第1页：绪论前言与种子的意义
第一章绪论【前言】种子是植物生命的源泉，是农业生产的重要物质基础，是人类赖以生存的最基本食物及禽畜饲料的来源。因此，世界各国在发展农业生产中都十分重视种子工作。现代种子生产已成为专门的产业，研究种子生产的原理和技术，在国内外均已受到广泛重视。本教材正是针对当前种子生产的发展需要而编写的。主要讨论种子生产的基本原理和基本方法，阐明种子生命活动的规律性、种子生产各主要环节的技术关键及种子加工、贮藏和质量控制的基本规程和原则。第一节现代种子的意义一、植物学上的种子“种子”（seed）在植物学上的概念是指种子植物的胚珠经受精后长成的结构。一般说来，种子由种皮、胚和胚乳等部分组成。胚是种子中最重要的部分，包括胚芽、胚根、胚轴和子叶，萌发后长成新个体。二、栽培学上的种子在栽培学中所应用的种子含义较广，包括以下四类：
- （一）植物学上的种子：植物在有性世代中所形成的雌雄配子相结合后，由胚珠发育成种子。例如：萝卜、菜豆、黄瓜、番茄、洋葱、棉花、油菜、黄麻、亚麻、蓖麻、烟草、胡麻(芝麻)、茶、柑桔、梨、苹果、银杏以及松柏类等。
- （二）植物学上果实：这类植物的所谓种子是由胚珠和子房以及花萼部分发育而成。例如：莴苣、芹菜、菠菜、水稻、玉米、小麦、大麦、荞麦、大麻、苎麻、板栗等。
- （三）营养器官：有些种类的植物既可以用种子和果实作为播种材料，又可以用营养器官繁殖后代，甚至有些植物只能用营养器官繁殖后代。例如：马铃薯、菊芋的地下块茎；甘薯、山药的地下块根；大葱、大蒜、百合的地下鳞茎；莲藕、姜、草莓的地下根茎；金针菜的根系分株；襄荷的地下有2-3个芽的茎段；荸荠、慈菇和芋的地下球茎；甘蔗的地上茎以及苎麻的吸枝等。以上这些作物，大多数亦能开花结子，并可供繁殖用，但在农业生产上一般均利用其营养器官进行种植，常能显示其特殊的优越性，只有在少数情况下，如进行杂交育种时，才直接利用种子作为播种材料。
- （四）繁殖孢子：食用真菌的种类很多，有野生的，也有人工栽培的。食用菌的繁殖基本上都是依靠孢子。如野生的“猴头”，在干燥之后呈淡黄色块状，表面布以子实层，子实层上着生许多孢子，成熟了的孢子能随风飘荡，落到邻近树上的树洞里或枯枝上，当遇有适宜的环境条件后便会迅速发育，生长出新的“猴头”来。又如栽培蘑菇的生活周期就是孢子→一次菌丝→二次菌丝→子实体原基→子实体→孢子的世代交替过程。三、包衣种子“包衣种子”（encapsulatedseed）即用人工方法包裹一层胶质的天然种子。根据种子包衣所用材料性质（固体或液体）不同，包衣种子可分为丸化种子（pellettedseed）或种子丸（seedpellets）和包膜种子（encrustedseed）。国际种子检验协会（ISTA）对丸化种子的定义：“为了精密播种，发展的一种或大或小的球形种子单位，通常做成在大小和形状上没有明显差异的单位种子。丸化种子添加的丸化物质可能含有杀虫剂、染料或其它添加剂”；对包膜种子的定义：“有点像原有种子形状的种子单位，其大小和重量的变化范围可大可小。包壳物质可能含有杀虫剂、杀菌剂、染料或其它添加剂”。四、人工种子“人工种子”（artificialseed），又称合成种子（syntheticseed）、人造种子（man-madeseed）或无性种子（somaticseed），与上述提及的种子概念不一样，是指通过组织培养，诱导产生体细胞胚（培养物），再用有机化合物加以包裹，并具有一定的强度，由此而获得的可以代替种子的人工培养物。目前研制成的人工种子由人工种皮、人工胚乳和体细胞胚（培养物）三
第2页：种子工作的六项内容与任务
