種子活力快速無損檢測的市場分析研究

常再青 龐愷 王紫晗 于春雨

【摘 要】通過種子活力檢測可以淘汰活力低的種子，提高作物存活率和出苗率。種子活力快速無損檢測是近年來新興的技術(shù)，和傳統(tǒng)的技術(shù)相比擁有耗時少、成本低、方便、重現(xiàn)性好、效率高的特點。中國是農(nóng)業(yè)大國，擁有世界第二大種業(yè)市場，對種子擁有巨大的需求量。種子活力的好壞與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量息息相關(guān)，因此擁有活力高的種子就顯的極為關(guān)鍵，直接影響到我國種植業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)的發(fā)展。本文以我國種業(yè)市場的發(fā)展為基礎，將種子活力快速無損檢測技術(shù)與傳統(tǒng)的檢測技術(shù)進行了比較，對種子活力快速無損檢測技術(shù)的前景和市場定位進行了分析，從而得出了種子活力快速無損檢測技術(shù)具有極大市場價值的結(jié)論。

【關(guān)鍵詞】種子，活力檢測，快速無損，市場分析

中國是農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)對于國家的發(fā)展有著重要影響。因此種子活力檢測與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞有著密切的聯(lián)系。隨著科學技術(shù)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的不斷提高，種子活力快速活力檢測技術(shù)隨之產(chǎn)生。無損檢測的優(yōu)勢在于，此種檢測方法在獲取種子的信息時不會破壞待測種子的原始狀態(tài)和化學性質(zhì)，而且與傳統(tǒng)種子質(zhì)量檢測的方式相比檢測速度更快、污染更小，同時可實現(xiàn)種子檢測自動化。目前種子的無損檢測利用的技術(shù)都是根據(jù)種子的光學特性、化學特性、電學特性等各種特性進行檢測。

自從《中華人民共和國種子法》實施以來，我國種業(yè)發(fā)展迅速，市面上的種子產(chǎn)品種類多、更新快，且種子生產(chǎn)加工能力提高、質(zhì)量加強，促進了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。不過由于種子管理體制尚未成熟，還存在非常多的隱患問題，因此，加強對種子質(zhì)量檢測和種子市場的管理，對我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著非常重要的作用。

一、種業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、種子市場概況

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，更是一個種業(yè)大國，擁有世界第二大種業(yè)市場。中國年種子需求量遠遠大于經(jīng)營量，種子市場規(guī)模不斷擴大，2010年，種子市場規(guī)模為500億美元，到2016年達到884.61億美元。而從市場規(guī)模來說，玉米種子、水稻種子、小麥種子占種子市場的主要份額，分別約占種子市場的34.13%、25.69%、20.91%，蔬菜種子約占10.43%、其他棉花、油菜等種子約占8.34%、商品主糧占據(jù)種子市場份額的絕大部分[1]。

2、種業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況

近年來，隨著種子企業(yè)的不斷發(fā)展，漸漸成為種業(yè)發(fā)展的主體。目前為止，中國種子企業(yè)分為四種：大型的種業(yè)寡頭、專業(yè)化的大中型種子公司、生產(chǎn)基地型種子企業(yè)、眾多的中小分銷商 [2]。

2010年‘中央一號文件指出了我國種子企業(yè)未來的主要發(fā)展方向：

（1）我國種子企業(yè)必須要加快企業(yè)并購和產(chǎn)業(yè)整合。

（2）種子企業(yè)和科研單位要加強聯(lián)合。

（3）培育出競爭能力強、發(fā)展?jié)摿Υ蟮拇笮头N子企業(yè)[3]。

二、種子活力檢測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

當前市面上有多種檢測種子活力的方法，我們將種子的活力檢測分為兩大類：種子有損檢測與種子無損檢測。以下簡述幾種常見的有損檢測與無損檢測的技術(shù)與方法：

1、種子活力檢測的方法與技術(shù)

