種子學(xué)課件 物理特性學(xué)習(xí)資料

第八章種子的物理特性

種子的物理特性(physicalproperty)包括兩類:一類根據(jù)單粒種子進(jìn)行測定,求其平均值,如籽粒的大小、硬度和透明度等；另一類根據(jù)一個種子群體進(jìn)行測定(取相當(dāng)數(shù)量的種子作為樣品),如重量(一般用千粒重或百粒重表示)、比重(specificgravity)、容重(volumeweight)、密度(density)、孔隙度(porosity)及散落性(flowmovement)等。種子的物理特性和種子的形態(tài)特征及生理生化特性一樣,主要決定于作物品種的遺傳特性,但在一定程度上受環(huán)境條件的影響。種子的物理特性與種子加工、貯藏、運(yùn)輸關(guān)系密切。一、種子的千粒重、容重和比重1.千粒重（weightper1000seeds）千粒重——指1000粒農(nóng)作物種子的重量（克），通常則指自然干燥狀態(tài)下1000粒種子重量（克），但因自然條件下不同種子水分往往存在一定差異，因此一般要換算成一定水分時的千粒重。千粒重的測定方法有千粒法、百粒法和全粒法。千粒重測定的意義：（1）千粒重與種子質(zhì)量相關(guān)，是種子成熟與飽滿度的指標(biāo)；（2）利用千粒重可以計算播種量；（3）千粒重是種子產(chǎn)量構(gòu)成三大要素之一，用于計算產(chǎn)量。2.容重（volumeweight）種子容重——指單位容積內(nèi)種子的重量,單位為g/L或kg/m3。容重是種子特別是麥類種子品質(zhì)的重要指標(biāo)，亦可用其計算倉容和運(yùn)輸用車皮數(shù)。種子容重大小與籽粒大小和整齊度、表面性狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分（水分和油分）含量、混雜物種類和數(shù)量密切相關(guān)，一般粒小、不整齊、圓而光滑、充實致密、水分和油分含量低、雜質(zhì)比重大時容重大，相反則小。影響容重的因素

影響因素容重種子的形狀種粒細(xì)小,圓形,參差不齊,種皮光滑且薄;無芒種粒大,長形,皮殼粗而厚或有芒大小種子組織結(jié)構(gòu),化學(xué)成分種粒組織結(jié)構(gòu)致密,含淀粉,蛋白質(zhì)多種粒組織結(jié)構(gòu)疏松,含油分或水分多大小種子飽滿充實度種粒飽滿充實瘦小皺癟大小種子所含雜質(zhì)種類重雜質(zhì)，如：泥沙等輕雜質(zhì)，如：殼芒等大小3.種子的比重(specificgravity)種子比重：指一定體積的種子重量與同體積水的重量之比。亦即種子的（絕對）重量和它的絕對體積（種子本身所占體積）之比。種子的比重大小與種子的類別、化學(xué)成分、解剖學(xué)結(jié)構(gòu)、含水量大小有關(guān)。就同一品種而言，種子比重隨成熟度和飽滿度變化，一般成熟度和飽滿度較高的種子比重較大；但油料作物種子的變化趨勢相反。種子比重測定方法（1）排液法用有精細(xì)刻度的小量筒，內(nèi)裝水約1/3，記下水面所達(dá)到的刻度，然后稱適量種子樣品，輕放入量筒內(nèi)，觀察水面升高的刻度，即為種子體積，再代入下式：種子比重=種子重量(g)/種子體積(ml)（2）比重瓶法1.稱種子樣品適量(W1)2.將二甲苯裝入比重瓶到標(biāo)線，稱重(W2)3.倒出部分二甲苯，將已稱好的種子裝入比重瓶，再用二甲苯裝滿到標(biāo)線，稱重(W3)4.計算種子比重（S)S=(W1/(W1+W2-W3))*GG代表二甲苯比重二、種子堆的密度和孔隙度1.種子堆的密度(density)和孔隙度(porosity)的概念種子堆密度:指種子堆中固形物（種子和固體雜質(zhì)）的體積占種子堆總體積的百分?jǐn)?shù)。即：種子堆密度=(種子堆中固形物體積/種子堆總體積)×100%種子堆孔隙度:指種子堆空隙體積占種子堆總體積的百分?jǐn)?shù)。種子堆孔隙度=(種子堆總體積-籽粒和固體雜質(zhì)所占實際體積)/種子堆總體積×100%部分種子的密度與孔隙度

種子堆孔隙度與種子加工、貯藏的關(guān)系

①種子堆的孔隙是保證種子堆內(nèi)氣體與外界氣體交換的必要條件，是維持種子進(jìn)行正常生命活動所必需的內(nèi)在環(huán)境?？紫抖却?，有利于通風(fēng)時降溫，降水，孔隙度小，有利于密閉時保持低溫干燥狀態(tài)。②種子干燥時可根據(jù)種堆內(nèi)孔隙度的大小，計算機(jī)械干燥種子時的通風(fēng)量和氣體交換次數(shù)，以保證通風(fēng)干燥效果。③種子貯藏期間，可根據(jù)孔隙度大小和所含空氣量，計算種子在孔隙中獲取氧氣的保證率。④孔隙度大的種堆，有種于藥劑熏殺倉蟲，毒氣進(jìn)出種堆容易，殺蟲效果好，散發(fā)毒氣快。三、種子堆的散落性和自動分級