部分组成。第二节种子工作的内容及其重要性一、种子工作的内容和任务种子工作的中心任务是通过生产和发放优良品种的优质种子，以促进和提高植物生产。围绕这一中心任务，种子工作必然包括以下几个方面。
- （一）品种审定(cultivarassessment)：即对新育成的作物品种给予客观的科学评价，以确定其是否可以推广及推广范围。为此，须有组织地进行连续2～3年的区域试验和生产试验。品种试验及其评定工作由法定的权威机构如省、市品种审定委员会等领导和组织进行。经过审定、命名的新品种由政府法定机构公开发布后，方可在适应地区大规模推广。
- （二）良种繁育(stockbreeding)：良种繁育工作需要政府部门、育种机构、商业部门及专业化的种子生产部门或生产者的良好协作和配合，要求建立科学的良繁体系，种子的分级繁殖制度及合理的种子生产程序等。只有这样，才能保证新品种的及时推广，以及当生产上发生品种退化时，能有原种及时加以替换或更新。
- （三）种子加工(seedprocessing)：包括种子的清洗、干燥、分级、包装、贮藏及运输等工作环节。研究种子的加工工艺技术，对提高劳动效率，保证种子质量等有着重要的意义。种子贮藏是保持种子高度生活力的关键技术。它直接关系到种子寿命和使用价值，防止种子质量的降低，减少经济损失，保证农业生产的正常发展。
- （四）种子品质检验(seedqualitytest)：包括种子活力的检验和品种纯度的检验。种子活力与耐藏性、抗逆性、田间出苗率以及作物的产量有很大关系。
- （五）种子检疫和种子健康测定(seedquarantineandseedhealthtest)：检疫是杜绝外来品种种子带来新病虫害的必要措施。健康测定主要指对作物种子病虫害的检测与防治以确保健康良种种子的供应。
- （六）种子经营与管理(seedmanagement)：经营和管理是相辅相成的两个方面。其成功与否直接影响着育种者、种子生产者和消费者等各方的利益和积极性，也可作为衡量种子工作水平的一个标准。广义地讲，作为种子业，其工作还应涉及新品种选育方面的内容。鉴于“育种学”对此已作专门阐述，本教材不再讨论。二、种子工作的重要性种子是有生命的特殊生产资料，是农业增产的内因，是科学技术的载体。远在一万年前的新石器时代，人类以定居代替狩猎生活方式，便是由于利用种子进行作物栽培，建立了农业。20世纪30年代至50年代，美国育成并推广了杂交种玉米，使其总产量一跃而占全球玉米总产量的50%；50年代墨西哥矮杆高产小麦品种育成后，30年内使小麦产量提高了394%；50年代至60年代，我国和菲律宾国际水稻研究所相继育成高产抗倒伏的水稻；70年代我国杂交水稻“三系”配套选育成功，并迅速得到推广应用，使水稻生产进入一个新阶段，为改善世界农业生产和粮食供应作出了巨大贡献。80年代我国又完成油菜“三系”配套，并大力推广。90年代我国独创的“两系法”杂交稻技术基本成熟，比“三系”杂交稻增产10％－15％。上述被称之为“绿色革命”的一系列成果，显然也只有在向广大生产者提供优质种子的前提下才有价值。在科学技术高度发达的今天及未来，种子业必将备受重视。一些外国专家认为，种子将成为国际农业竞争的焦点，“种子战”将会取代西方现在的“农产品战”。国外一些有眼光的种子公司，都把能否掌握自家独有的新品种视为公司的“生命线”，竞争中的“杀手锏”。足见种子在世界经济竞争中的突出地位。目前，我国农业正在从以追求产品数量增长，满足人民温饱需要为主，开始转向高产和优质并重，提高经济效益阶段。这是我国农业发展史上的一个重大转折。高产高效农业要求农村
第3页：种子工作的重要性