（1）種子有損檢測

①幼苗生長測定法

該方法是將種籽萌發(fā)過程中的生理變化特征作為基準來檢測種子活力， 辨別種子的優(yōu)劣[4]。但發(fā)芽速度快與慢的幼苗并未區(qū)分開。

②電導率法測定種子活力

此方法是將種子浸入在溫度為25℃左右的去離子水中24h，測出種子溶解液的電導率。但此檢測方法難以準確檢測活力太低的種子。

③加速老化試驗測定法

此方法是將對照品種和待篩選的作物種子置于高溫高濕的環(huán)境下數(shù)天，篩選活力高的作物種子，但此方法局限性較小，活力高的種子可以承受高熱高濕度的生存環(huán)境并始終保持高的發(fā)芽能力，而活力低的種子通過實驗則可能降低種子的發(fā)芽能力[5]。

④TTC定量法

TTC跨膜浸入細胞后反應會變成紅色，紅色越深這說明種子活力越高，因此根據(jù)反應后顏色的深淺可確定種子活力的高低[6]。但其所用時間相對較長，呈現(xiàn)的狀態(tài)通過肉眼分辨容易產(chǎn)生誤差，而且靈敏度偏低，操作起來也相對較為復雜。

⑤冷凍試驗法

冷凍試驗是模仿農(nóng)田環(huán)境模擬出條件較差的農(nóng)田，進行種子的發(fā)芽實驗，從而得到比較適合田間生長的種子結(jié)果[7]。但此方法比較適合玉米種子活力的檢測，適用范圍較小，不適合大范圍的被應用。

（2）種子無損檢測

①近紅外光譜技術(shù)[8]

該技術(shù)通過檢測貯存后種子的光譜線變化，并經(jīng)過化學計量學算法建模，快速無損的辨別出高活力與低活力種子[9]。但此技術(shù)的模型需要不斷更新，每臺設備的模型都不同，使應用設備有一定的局限性，建模成本較高。

②Q2技術(shù)

Q2技術(shù)是荷蘭ASTEC種子技術(shù)公司研發(fā)的，該技術(shù)通過檢測種子在發(fā)芽過程中的耗氧狀況來辨別種子活力的高低。但其儀器價格極其昂貴，小型公司無法大量購買，且儀器穩(wěn)定性較差。

③激光散斑技術(shù)

1999年阿根廷科學研究者Arizaga等人將激光散斑技術(shù)運用于種子的活力檢測中[10]，此技術(shù)通過檢測種子內(nèi)部粒子活躍度，從而確定種子活力的高低，種子活力水平不同，其內(nèi)部的粒子成分與含量不同，活力高的種子其內(nèi)部粒子活躍度則高[11]。但此技術(shù)操作過程較為復雜，需要專業(yè)人士操作。

④紅外熱成像技術(shù)

此技術(shù)通過種子的溫度變化來深入研究種子活力。種子在萌發(fā)過程中產(chǎn)生新陳代謝并散發(fā)一定的熱量，因此新陳代謝的快慢是種子活力高低的關(guān)鍵性指標， 即種子溫度變化與種子活力存在緊密關(guān)系，但此技術(shù)無后續(xù)實驗。

⑤TDLAS技術(shù)

TDLAS技術(shù)是對種子呼吸時二氧化碳濃度的變動進行測定，種子呼吸強度的快慢與種子活力的高低成正相關(guān)，因而通過檢測種子呼吸的二氧化碳濃度即可檢測出種子活力等級。但此技術(shù)還在研發(fā)階段。

由上分析可知目前國內(nèi)市場上種子活力檢測技術(shù)和方法手段都較為落后，且大部分都會對種子造成傷害，使種子無法二次利用。如此不僅造成種子的浪費，而且在種業(yè)的市場競爭中無法保證短時間內(nèi)迅速掌握種子活力的數(shù)據(jù)。

2、發(fā)展趨勢

近年來，我國經(jīng)過長期努力在種子檢測科研方面發(fā)展突飛猛進，種子檢測技術(shù)也在不斷更新，大量的科研技術(shù)團隊在不斷探尋新技術(shù)新方法，并將其廣泛應用于種子檢測學，并獲得得一定成果，但相對于其它科研方面的研究而言，種子快速無損檢測還處于不太成熟階段。目前為止，我國農(nóng)作物種子領(lǐng)域的技術(shù)方法目前共有340項，其中種子質(zhì)量檢驗方法45項、品種評價標準55項、DUS測試指南186項，另有種子生產(chǎn)加工儲藏標準54項[12]。在我國種子質(zhì)量檢驗的這45項方法里種子質(zhì)量（活力）快速無損檢測幾乎為零，因此我國迫切需要蓬勃發(fā)展快速、無損、精準、價格便宜且不需要專業(yè)人士進行操作的種子活力檢測方法。