(一)種子堆的散落性(flowmovement)種子堆散落性是指種子由高處自由下落時，向四周流散的性能。一般用種子堆的靜止角和自流角來表示。種子靜止角(angleofrepose)是指種粒在不受任何限制和幫助下，由高點自然落到水平面上所形成的圓錐體的斜面與錐底平面構(gòu)成的夾角。自流角(angleofauto-flowing)是指種子在一斜面上開始滾（滑）落直到絕大多數(shù)種子滾（滑）完為止時兩個斜面和其底部平面所構(gòu)成的夾角(即種子在斜面上開始滾動的角度和絕大多數(shù)種子滾完時的角度)，用L1~L2表示。種子散落性的大小主要受種子形態(tài)、水分含量和含雜情況等因素的影響。不同作物種子的靜止角有所不同。自流角的大小除受籽粒本身各特性影響外，還取決于測定平面的材料(主要是籽粒與平面間所產(chǎn)生的摩擦力的大小)。種子散落性與種子加工貯藏的關(guān)系⑴種子貯藏期間散落性的變化，可作為貯藏穩(wěn)定狀態(tài)變化的一種反應(yīng)，有良好散落性的種子一般貯藏比較安全。⑵在建造倉庫時，應(yīng)根據(jù)種子散落性估計倉壁所應(yīng)承受的側(cè)壓力大小，以決定倉庫建筑應(yīng)有的堅固度。⑶在種子清選、輸送及保管過程中，可利用種子散落性確定自流設(shè)備的角度，提高工作效率，減少損耗。(二)種子堆的自動分級種子堆的自動分級是指種子堆在移動或振動時，不同組分受到外力和本身物理特性的綜合作用，發(fā)生相對位移而重新分布，即性質(zhì)相近似的組成部分趨向聚集于相同部位，而失去種子堆原有的均勻性，增加了不同成分分布的差異程度。種子自動分級與種子實踐的關(guān)系⑴使種子堆各個組成部分的均衡性降低，妨礙種子的安全貯藏；⑵也在很大程度上影響種子取樣的代表性和檢驗結(jié)果的正確性。⑶在生產(chǎn)實踐中，有許多清選工具和方法是利用種子自動分級這一特性設(shè)計的。⑷在自動分級嚴(yán)重的情況下，還會使種堆的孔隙度大小不一，影響藥劑熏蒸效果。四、種子堆的導(dǎo)熱性和熱容量(一)種子堆的導(dǎo)熱性(thermalconductivity)：指種子堆傳遞熱量的性能。內(nèi)部熱能的傳導(dǎo)方式有2種：熱傳導(dǎo)：靠籽粒間彼此直接接觸而使熱能逐漸轉(zhuǎn)移的方式。但種子是熱的不良導(dǎo)體，這種熱傳導(dǎo)進(jìn)行的速度非常緩慢；對流傳導(dǎo)：靠籽粒間隙里氣體的流動而使熱量轉(zhuǎn)移，一般情況下由于種堆內(nèi)的阻力較大，氣體流動緩慢，熱傳導(dǎo)也受限制。種子的導(dǎo)熱性的強(qiáng)弱通常用導(dǎo)熱率和導(dǎo)熱系數(shù)來表示。種子導(dǎo)熱率是指單位時間內(nèi)通過單位面積靜止種子堆的熱量。種子導(dǎo)熱系數(shù)是指1米厚的種堆，當(dāng)表層和底層的種子溫差為1℃時，在每小時內(nèi)通過該種子堆每平方米表層面積的熱量，其單位是KJ/h·m·t。20℃時，水的導(dǎo)熱系數(shù)為2.13KJ/h·m·t，空氣則為0.091KJ/h·m·t，而一般作物種子的導(dǎo)熱系數(shù)多在0.418~0.836KJ/h·m·t之間，種子因此成為熱的不良導(dǎo)體。導(dǎo)熱量的大小取決于導(dǎo)熱系數(shù)，還有溫差、傳熱面積、導(dǎo)熱厚度和傳熱時間等。導(dǎo)熱量的基本方程式：Q=λ·(T1-T2)/h·S·T(KJ)Q：導(dǎo)熱量(KJ)

T1：種子高溫表面的溫度(℃)h：傳熱種堆厚度(m)T2：種子低溫表面的溫度(℃)s：傳遞表面的面積(m2)