产业结构要趋向合理，栽培技术要实现模式化，植物保护要最大限度地减少各种病虫害所造成的损失，这一切在相当程度上都依赖于优良品种的选育和推广。因此，种子是农业依靠科学的中心环节，必须抓紧抓好。第三节种子工作的进展一、我国科学工作的发展概况建国前，我国种子工作处于放任自流状态，生产上使用的种子多是沿袭多年的农家种，类型多，产量低。自新中国成立以来，建立健全了良种繁育推广体系，种子工作的发展大体经历了三个不同的历史阶段。
- （一）家家种田、户户留种阶段在这个时期(1949～1957年)，农业部根据解放初期的农业生产状况，制定了《五年良种普及计划》，要求广泛开展群选群育运动，选育出的品种就地繁殖，就地推广，在农村实行家家种田，户户留种。这在当时一定程度上起到了促进农业生产发展的作用。本阶段也有在农户间相互串换种子及小规模的种子交易，但基本上是小农经济自给自足的生产方式，种子杂而乱的现象普遍存在，尤其是一些异花授粉作物，由于无法解决隔离问题，混杂退化现象更为严重。
- （二）“四自一辅”阶段在这个时期(1958～1977年)，农村普遍成立了农业生产合作社，原有的家家种田，户户留种已不适应生产发展的需要。1958年，农业部提出了我国第一个种子工作方针，即：“每个农业社都要自繁、自选、自留、自用，辅之以国家必要调剂”。简称为“四自一辅”方针，同时充实了种子机构，并逐步开展了种子经营业务，实行行政、技术、经营三位一体。贯彻“四自一辅”方针，对种子杂乱现象有一定程度的改善，但由于缺乏专业技术指导，也没有种子加工、贮藏的专门设施，种子生产仍谈不上专业化和标准化，因而种子质量仍得不到保证。
- （三）“四化一供”阶段随着农业生产水平的提高，“四自一辅”种子工作方针已不适应生产力的发展。1978年4月，国务院批转了农业部《关于加强种子工作的报告》，批准在全国
第4页：四化一供种子工作方针
建立各级种子公司，并继续实行行政、技术、经营三位一体。同时提出种子要实现“四化一供”的工作方针，即品种布局区域化，种子生产专业化，种子加工机械化和种子质量标准化，以县为单位组织统一供种。随着改革开放搞活的深入进行，我国农业正从自给半自给生产方式向较大规模的商品生产转化，种子作为特殊商品，也正由自然经济形式向商品经济形式迅速转变。商品经济的发展，必将赋于“四化一供”以新的内涵，种子的生产和供应将逐步打破打政区划，按照商品经济规律发展。二、现代种子工作的发展趋势当前世界农业竞争的焦点逐渐集中到种子，各国都在加强研究，竞争日趋激烈。我国种子科学出现蓬勃发展趋势，种子科学技术的发展，将为更加深刻地揭示种子的奥秘和种子生产的规律性创造条件，从而使人类能够更加有效地利用种子，促进农业的稳定发展。纵观当前国际国内种子工作的发展动态，概括起来有以下明显之趋势：
- （一）完善品种更换机制合理的品种更换，能使科研成果尽快转化为生产力，从而提高生产的经济效益和社会效益。有资料表明：自新中国成立以来，我国主要农作物的品种已进行了四至五次的大面积更换，每次更换都取得了增产10％以上的效果。专家测算，包括生产设施改善以及其它科技措施在内的诸多增产因素中，推广优良品种的贡献率在30％左右。但品种更换又直接受到社会背景、自然条件、新旧品种交替等规律的影响。因此，如何改进和完善品种更换机制，对搞好种子工作至关重要。随着科学技术的进步，国内外品种更换正朝着促进农业生产有利的方向发展。主要表现：由单一化向综合化方向发展，即以多个优良品种同时推广应用于生产。这不仅仅是因为近年来人们已经充分认识到品种单一化的潜在危险，也是因为育种科技的发展使育成的新品种大大增多，从而能够满足生产上对适应不同生态条件、不同成熟期及不同消费要求的各类品种的需要；种子由常规种向杂交种发展，社会进步、经济的发展和人民生活水平的改善，使作物的产量和品质育种日益受到重视。而杂种优势育种就是提高作物产量最有效方法之一。