第五章种子贮藏原理和技术 本章教学时数：4学时（第21-24讲） 第五节种子低温贮藏技术 (第24讲) 一、低温库种类 低温库是要利用人为或自动控制的制冷设备及装置保持和控制 种子仓库内的温度、湿度稳定，使种子长期贮藏在低温干燥的条件下， 延长种子的寿命，保持种子的活力的一种贮种库型 低温贮藏库分三种： 种类 温度范围 相对湿度种子含量水量种子寿侖 长期库 -20--10℃ 低于50% 5%一6% 30~50年 中期库 0-10℃ 低于60% 6%一9% 10-30年 短期库 15~200 55%~65% 于12%2~5年 中、长期库用于品种资源的保存，短期库可用原种、原原种的贮 藏，也可用于生产用杂交种的贮藏。 二、低温库的建筑特点 1.高度隔热保冷 2.隔气防潮 3.结构严密 三、低温库的原理与设施 1.制冷低温贮藏库的低温来自机械制冷。制冷机主要有压缩 机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四部分组成。 2.除湿除湿机械有冷冻除湿机和氯化锂除湿机两类。 冷冻除湿机用冷凝方法除湿。湿空气与冷却盘接触后，因温度
降低，水气变成过饱和状态而凝结成液态水，沿管道排出库外，从而 降低了库内湿度。 氯化锂除湿机氯化锂作为吸收剂，被喷淋在库内，吸收库内空 气中水分，从而降低了库内的湿度，吸湿潮解的氯化锂再被吸收，沿 管道进入加热器，加热去湿。如此循环。氯化锂性质稳定，吸湿力强， 波动小。吸湿变稀的氯化锂只要加热到7090℃，就可把水气蒸发， 得到浓缩，再度使用。 四、低温贮藏注意事项 1.采用低温贮藏可以能比干燥贮藏更经济一些，但高水分种子靠 大幅度降温来贮藏，还得要考虑防止冻害的发生及其他不良后果。如 玉米种子含水量超过19%，花生种子含量超过11%，温度降至-18℃左 右就可能发生冻害。所以低温贮藏时必须把安全、冻害、效益结合起 来考虑。 2.低温贮藏时，因库内、外温差太大，必须注意出入库时防止种 子结露。有些种子在低温条件下，可能进入二次休眠。播种前要进行 晒种或其他打破休眠的处理。 3.品种资源或其他贵重种子的低温贮藏，一般要采用密封容器包 装，以保持种子的干燥状态。防湿容器有金属罐玻璃罐、铝铂袋或 聚乙烯塑料袋。密封容器内充满二氧化碳、氮气或真空，对贮藏更为 有利 4.低温贮藏的检测周期长，所以低温度内的温度检测要采用自动 记录与自动报警装置。发芽率检测周期可依贮藏温度、种子品质而定， 长者达10年，短则5年甚至1-2年。 第六节超低温和超干燥贮藏 一、超低温贮藏 所谓超低温贮藏是指在-80℃以下的冷冻贮存，一般以液态氮 (-196℃)为冷源，生物材料在此温度下新陈代谢活动基本停止，处于 相当稳定的生物学状态，故不可能产生遗传变异
超低温可以保存各种不同的植物材料，但材料不同，其冷冻技术 与程度也是不完全相同的。现就种子、花粉与植物营养器官（包括组 织、细胞)三大类材料的冷冻来说明其一般技术。 (一)超低温贮存的植物种子 利用液氮进行超低温(-196℃)贮存植物种子能极大地延长种子 的贮存寿命，而且液氨本身就是冷源，液氨罐就是贮存容器。除1-2 个月补充一次液氮外，不再需要制冷、除湿等设备及其他管理，相当 表5.8几种作物种子冷树含水量的临界值 植物种 含水量临界值 种子存活 含水量在告界值以 含水量在临界值以上 的 下发芽宰侧 段死温度心)发芽率侧 大麦 20.80.2) 98 -12;-13 菜豆 27.21.2) 99 25 品 白菊 13.80.3 90 -28 0 胡萝} 21.70.60 83 -5 0 花网英 14.20.1) 97 -5 0 三叶其 25.60.5) -15 2 黄瓜 16.40.9 -23;-28 1 羊茅 23.03.8) 98 -25 洋范 2470.8) 70 -18;22 0 胡胞 18.60.2) 99 22;-25 0 萝卜 16.80.9) -5 芝麻 9.31.6) 97 -18;-26 0 番茄 18.51.6) -20;25 0 小情 26.847) 雪 2 的 括号内的数值为标注差；St如w0od,1985. 省事而经济。 根据种子在液氮温度下的反应，可将种子分为三种类型 (P.C.Stanwood,1985):①忍耐干燥（低水分）又忍耐液氮（超低温）的