入：導(dǎo)熱系數(shù)(KJ/h·m·t)T：傳遞熱量的時間(h)導(dǎo)熱性與種子貯藏的關(guān)系⑴種子是熱的不良導(dǎo)體，導(dǎo)熱性差，因此種子堆溫度較低時，利于保持低溫和種子貯藏；而種子堆溫度較高時，利于保持高溫，不利種子貯藏。⑵由于種子堆導(dǎo)熱不良，受種子入庫時溫度不均或種子堆不同部位受自然氣候變化影響不同，種堆內(nèi)容易產(chǎn)生溫差，后者導(dǎo)致濕熱擴(kuò)散，使局部種子吸濕回潮，發(fā)熱霉變，影響種子貯藏穩(wěn)定性。(二)種子的熱容量(thermalcapacity)種子的熱容量是指1公斤種子升高1℃（或降低1℃）時所吸收（或放出）的熱量，單位是KJ/kg·t。種子熱容量的大小決定于種子的化學(xué)成分(包括水分在內(nèi))及各種成分的比率。種子中主要成分的熱容量干淀粉油脂干纖維水1.552.051.344.18熱容量的計算方法C=［C0(100-V)+V］÷100C：含有一定水分的種子熱容量C0：種子絕對干燥時的熱容量V：種子含水量(%)熱容量的應(yīng)用⑴可以計算出一定量的種子在秋冬季貯藏期間放出的熱量，并可根據(jù)熱容量、導(dǎo)熱率和當(dāng)?shù)氐脑缕骄鶞囟葋眍A(yù)測種子的冷卻速度。⑵新收獲的種子，水分較高，熱容量亦較大，應(yīng)避免直接進(jìn)行烘干，最好先在田間或曬場上進(jìn)行預(yù)干燥后再加溫干燥。有利于降低燃料的消耗，節(jié)省成本。五、種子的吸附性(absorbability)與平衡水分1.吸附性：種子的吸附性是指種子吸附各種氣體、異味或水蒸氣的性能。種子吸附氣體或水蒸氣能力的大小叫“吸附容量”。單位時間內(nèi)吸附氣體水蒸氣的數(shù)量叫做“吸附速度”種子吸附能力的大小，主要與種子的形態(tài)，結(jié)構(gòu)、吸附表面積、氣體濃度和溫度等因素有關(guān)。在種粒吸附能力相同的情況下，其吸附量則主要受氣體濃度和吸附溫度的影響。一般種皮表面粗糙、皺縮、組織結(jié)構(gòu)疏松、含蛋白質(zhì)多、胚部較大或表面露出較多的種子，其吸附表面積較大，吸附能力較強(qiáng)；相反則較弱。種子吸附作用的三種形式吸附(吸著)：當(dāng)一種物質(zhì)的氣體分子凝結(jié)在種子膠體的表面；吸收(吸入)：氣體分子進(jìn)一步擴(kuò)散到種粒內(nèi)部，被毛細(xì)管表面所吸附；毛細(xì)管凝結(jié)：當(dāng)被吸入的氣體分子在種粒毛細(xì)管中逐漸增多達(dá)到飽和狀態(tài)并開始凝結(jié)為液態(tài)的現(xiàn)象。吸附性與種子貯藏的關(guān)系種子在貯藏過程中，不可避免地會與某些氣體和異味物質(zhì)接觸，如二氧化碳、水蒸氣和有關(guān)殺蟲劑等，對這些氣體的吸附，應(yīng)通過貯藏技術(shù)加以控制和調(diào)節(jié)。尤其種子倉庫中要嚴(yán)禁存放易揮發(fā)的有毒物質(zhì)。2.吸濕性：種子所具有的對水汽的吸附與解吸性能3.平衡水分：指種子對水分的吸附與解吸達(dá)到動態(tài)平衡時種子的含水量。由于種子具有吸濕性，所以能將種子水分調(diào)節(jié)到與任一相對濕度達(dá)到平衡時的含水量，在一定溫度下，可繪成吸濕平衡曲線（圖）吸濕平衡曲線（L.O.Copeland,2001）影響種子平衡水分的因素(1)濕度種子水分隨大氣RH改變而變化，當(dāng)溫度不變時，種子平衡水分隨RH的增加而增大，與RH正相關(guān)?？偟膩碚f，在RH較低時，平衡水分隨RH提高而緩慢地增長，而在RH較高時，平衡水分隨RH提高而急劇增長，因此在RH較高的情況下，要特別注意種子的吸濕返潮問題。(2)溫度當(dāng)RH不變時，種子的平衡水分隨溫度升高而減小，呈負(fù)相關(guān)。因為當(dāng)溫度升高時空氣的保濕能力增加，在一定范圍內(nèi)，溫度每上升10℃每公斤空氣中達(dá)到飽和的水汽量約可以增加一倍，使得RH變小，從而使種子的平衡水分減小(表2-7)?？偟膩碚f，溫度對種子平衡水分的影響遠(yuǎn)較濕度為小。(3)種子化學(xué)物質(zhì)的親水性種子化學(xué)物質(zhì)的分子組成中含有大量親水基，蛋白質(zhì)、糖類等分子中均含有這類極性基，因此各種種子均具有親水性。蛋白質(zhì)分子中含有兩種極性基，故親水性最強(qiáng)；脂肪分子中不含極性基，所以表現(xiàn)疏水性。

蛋白質(zhì)和淀粉含量高的種子比油分含量高的種子容易吸濕，在相同的溫濕度條件下具有較高的平衡水分，如禾