三、種子活力快速無損檢測技術(shù)的市場需求

1、種子活力快速無損檢測技術(shù)的發(fā)展前景

（1）種子市場巨大且檢測市場容量巨大，但種子檢測公司技術(shù)缺乏

中國是一個農(nóng)業(yè)大國，更是一個種業(yè)大國，擁有世界第二大種業(yè)市場。中國年種子需求量遠遠大于經(jīng)營量，并且種子市場規(guī)模在不斷擴大。但由于國內(nèi)種子活力低，所以國內(nèi)一般都從國外公司購買大量的種子，導致中國農(nóng)作物種子來源依賴國外進口，種子企業(yè)面臨嚴峻的國際形勢。中國種子市場需求穩(wěn)定、巨大，想要占領(lǐng)中國種子市場，最重要的是擁有高活力種子，故檢測高活力種子手段成為占領(lǐng)中國種子市場的關(guān)鍵。

（2）種子活力快速無損檢測、定量分析的市場需求日益強烈

農(nóng)作物種子活力與產(chǎn)量性狀關(guān)系研究日益加深和精密播種機械的大量使用使種子活力快速無損檢測方法需求日益強烈因此，研究種子如何得到用時少、結(jié)果準確、沒有損傷的檢測已經(jīng)成為熱點。隨著技術(shù)的發(fā)展，種子活力檢測逐漸運用近紅外技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)等新興技術(shù)與傳統(tǒng)方法比擁有耗時少、成本低、方便、重現(xiàn)性好、效率高的特點，盡管這些新技術(shù)在種子活力檢測上的應用尚不成熟，但定量分析必然是未來的發(fā)展趨勢。

（3）市場上種子活力檢測技術(shù)手段落后，快速無損檢測技術(shù)空白

目前國內(nèi)外種子活力檢測技術(shù)雖然可以準確直觀的預測種子活力卻存在花費時間長、影響因素多、會對種子造成損傷的缺點，例如目前利用最廣泛的幼苗測定法，主要依靠人工培養(yǎng)，需要大量的人力物力財力，而且并不能區(qū)分發(fā)芽速度快與慢的幼苗。總體來說，技術(shù)手段落后、不適宜現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展。種子活力無損檢測技術(shù)的廣泛應用，可以提高工作效率，緩解種子活力檢測技術(shù)供給與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的矛盾，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展。

據(jù)統(tǒng)計中國每年需要二三百億斤的種子，市場容量7百億以上，年均增長率10-15%。然而其中有15-20%的種子由于種子活力低的原因而被浪費。目前，國內(nèi)甚至全球種子活力快速無損檢測技術(shù)短缺，出現(xiàn)了大區(qū)域性的市場空白。當下我國十分重視種子行業(yè)發(fā)展，種子活力檢測是種子行業(yè)發(fā)展中的重要部分，種子活力檢測手段落后，缺乏科技創(chuàng)新，無法做到種子活力等級精確標定，種子活力幾乎全部依靠發(fā)芽率實驗，市場上缺乏既能夠快速高效的檢測種子活力又不對種子造成損壞的相關(guān)技術(shù)。

2、種子活力快速無損檢測技術(shù)的市場需求

種子活力快速無損檢測技術(shù)能夠快速有效的檢測和分揀出不同活力等級種子，解決當前種子檢測的難題，與傳統(tǒng)方法比擁有耗時少、成本低、方便、重現(xiàn)性好、效率高的特點。種子企業(yè)、科研單位、以及農(nóng)產(chǎn)品種植戶等都可以將種子活力快速無損檢測技術(shù)應用到實際生產(chǎn)中。

（1）種子企業(yè)

國內(nèi)外種子企業(yè)以及科研團隊是該項目初期服務的對象之一。想要占領(lǐng)中國種子市場，最重要的是擁有高活力種子，故檢測高活力種子手段成為最關(guān)鍵的問題，雖然種子市場巨大但檢測高活力種子的方法少，種子企業(yè)對種子的需求量巨大，每天都需要對種子進行大量的檢測以及銷售，新型種子活力檢測技術(shù)耗時少、成本低并且可以提高檢測準確率，對其來說是一項十分有效減少工作量和精力的技術(shù)。

