种子学课件 物理特性学习资料

第八章种子的物理特性

种子的物理特性(physicalproperty)包括两类:一类根据单粒种子进行测定,求其平均值,如籽粒的大小、硬度和透明度等；另一类根据一个种子群体进行测定(取相当数量的种子作为样品),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。种子的物理特性和种子的形态特征及生理生化特性一样,主要决定于作物品种的遗传特性,但在一定程度上受环境条件的影响。种子的物理特性与种子加工、贮藏、运输关系密切。一、种子的千粒重、容重和比重1.千粒重（weightper1000seeds）千粒重——指1000粒农作物种子的重量（克），通常则指自然干燥状态下1000粒种子重量（克），但因自然条件下不同种子水分往往存在一定差异，因此一般要换算成一定水分时的千粒重。千粒重的测定方法有千粒法、百粒法和全粒法。千粒重测定的意义：（1）千粒重与种子质量相关，是种子成熟与饱满度的指标；（2）利用千粒重可以计算播种量；（3）千粒重是种子产量构成三大要素之一，用于计算产量。2.容重（volumeweight）种子容重——指单位容积内种子的重量,单位为g/L或kg/m3。容重是种子特别是麦类种子品质的重要指标，亦可用其计算仓容和运输用车皮数。种子容重大小与籽粒大小和整齐度、表面性状、内部结构、化学成分（水分和油分）含量、混杂物种类和数量密切相关，一般粒小、不整齐、圆而光滑、充实致密、水分和油分含量低、杂质比重大时容重大，相反则小。影响容重的因素

影响因素容重种子的形状种粒细小,圆形,参差不齐,种皮光滑且薄;无芒种粒大,长形,皮壳粗而厚或有芒大小种子组织结构,化学成分种粒组织结构致密,含淀粉,蛋白质多种粒组织结构疏松,含油分或水分多大小种子饱满充实度种粒饱满充实瘦小皱瘪大小种子所含杂质种类重杂质，如：泥沙等轻杂质，如：壳芒等大小3.种子的比重(specificgravity)种子比重：指一定体积的种子重量与同体积水的重量之比。亦即种子的（绝对）重量和它的绝对体积（种子本身所占体积）之比。种子的比重大小与种子的类别、化学成分、解剖学结构、含水量大小有关。就同一品种而言，种子比重随成熟度和饱满度变化，一般成熟度和饱满度较高的种子比重较大；但油料作物种子的变化趋势相反。种子比重测定方法（1）排液法用有精细刻度的小量筒，内装水约1/3，记下水面所达到的刻度，然后称适量种子样品，轻放入量筒内，观察水面升高的刻度，即为种子体积，再代入下式：种子比重=种子重量(g)/种子体积(ml)（2）比重瓶法1.称种子样品适量(W1)2.将二甲苯装入比重瓶到标线，称重(W2)3.倒出部分二甲苯，将已称好的种子装入比重瓶，再用二甲苯装满到标线，称重(W3)4.计算种子比重（S)S=(W1/(W1+W2-W3))*GG代表二甲苯比重二、种子堆的密度和孔隙度1.种子堆的密度(density)和孔隙度(porosity)的概念种子堆密度:指种子堆中固形物（种子和固体杂质）的体积占种子堆总体积的百分数。即：种子堆密度=(种子堆中固形物体积/种子堆总体积)×100%种子堆孔隙度:指种子堆空隙体积占种子堆总体积的百分数。种子堆孔隙度=(种子堆总体积-籽粒和固体杂质所占实际体积)/种子堆总体积×100%部分种子的密度与孔隙度

种子堆孔隙度与种子加工、贮藏的关系

①种子堆的孔隙是保证种子堆内气体与外界气体交换的必要条件，是维持种子进行正常生命活动所必需的内在环境。孔隙度大，有利于通风时降温，降水，孔隙度小，有利于密闭时保持低温干燥状态。②种子干燥时可根据种堆内孔隙度的大小，计算机械干燥种子时的通风量和气体交换次数，以保证通风干燥效果。③种子贮藏期间，可根据孔隙度大小和所含空气量，计算种子在孔隙中获取氧气的保证率。④孔隙度大的种堆，有种于药剂熏杀仓虫，毒气进出种堆容易，杀虫效果好，散发毒气快。三、种子堆的散落性和自动分级