种子，大多数农作物、园艺作物种子属于这一类。许多研究者己成功 地将这些种子冷冻到液氮温度，再回升到室温而不损害种子活力：② 忍耐干燥对液氮敏感的种子，许多果树和坚果类种子属于这一类。如 李属、胡桃属、榛属和咖啡属种子等。这类种子的大多数是含脂肪量 高的种子。它们能干燥到含水量10%以下，但不能忍耐-10℃以下低 温，所以这类种子只能进行一般低温贮藏，而不能进行超低温贮存： ③干燥敏感、液氮敏感型种子，这类种子就是顽拗型种子。它们寿命 短，贮存技术尚在研究中，目前还不能超低温贮存。 耐干燥又耐液氮的种子，其冷冻贮存也同样受外在因素、种子的 含水量和冷冻、解冻速度等因素影响，而种子含水量是关键因素。种 子含水量高，在冷冻和解冻过程中，因水分结晶而使细胞膜受损造成 死亡，种子水分过低也会影响种子的生活力。不同植物种子都有一个 适于冷冻的含水量范围。适于冷冻贮存的种子最高含水量(FL),就 是液氮贮存的含水量的最高极限值。 (二)植物种子的液氨贮存的重要技术 1.种子干燥新收种子首先要进行干燥处理，使其含量达到适于 冷冻的含水量范围。 2.掌握好冷冻、解冻速度冷冻速度，大多数种子只要在适宜的 含水量范围内，冷冻速度对成活率影响并不很大，但多数人认为采用 -20℃/min的速率较为可靠。 解冻速度，大多数种子适宜在30℃环境中解冻，当种子回升到 室温度前要在液氮蒸气上停留一段时间，可以减少破裂。 快速冷冻的好处在于冷冻材料可以迅速越过-10-一140℃的温度 危险区，在-10-140℃温度危险区内，是细胞内冰晶形成、增大时期， 对细胞破坏性很大，在-140℃以下，冰晶不再增长，在-196℃时，材 料不是冰，而是玻璃化状态，对细胞结构不产生破坏作用。但对一些 成熟的生长状态的组织，因细胞内液泡大，含水多，就需要在保护剂 的配合下，采用慢速冷冻的方法使液泡内水分充分外渗到细胞外结 晶，以减少对细胞的破坏
3.关于冷冻保护剂的使用，种子冷冻保护剂有二甲基亚砜 (DMSO)、甘油、PEG、脯氨酸等。保护剂的作用是增加材料的外渗压， 使细胞内水分渗出，防止细胞内结晶，降低冰点，促进“玻璃化”形 成，稳定细胞膜结构。冷冻保护剂使用量要得当，既能使材料内水分 渗出，又不能渗出过量以防降低生活力。所以在冷贮存植物组织时使 用较多，而在种子上使用较少，只在顾拗性种子的研究上应用较多。 (三)花粉的超低温贮存 花粉的超低温贮存有以下几个关键技术： 1.花粉生活力的测定选用生活力高的贮存材料。 2.冷冻保存前的预处理花粉材料冷冻致死的原因也是细胞内 水分结晶，导致细胞膜的破坏。新采集的花粉含水量高(40-60%)超低 温处理必然冻死。为了避免冷冻时的细胞内结晶，提高花粉成活率， 冷冻前必须干燥脱水。脱水方法有：①冷冻干燥。即将花粉冷冻到零 下进行真空除湿：②真空干燥。即不经冷冻直接进行真空除湿：③风 干脱水。即吹风2-3小时，自然干燥到要求的含水量范围。前两种方 法在冷冻与干燥过程中花粉不同程度的受损或部分死亡，且脱水时间 长，后者脱水时间短且安全。 脱水也并不是脱得越干越好，而是脱到既不形成冰晶又能保护其 生活力为宜，这个含水量叫水分下限。各种植物花粉的下限值是不同 的，桃和松的花粉水分下限值为1-2%，椰子花粉为2%，玉米花粉为 2-3%。 3.关于冷冻保护剂（有PEG、葡萄糖、DMS0、氯化钠等）的使用 一般不使用冷冻保护剂。不少研究证明，使用冷冻保护不如干燥到合 适水分，直接浸入液氮效果好。 4.冷冻和解冻速度许多研究者证明，花粉只要干燥到合适程 度，其冷冻或解冻速度并不重要，马铃薯花粉快速或慢速冷冻到-196 ℃，9个月后，成活率都很好。喜马拉雅杉花粉含水量低于20%，在 液氨中保存后，不控制解冻速度，成活都很好。其他用玉米、黑麦花