2光选技术编制说明2023.10.24

《水稻种子光选技术规范》编制说明一、工作简况，包括任务来源、起草人员及其所在单位、起草过程等（一）任务来源及说明根据《湖南省市场监督管理局关于下达2023年度第1批地方标准制修订项目计划的通知》（湘市监标函【〔2023〕】25号）通知要求，由湖南省农业农村厅组织，湖南省农业标准化技术委员会组织制订《水稻种子光选技术规范》标准。由于品种特征特性等方面的原因，水稻种子容易发生灰质化现象[1]。种子灰质化严重影响种子萌发，降低种子活力，增加浸种的风险。水稻灰质化种子的质量问题一直困扰种业企业和用种农户。灰质化种子的粒型大小和比重与正常种子近似，按照GB/T21158-2007种子加工成套设备标准，通过风筛选、比重选、窝眼选（谷糙分离机）等手段很难从种子批中剔除。2017年湖南亚华种业有限公司等企业开始引入光选设备，通过反复试验和生产实践，实现了有效剔除灰质化种子的目标，达到了通过光选加工提升水稻种子质量的目的。光选同时能将种子中含有的稻曲病、黑粉病以及穗上发芽等劣质种子予以去剔除。本标准的制定，更加注重水稻种子内部质量劣变的杂质的剔除，是对水稻种子加工流程的升级。本标准主要规定了种子灰质化等关键要素，规范了光选流程以及光选质量控制标准，可以有效指导水稻种子加工，总体提高水稻种业企业的质量水平和抗风险能力，降低用种者的浸种催芽的风险。本标准与GB/T21158-2007配套使用，更有利于提高水稻种子的精选效果，提高种用价值。本标准由湖南省农业农村厅提出。本标准由湖南省标准化技术委员会归口。（二）起草人员及单位标准起草人员和单位如下：姓名单位职称分工汤健良湖南亚华种业有限公司正高级农艺师负责组织研究项目方案设计、研究，标准制定主要起草人匡新华湖南亚华种业有限公司农艺师主推光选流程的设计，灰质化、光选技术研究实验的组织实施胡一鸿湖南人文科技学院教授主推种子灰质化的理论研究，光选参数的研究李文斌湖南亚华种业有限公司助理工程师重点参与光选流程、参数的应用研究，袁源湖南亚华种业有限公司助理农艺师重点参与灰质化、光选流程的检测研究汤曼卓华智生物技术有限公司助理工程师参与灰质化、光选流程的应用研究张维亮湖南亚华种业有限公司农艺师参与灰质化、光选流程的应用研究（三）主要工作过程标准立项后，项目承担单位湖南亚华种业有限公司成立标准制修订工作小组，从2023年上半年开始组织力量，开展了四方面的工作：一是组织种子质量检验的技术人员，搜集整理2015年以来关于水稻种子灰质化的研究成果，分析制定灰质化种子的质量控制标准；二是组织种子加工技术人员搜集2017年以来水稻种子光选加工数据，分析制定光选的种子加工操作技术要素。三是按照研读GB/T1.1-2020《标准化工作导则》第一部分“标准的结构和编写”，按GB/T1.1-2020给出的规则对本标准进行编写，确保本标准结构、表达、编排的规范性。召开会议对拟订的质量标准进行了研讨，整理形成了征求意见稿。四是按征求意见稿要求，在种子加工中心具体实施，并邀请专家对技术规范鉴定验证，确保技术规范的可靠性、准确性和重演性。于2023年10月向种子企业、检验机构、管理部门广泛征求意见，并形成了送审稿。二、编制原则、主要技术要求的依据及理由（一）编制原则。标准编制符合规范性、科学性、实用性的原则。1、规范性。标准起草内容以种子质量管理、种子加工相关法律、法规政策为根据；标准工作程序做到合法合规；标准格式严格按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》编制起草，力求文字表达准确、简明易懂，标准结构布局合理，层次划分符合逻辑。2、科学性。本标准的制定基于科学研究和长期实践的经验总结，确保标准实施时的可靠性。制定过程中分析了标准制定的必要性和可行性，征求了相应作物生产经营企业和行业管理单位意见、查询了相关国内外标准要求，并严格执行现行的《种子法》和农作物种子质量管理的国家标准和法律法规，最终确定了标准技术内容，从而确保本标准具有科学性。3、实用性。本标准是为解决水稻种业行业生产经营过程中遇到的普遍存在的问题而制定的，具有很强的针对性，是我国水稻种子加工在现行标准基础上的发展补充和发展补充，完全适应现代种业的发展趋势，与我国目前种子质量行业发展实际相适应，有利于引领我国水稻种业高质量发展和推动种业振兴。本规范建立在大量的试验、实践经验上，突出技术实用性、操作性和重演性，兼顾先进性、引领性。