(一)种子堆的散落性(flowmovement)种子堆散落性是指种子由高处自由下落时，向四周流散的性能。一般用种子堆的静止角和自流角来表示。种子静止角(angleofrepose)是指种粒在不受任何限制和帮助下，由高点自然落到水平面上所形成的圆锥体的斜面与锥底平面构成的夹角。自流角(angleofauto-flowing)是指种子在一斜面上开始滚（滑）落直到绝大多数种子滚（滑）完为止时两个斜面和其底部平面所构成的夹角(即种子在斜面上开始滚动的角度和绝大多数种子滚完时的角度)，用L1~L2表示。种子散落性的大小主要受种子形态、水分含量和含杂情况等因素的影响。不同作物种子的静止角有所不同。自流角的大小除受籽粒本身各特性影响外，还取决于测定平面的材料(主要是籽粒与平面间所产生的摩擦力的大小)。种子散落性与种子加工贮藏的关系⑴种子贮藏期间散落性的变化，可作为贮藏稳定状态变化的一种反应，有良好散落性的种子一般贮藏比较安全。⑵在建造仓库时，应根据种子散落性估计仓壁所应承受的侧压力大小，以决定仓库建筑应有的坚固度。⑶在种子清选、输送及保管过程中，可利用种子散落性确定自流设备的角度，提高工作效率，减少损耗。(二)种子堆的自动分级种子堆的自动分级是指种子堆在移动或振动时，不同组分受到外力和本身物理特性的综合作用，发生相对位移而重新分布，即性质相近似的组成部分趋向聚集于相同部位，而失去种子堆原有的均匀性，增加了不同成分分布的差异程度。种子自动分级与种子实践的关系⑴使种子堆各个组成部分的均衡性降低，妨碍种子的安全贮藏；⑵也在很大程度上影响种子取样的代表性和检验结果的正确性。⑶在生产实践中，有许多清选工具和方法是利用种子自动分级这一特性设计的。⑷在自动分级严重的情况下，还会使种堆的孔隙度大小不一，影响药剂熏蒸效果。四、种子堆的导热性和热容量(一)种子堆的导热性(thermalconductivity)：指种子堆传递热量的性能。内部热能的传导方式有2种：热传导：靠籽粒间彼此直接接触而使热能逐渐转移的方式。但种子是热的不良导体，这种热传导进行的速度非常缓慢；对流传导：靠籽粒间隙里气体的流动而使热量转移，一般情况下由于种堆内的阻力较大，气体流动缓慢，热传导也受限制。种子的导热性的强弱通常用导热率和导热系数来表示。种子导热率是指单位时间内通过单位面积静止种子堆的热量。种子导热系数是指1米厚的种堆，当表层和底层的种子温差为1℃时，在每小时内通过该种子堆每平方米表层面积的热量，其单位是KJ/h·m·t。20℃时，水的导热系数为2.13KJ/h·m·t，空气则为0.091KJ/h·m·t，而一般作物种子的导热系数多在0.418~0.836KJ/h·m·t之间，种子因此成为热的不良导体。导热量的大小取决于导热系数，还有温差、传热面积、导热厚度和传热时间等。导热量的基本方程式：Q=λ·(T1-T2)/h·S·T(KJ)Q：导热量(KJ)

T1：种子高温表面的温度(℃)h：传热种堆厚度(m)T2：种子低温表面的温度(℃)s：传递表面的面积(m2)