（2）與種業(yè)相關(guān)的部門和科研單位

在不同地區(qū)設置多個檢測站中心，通過種子活力快速無損檢測技術(shù)進行種子信息的采集，利用采集到的種子信息建立包含不同環(huán)境、不同種子的呼吸信息數(shù)據(jù)庫，既大大提高了檢測的準確性，又體現(xiàn)出種子在不同環(huán)境下的適應性。滿足了不同需求的合作者的需要，使可合作對象范圍更大。

（3）農(nóng)產(chǎn)品種植戶

種子活力指標與農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的好壞有著密切的聯(lián)系。因此種植戶在進行買種時，種子活力是一個關(guān)鍵性的指標，通過種子活力快速無損檢測技術(shù)可篩選出活力高、易存活、無損傷的優(yōu)質(zhì)種子，種植戶可通過查看購種站公布的種子活力信息，購買優(yōu)質(zhì)種子，提高種子存活率和出苗率。

四、結(jié)論

通過對種業(yè)市場分析和種子活力檢測市場規(guī)模及需求的分析了解到種子活力快速無損的檢測技術(shù)并不多，且大多技術(shù)是從國外引進的，故無損檢測技術(shù)是當前國內(nèi)市場上所欠缺的。中國作為世界第二大種業(yè)市場，種子活力檢測技術(shù)的缺乏，使國內(nèi)大量的種業(yè)市場流失。我國雖已研究出若干檢測技術(shù)并也獲得了肯定，但大部分都耗時長需要技術(shù)人員操作，又或者新型技術(shù)所需成本高，因此我國仍需加強對快速無損檢測技術(shù)的研究，以增進我國與國際間種業(yè)檢測市場的競爭。

【參考文獻】

[1]【2017年中國種業(yè)發(fā)展報告】

[2]【王全輝，李爭 中國種業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀問題及其政策建議（農(nóng)業(yè)部人力資源開發(fā)中心/中國農(nóng)學會，北京 100125）】

[3]【黃崎 中國種子：基于國家安全角度的思考[M].北京：國家行政學院出版社，2012】

[4]【種子活力測定方法 余波，杜尚廣，羅麗萍 ① 南昌師范學院生物系， 南昌 330000； ② 南昌大學生命科學學院， 南昌 330000 】

[5] 【含水量和處理溫度對人工加速老化試驗中水稻種子儲藏特性的影響 張瑛，張雨萱，王德正，吳爽，滕 斌，宣紅 （ 1.安徽省農(nóng)業(yè)科學院水稻研究所，安徽合肥 230031；2.華中師范大學生命科學學院，湖北武漢 430079）】

[6]【對種子活力測定方法——T TC定量法的改進 胡晉

（浙江農(nóng)業(yè)大學種子教研組）】

[7]【種子活力及其測定方法研究 張本華1，郝曉莉2，李永奎1，李成華1

（1.沈陽農(nóng)業(yè)大學，沈陽 110161；2.遼寧省農(nóng)業(yè)科學院，沈陽 110161）】

[8]【基于可見近紅外光譜玉米種子活力的無損檢測方法 白京 彭彥昆 王文秀

中國農(nóng)業(yè)大學工學院國家農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)裝備研發(fā)分中心】

[9]【基于近紅外光譜的單粒水稻種子活力快速無損檢測 宋樂 王琦 王純陽 林晏清 余鼎 徐琢頻 吳躍進（中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所 230031）】

[10]【基于激光散斑檢測玉米種子活力方法的研究，王佩斯1，畢昆2 ，1長春理工大學光電工程學院，吉林 長春 130022；2北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心，北京 100011】

[11]【基于激光散斑技術(shù)的栓皮櫟種子活力檢測 康永禎 李黔渝 趙瑛琦

北京林業(yè)大學工學院】

[12]【以新發(fā)展理念為統(tǒng)領(lǐng) 加強種子質(zhì)量標準體系建設，杜曉偉1周澤宇2 胡從九3詹儒林4張力科2，（1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種業(yè)管理司，北京 100125；2.全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務中心，北京 100125；3.中國農(nóng)墾經(jīng)濟發(fā)展中心，北京 100122；4.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學研究院南亞熱帶作物研究所，廣東 524091）】