杂种优势利用是二十世纪植物育种工作中的突出成就之一，它是生物遗传的普遍现象，也是作物品种改良工作，赖以提高单产，改进品质，增强抗逆性的一条重要途径。目前，在十字花科、茄科、葫芦科的大多数蔬菜作物上，已普遍使用杂交种，但总的来说，杂种优势的利用还处于发展中阶段，杂种的繁育还受到多种因素的制约。但相信随着生物技术的应用，更多地结合多抗及其他优质特性，随着人们对高等植物雄性不育、自交不亲和机制认识的提高，杂种优势制种技术将更趋于简便、稳定可靠，有更多的杂交种将会代替常规种；品种更换速度不断加快。这一方面是由于育种技术的飞速发展使新品种选育有了突破性的进展。另一方面是由于市场经济的发展，使农民进行农业生产的积极性大为提高，使品种更换由被动变为主动。
- （二）应用高新技术当今分子遗传学和植物生物技术的发展，必将影响到种子业和种子技术。离体培养再生植株已成为商业繁殖材料，如马铃薯微型种球、试管兰花苗等；体细胞胚或胚状体已应用来产生新的植株世代并开辟了“人工种子”的研究和生产领域；原生质体融合及基因工程等已能进行基因组或基因的转移，培育出传统育种方法很难甚至不可能的植物新品种或物种（图版1）。
第5页：高新技术在种子工作中的应用
种子生化技术的发展也令人瞩目。利用电泳技术，DNA分子标记技术及免疫化学技术等来检验、鉴定作物品种的研究已在世界各国广泛展开，如美国许多私人种子公司的检验室已储存有全部自己品种的电泳指纹档案，以供种子管理和鉴定使用。电子计算机工业和应用技术迅猛发展，不仅影响了人们的日常生活，且波及农业技术。早在70年代电子计算机技术已渗透到种子科技领域。且已在种子检验、品种资源管理和种子加工等方面得到应用。1984年新西兰D.J.scott等设计了种子检验站的电子计算机管理系统，应用于国家种子检验室的样品接收、登记、数据处理、种子分级、结果报告、种子证书签发、检验费用计算和有关情报管理等全部工作。为提高电泳技术鉴定品种的准确性和工作效率，许多学者已利用计算机系统来处理电泳图谱资料。1986年加拿大H.D.sapirstein等用计算机──光密度摄像仪描绘了122个小麦品种醇溶蛋白的电泳图谱，并直接作了分析比较，以鉴定小麦品种。1989年中国黄亚军等利用CASIOPB－700微型计算机编制了电泳图谱的打印程序，并打印出按ISTA标准方法所做88个小麦和大麦品种的醇溶蛋白图谱，同样适用于其他作物种子电泳图谱的打印。另外，1988年瑞典E.westerlind等利用计算机──扫描仪对混入几种粮食种子的其他植物种子进行分离测定。在种质资源管理方面，美国较早建立了种质信息网络系统，现保存有40万份种质。日本已在筑波科学城建立了现代化的种子贮藏室，利用计算机管理170种作物的种质，其数据库已贮存大约30万条品种信息，实现了全国联机检索系统。在种子加工方面，1988年美国德克萨斯的Gustafson公司和美国农业部种子清选研究所设计了种子清选的计算机系统。（三）重视“包衣种子”和“人工种子”的研制种子包衣（coating）是发达国家普通采用的种子处理技术，是一项集生物、化工、机械为一体的高新技术。该技术可分为种子丸化技术（pelletting）和种子包膜技术（filmcoating）种子丸化技术是30年代欧美等国家以医药业制造药丸为基础发展起来的种子处理技术。目前主要应用于种子粒小且不规则的蔬菜（甜菜、莴苣、芹菜、洋葱、胡萝卜、番茄、茄子、辣椒等）和牧草种子，在水稻、小麦、豆类、油菜种子上也有应用。种子包膜技术是国际上近年发展起来的一种种子处理技术。我国种子包衣技术的研究和应用起步较晚。80年代初开始研究，80年代中后期，国产种衣剂进入田间试验示范阶段，重点作物是玉米、棉花、小麦等。90年代进入推广应用阶段。至1996年中国化学工业部门批准的种衣剂厂有20多家，年生产能力1.7万吨左右，并呈现快速发展的好势头。目前包衣技术推广应用中存有不少困难和制约因素：