入：导热系数(KJ/h·m·t)T：传递热量的时间(h)导热性与种子贮藏的关系⑴种子是热的不良导体，导热性差，因此种子堆温度较低时，利于保持低温和种子贮藏；而种子堆温度较高时，利于保持高温，不利种子贮藏。⑵由于种子堆导热不良，受种子入库时温度不均或种子堆不同部位受自然气候变化影响不同，种堆内容易产生温差，后者导致湿热扩散，使局部种子吸湿回潮，发热霉变，影响种子贮藏稳定性。(二)种子的热容量(thermalcapacity)种子的热容量是指1公斤种子升高1℃（或降低1℃）时所吸收（或放出）的热量，单位是KJ/kg·t。种子热容量的大小决定于种子的化学成分(包括水分在内)及各种成分的比率。种子中主要成分的热容量干淀粉油脂干纤维水1.552.051.344.18热容量的计算方法C=［C0(100-V)+V］÷100C：含有一定水分的种子热容量C0：种子绝对干燥时的热容量V：种子含水量(%)热容量的应用⑴可以计算出一定量的种子在秋冬季贮藏期间放出的热量，并可根据热容量、导热率和当地的月平均温度来预测种子的冷却速度。⑵新收获的种子，水分较高，热容量亦较大，应避免直接进行烘干，最好先在田间或晒场上进行预干燥后再加温干燥。有利于降低燃料的消耗，节省成本。五、种子的吸附性(absorbability)与平衡水分1.吸附性：种子的吸附性是指种子吸附各种气体、异味或水蒸气的性能。种子吸附气体或水蒸气能力的大小叫“吸附容量”。单位时间内吸附气体水蒸气的数量叫做“吸附速度”种子吸附能力的大小，主要与种子的形态，结构、吸附表面积、气体浓度和温度等因素有关。在种粒吸附能力相同的情况下，其吸附量则主要受气体浓度和吸附温度的影响。一般种皮表面粗糙、皱缩、组织结构疏松、含蛋白质多、胚部较大或表面露出较多的种子，其吸附表面积较大，吸附能力较强；相反则较弱。种子吸附作用的三种形式吸附(吸着)：当一种物质的气体分子凝结在种子胶体的表面；吸收(吸入)：气体分子进一步扩散到种粒内部，被毛细管表面所吸附；毛细管凝结：当被吸入的气体分子在种粒毛细管中逐渐增多达到饱和状态并开始凝结为液态的现象。吸附性与种子贮藏的关系种子在贮藏过程中，不可避免地会与某些气体和异味物质接触，如二氧化碳、水蒸气和有关杀虫剂等，对这些气体的吸附，应通过贮藏技术加以控制和调节。尤其种子仓库中要严禁存放易挥发的有毒物质。2.吸湿性：种子所具有的对水汽的吸附与解吸性能3.平衡水分：指种子对水分的吸附与解吸达到动态平衡时种子的含水量。由于种子具有吸湿性，所以能将种子水分调节到与任一相对湿度达到平衡时的含水量，在一定温度下，可绘成吸湿平衡曲线（图）吸湿平衡曲线（L.O.Copeland,2001）影响种子平衡水分的因素(1)湿度种子水分随大气RH改变而变化，当温度不变时，种子平衡水分随RH的增加而增大，与RH正相关。总的来说，在RH较低时，平衡水分随RH提高而缓慢地增长，而在RH较高时，平衡水分随RH提高而急剧增长，因此在RH较高的情况下，要特别注意种子的吸湿返潮问题。(2)温度当RH不变时，种子的平衡水分随温度升高而减小，呈负相关。因为当温度升高时空气的保湿能力增加，在一定范围内，温度每上升10℃每公斤空气中达到饱和的水汽量约可以增加一倍，使得RH变小，从而使种子的平衡水分减小(表2-7)。总的来说，温度对种子平衡水分的影响远较湿度为小。(3)种子化学物质的亲水性种子化学物质的分子组成中含有大量亲水基，蛋白质、糖类等分子中均含有这类极性基，因此各种种子均具有亲水性。蛋白质分子中含有两种极性基，故亲水性最强；脂肪分子中不含极性基，所以表现疏水性。

蛋白质和淀粉含量高的种子比油分含量高的种子容易吸湿，在相同的温湿度条件下具有较高的平衡水分，如禾