（二）编制的主要技术内容及说明本标准分为前言、引言、正文三大部分。正文主要内容包括：适应范围、规范性引用文件、术语和定义、仪器、光选加工流程、质量检验、结果报告7个部分内容。主要是定义了水稻种子“灰质化”，对“光选加工流程”、“质量检验”进行了细化和标准化制定。现就主要技术内容说明如下：1、提出“灰质化”、“光选”的定义3.2定义了“灰质化”的术语。“灰质化”是湖南亚华种业有限公司和湖南人文科技学院从长期的生产实践和研究中首先提出的[1][2]，也有研究者称这种现象为“粉质化”[3]，她揭示了水稻种子存在的一个普遍现象，是影响种子播种质量的重要因素，也是种业行业期望解决的质量问题。亚华种业等单位对解决“灰质化”对种子质量的危害做了大量的研究，形成了光选加工[4]、种衣剂[5][6]处理等解决方案。3.5定义了“光选”的术语。光电分选技术在食品、化工等工业产品上应用较为广泛，都是通过外表颜色来加以区分筛选，在2010年代中期，开始用于水稻种子的筛选，也是通过颖壳颜色的不同进行区分筛选，定义为“色选”。通过可见光透射种子，胚乳结构发生劣变后，种子的透光率发生变化，能很好地将好种子与灰质化种子区分开来，用高频喷射装置精准地剔除灰质化等劣变种子，因主要识别途径是光的透射程度，所以定义为“光选”。2.确定了启动光选的参数指标通过调研得知，灰质化现象普遍发生于各类水稻种子中，但品种之间有差异，同一品种的种子因收晒储存的环境不同，灰质化发生的程度也不一样，灰质化种子的含量及等级是影响种子发芽率的重要因素，研究数据表明灰质化率小于15%的种子批，发芽率发生问题的概率小，而大于20%的种子批发芽率达不到国家标准的概率大[1]，为提高种子加工效率，降低种子损耗成本，故确定了判断是否需要光选的参数指标。3.光选机的选择依据光选机品类众多，在配置光选机时一定要选择与需求相匹配的设备，通过调研，水稻种子光选需符合能进行复选，生产率可满足加工需要，具备除杂率高、获选率高、带出比小、破损率低等条件。4.光选作业环境确定依据光选机也是水稻种子的加工设备，其作业环境照GB/T21158-2007种子加工成套设备国家标准执行。5.光选机操作流程的确定通过对国内、国外光选机代表性产品的应用实践，归纳出主要的操作流程：开机—种子入料—光选加工—好种子入库—关机，其中通过明确加工复选、流量控制和灵敏度调整等重点环节的细化操作，可提高光选效率和分选精度。6.灰质化率的检测方法灰质化的检测，一个是最直观的检测方法，就是剥去颖壳直接观察，其特点准确度高，但效率低下，在种子量少时可用此法。有关单位已研制出水稻种子灰质化率快速检测仪，可将约100粒种子置于仪器种子检测平板上，将种子检测平板置于检测仪的检测室内，按流程点击触摸屏，准确识别灰质化种子，留下图像，通过软件计算即可检测种子总粒数、灰质化种子数，并计算出灰质化率。经检验，其准确度与直观检测法的检测结果无显著性差异，在完成长沙市重点科研课题时已验收通过(计划文号：长科发[2022]4号，验收编号：长科验字[2023]第kh051号)[7]。7.光选质量控制标准的确定种子的分类按照GB4004.1-2008（粮食作物种子质量标准禾谷类）执行，光选质量建立4项控制指标，其中1项种子质量控制指标，即灰质化种子的控制比例，3项加工质量控制指标，即获选率、带出比和破损率。7.1灰质化率标准的确定GB4004.1-2008规定了发芽率、水分、净度和纯度4项质量指标，水分和纯度是在GB/T21158-2007种子加工成套设备之外得以实现，光选是提高发芽率和净度的重要措施，而发芽率和净度是通过成套加工线来实现的，所以在光选环节不单独制定发芽率和净度的控制标准。光选主要是用以降低灰质化种子的含量，所以灰质化率是最重要的质量控制指标。从前期的研究认为杂交水稻及亲本的大田用种种子中灰质化种子控制在15%以下[1]，是安全经济的，在近几年企业的实践中也得到了验证，对亲本的原种种子需要有更高的要求，调研时亲本生产单位和管理部门都认为原种的灰质化控制指标不能高于10%,以确保种子的保供计划。常规稻的颖壳闭合度高于杂交水稻[8]，浸种催芽时灰质化种子对健康种子的感染的发生几率低于杂交稻，常规稻的发芽率也较杂交稻稳定，故常规稻大田用种的灰质化控制标准为20%，原种的灰质化控制标准为15%。此项标准在生产实践中得到了验证。7.2获选率标准的确定GB/T21158-2007要求水稻种子成套加工设备获选率未97%。