- ①种衣剂的剂型偏少；
- ②缺少高效低毒的种衣剂；
- ③种衣剂及包衣机的生产管理缺乏必要的法规。但随着农业生产对种子质量要求的不断提高，包衣机械的应用推广，种衣剂的优化，将来包衣种子的利用必将大大增加。我国计划：到2000年，50％的商品种子经过包衣处理；到2010年，80％～90％的商品种子经过包衣处理。关于人工种子的研制，在70年代就有人进行了探讨。1983年11月，美国加州戴维斯一家生物技术宣布了芹菜人工种子研制初步成功的消息。但当时研制的人工种子不具种皮。1986年，雷登鲍等作了比较成功的报道。人工种子的研制已引起不少国家的重视。美国早已把它列入高技术的攻关项目，投入相当的人力和财力，并致力于将技术进行商品化生产；法国也把该项技术列入欧洲国家共同开发尖端技术的“尤里卡”计划中；我国从1986年开始将人工种子研究纳入国家高技术发展计划（863计划）。目前，人工种子技术已在小麦、玉米、水稻、芹菜、苜蓿、莴苣、胡萝卜、番茄、花椰菜、甜菜、黄连、刺五加、西洋参、山茶、柑桔等作物上获得成功。至今，可能限制人工种子推广应用的主要因素有：
- ①许多重要作物目前还不能靠组织培养快速产生大量高质量的体细胞胚（培养物）；
- ②离体培养中无性系的变异问题还不能完全控制；
第6页：种子技术自动化与产业化
③造价偏高，工艺流程不完善，生产效率偏低。尽管如此，展望未来，人工种子研制的前景十分诱人，必将引起农业翻天覆地的变化。（四）加快种子技术自动化，推进种子产业化种子技术的自动化是种子工作现代化的重要标志。美国、德国是世界上种子技术自动化水平较高的国家，种子生产中农业操作及加工环节如种子收获、清选分级、干燥、包装、贮藏及运输等，大都实现了自动化。
在种子检验中也已研制使用了一系列的自动化仪器。一种梦寐以求的种子检验室将是完全机械化加计算机化的程序来测定种子批的物理、生理和遗传的潜力。这就可提供有关种子净度、发芽势/率、活力、纯度和病害等全部品质情报。为此，发达国家对种子工作自动化的研究更加深入和广泛。发展中国家也不甘落后，纷纷奋起直追，努力使本国的种子工作水平尽快跃上新的台阶。
相信经过世界各国科技工作者的共同努力，全世界种子技术将会愈来愈朝着科学化、自动化、标准化的方向发展。种子产业化是集种子科研、生产、加工、销售环节为一体、相互促进，共同发展的一项系统工程。在一些发达国家，种子早已经成为一个新兴产业发展起来。他们采用先进的育种技术、信息处理技术、种子加工技术，实行专业化生产、标准化加工、集团化经营、现代化管理，已具有很大的经济实力和市场竞争力，对国际种子市场有很高的占有率，如玉米国际市场中，美国占45％的份额，法国占33％的份额。
目前，他们主要经营对象除玉米外，还有蔬菜、牧草和甜菜种子。我国也不甘落后，通过“九、五”种子工程实施，我国种子工作将实现四个根本性转变：由传统的粗放生产向机械化、现代化大生产转变；由行政区域封闭的自给性生产经营向社会化、国际化市场竞争转变；由分散的小规模、“小全散”的生产经营向专业化的企业集团转变；由科研、生产、经营相脱节向育繁推销一体化转变。
通过组织大生产、建立大市场、组建大集团、开展大联合，最终实现种子管理法制化、生产专业化、加工机械化、质量标准化、经营集团化、育繁推销一体化的“六化”目标。建设适应我国社会主义市场经济的现代化种子产业体系，进一步提高作物品种的遗传潜力、种子的商品质量和科技含量，为实现种植业生产的高产、优质和高效提供数量充足、质量符合国家标准的优良作物品种的优质种子。
