粒(grain)。是以處理種子之生產．調製或貯藏，皆不可忽視此事實，其間之應用技術或許可保存種子壽命至二百年，但亦可能殺死種子，因此操作過程不可不慎。

第十三項事實：種子潛勢(potential)於生理成熟期時達到最高點。

圖六係顯示種子成熟及劣變周期(循環)。當種子具備最大乾物重、最大活力和最高生理活性時，即達到生理成熟期。

因各類種子處於生理成熟期時，其水含量介於30至55%之間，因此必須進一步乾燥始可進行機械採收。而正是此成熟後採收前的田間乾萎階段，種子的劣變活動由此開始。必須暸解的是，儘管生產自任一相同植株或相同田間、曝露於相同環境或相同病蟲害感染程度下的種子，亦不可能於同一時間同時達到生理成熟期，因此，每一批種子的生理品質具有一些差異。由以上說明推衍出下一事實。

第十四項事實：每一批種子內的活種子其生理品質不盡相同。

毫無疑問地，不同批種子之間及之內的種子，在一定時間和環境條件下，達到某些生長程度的生理活力具差異性。如何正確估計此些差異的見解極具歧異，特別是有關影響植物表現(performance)的差異性程度。無論個人對活力見解為何，莫忽略各批種子間及同批種子內之種子生理品質在先天上即具有差異之事實。

第十五項事實：種子關乎人類的生存，此為最基本的事實。

密西西比州州立大學種子技術室的同仁經常出國至開發中國家，協助當地種子產業之發展，由旅程中發生之以下兩項實例或許可闡述最後一項和種子有關的事實。

當和一位賴啃樹根以存活而非食用他留下來準備供種植用之種子的人交談時，此人深知「沒有種子即沒有未來」之道理。另外，觀察一個100多日來僅得食用粟類種子煮成的少量稀粥的幼小孩童的絕望眼神，可瞭解得知，這小孩的父親的穀櫃幾乎全空，儘管優秀品種已開發推出，然而因當地沒有種子產業以增殖和分布這些種子，以致無法生產較多的穀物。

嚴肅地正視發生於世界各地數百萬人身上的以上兩實例，你將因個人對於種子產業之貢獻而感到些許驕傲，並深深贊同本項和種子有關之最基本的事實「種子關乎人類的生存」。