针对水稻种子光选获选率未发现其他的引证资料。标准项目组在经过反复的光选实验中，归纳出水稻种子光选针对灰质化指标的获选率为95%，有利于提高种子的光选质量，降低种子的光选损耗，并得到了生产实践的印证。GB/T21158-2007要求水稻种子成套加工设备获选率为97%。查询水稻种子光选获选率未发现其他的引证资料。项目组搜集了亚华种业公司近三年的部分光选数据进行了分析，共光选了7个水稻品种，75个种子批次，603268千克种子，获选率在93%以上的批次占比77.33%，数量占比为87.11%，获选率在94%以上的批次占比为73.33%，数量占比为82.87%，获选率在95%以上的批次占比为69.33%，数量占比为80.6%，96%以上的批次占比为64.00%，数量占比为73.00%，97%以上批次占比为58.67%，数量占比为66.57%，讨论认为水稻种子光选针对灰质化指标的获选率为95%，有利于提高种子的光选质量，降低种子的光选损耗，并得到了生产实践和光选实验的印证。7.3带出比标准的确定带出比是对光选设备加工质量的要求，以提高光选过程的经济性，降低生产成本。对颗粒较大的种子如玉米、大豆等有按粒为单位计算的带出比。针对水稻项目组认为以质量比来计算带出比更精准实用。经过反复的实验确定杂交水稻的带出比为128%，如果种子批的光选损耗为15%，则好种子的损耗率为1.8%；常规稻的商品价值相对较低，故带出比确定为105%，若光选损耗率为15%，则好种子的损耗率为2.25%。好种子的损耗率在可接受的范围内。在生产实践中得到了验证。7.4破损率标准的确定破损率是参照GB/T21158-2007中提升机单机破损率控制标准制定的。三、与有关法律、行政法规和其他强制性标准的关系，配套推荐性标准的制定情况与现行法律法规相协调配套，没有相互抵制或冲突的情况。该标准主要规定了水稻种子光选技术要求，种子质量执行现行国家标准GB4004.1-2008粮食作物种子质量标准，配套的检验方法是执行国家标准GB/T3543农作物种子检验规程。光选机可以与成套种子加工设备联机使用，是在GB/T21158-2007种子加工成套设备国家标准上的加强和补充，更有利于种子质量的提升。光选机也可以单机使用，根据使用者的需求和条件而定。四、与国际标准化组织、其他国家或者地区有关法律法规和标准的比对分析国内外光选机技术最早用于对花生仁和大豆的挑选，可以增加花生和大豆的出油质量。慢慢地光选技术通过对外观色泽的对比剔除劣质大米，利于提高大米米质和品尝口感。当前，在国内，越来越多的种业企业引进了光选机，用于加工水稻种子。约2017年前，也是通过外观颜色来判别筛选，即色选，近几年发展到通过光的透射，识别种子内部结构的劣变，来判别种子质量的变化，加以识别和剔除，即光选。种子光选为种子精选的一个细分工艺，起步时间不长，经查新，未发现有关于水稻种子光选的类似标准。2017年湖南亚华种业有限公司首次引进了光选机，用于剔除水稻种子中的灰质化种子并实现了标准化生产操作。研究了光选参数设定、光选种子质量控制标准、光选技术操作流程等，取得了一系列成果。尤其是对水稻种子灰质化现象进行了较为系统的研究，发表“杂交水稻隆两优华占“灰质化”种子发芽习性初探”[1].Morphologicalandphysiologicalpropertiesofhybridriceseedswithtop-graychalkiness[2]、MetagenomicSequencingtoAnalyzeCompositionandFunctionofTop-GrayChalkyGrainMicroorganismsfromHybridRiceSeeds[9]等论文7篇，推广研究与机理研究处于全国领先。五、重大分歧意见的处理过程、处理意见及其依据该标准在充分征求各方意见的基础上形成，编制过程中无重大分歧意见。参考文献[1]张浩，汤健良，匡新华，等.杂交水稻隆两优华占“灰质化”种子发芽习性初探.杂交水稻，2020,，35（6）：88-93[2]ChenY,YuanH,ZhangH,etal.Morphologicalandphysiologicalpropertiesofhybridriceseedswithtop-graychalkiness[J].Bragantia,2021,80:e0121.[3]刘爱民，，张晓明，蔡志欢，等.杂交水稻种子劣变特性初步研究.杂交水稻，2020，35