谷子米粒吸水率离心沥水测定方法研究

张义茹, 段黎杰，陆洁，侯蕊，马芳芳，李萍，李红英

(1.山西农业大学 农学院,山西 太谷 030801;2.新绛县农业委员会，山西 新绛 043100;3.农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室,山西 太原 030031)

谷子米粒吸水率离心沥水测定方法研究

张义茹1，3, 段黎杰2，陆洁1，3，侯蕊1，3，马芳芳1，李萍1，李红英1，3

(1.山西农业大学 农学院,山西 太谷 030801;2.新绛县农业委员会，山西 新绛 043100;3.农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室,山西 太原 030031)

连续称重法测定种子或米粒的吸水率，一般采用滤纸吸除种子或米粒表面游离水。谷子米粒由于颗粒小，采用滤纸法容易粘米并损坏米粒，测定速度慢，效率低。本研究采用离心方法，将离心管底部打孔，设置不同转速梯度离心3 min。以晋谷21为材料，设定米粒饱和吸水、不饱和吸水实验。研究确定了谷子米粒吸水率离心沥水测定方法的最佳方案为300 rpm离心3 min。

米粒；吸水率；离心沥水

吸水率是种子或米粒生理特性的重要指标，一般采用连续称重的方法测定。种子或米粒浸泡吸水后表面沾有很多游离水，要准确测定吸水率需去除种子或米粒表面游离水，除去游离水的方法一般采用沥干法。在测定种子吸水率方面，已有多种沥干游离水方法被采用：水稻[1]、棉花[2]、蔺海红芪[3]、野生葱属植物[4]、蓖麻和甜高粱等均采用了滤纸吸除种子表面游离水的方法[5～6]；大米米粒采用滤纸粗滤软纸擦拭米粒吸除表面游离水的方法[7]；测定小麦种子吸水特性采用纱袋甩干附着水方法[8]。另外，吸水率还有非沥水的测定方法，如应用氚水和自动射线照像术测定[9～11]；应用洋菜培养基培养小麦种子直接称重籽粒测定[12]。

滤纸沥水称重法测定种子或米粒吸水率是目前普遍应用的方法，大粒种子吸水率测定使用该方法操作方便；小粒种子或米粒等，由于颗粒小，使用滤纸擦拭，不仅费时而且稍不注意还有可能掉粒，影响测定准确率，速度慢，效率低，严重阻碍测定较多处理。因此，本研究以谷子米粒为材料，探讨吸水率离心称重测定法，期望采用离心机高效沥干米粒表面游离水，旨在找到一种便捷的米粒吸水率测定方法，为其他小粒作物籽粒吸水率测定提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

晋谷21米粒，15 ml离心管(底部用2号缝衣针均匀扎5个小孔)，脱脂棉，500 ml烧杯，电子分析天平(d=0.1 mg)， SC-3610低速离心机(水平转头)。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 谷子米粒饱和吸水试验

对饱和吸水的米粒，固定3 min离心时间，设500 rpm、1000 rpm、1500 rpm、2000 rpm、2500 rpm离心速度与常规滤纸(CK)沥干处理，重复3次，完全随机设计，在常温下(20℃左右)实施。

称取晋谷21号精米2 g左右，准确记录重量(g)(精确到0.1 mg)，装入已编号称重的15 ml离心管中，盖上离心管盖(不拧紧)。离心管3支一组用皮筋捆扎，全部处理5×3=15支离心管同时放入装有蒸馏水的500 ml烧杯内，使米粒完全浸没水中，浸泡一夜至完全饱和。拿出，沥水1 min并用脱脂棉吸除离心管底部水滴，离心机管的底部垫3 cm×3 cm干脱脂棉,按试验设计的转速离心，称重记录。每次离心时离心管底部均更换为干脱脂棉。滤纸沥水采用3次滤纸擦拭。

1.2.2 谷子米粒不饱和吸水试验

对吸水10 min的米粒，固定3 min离心时间，设200 rpm、300 rpm、400 rpm、500 rpm和滤纸(CK)沥干处理，离心处理重复6次。为了保证滤纸沥干的准确度，滤纸沥干处理重复18次，完全随机设计，在常温下(20℃左右)实施。

称量方法同上。

1.2.3 谷子米粒饱和吸水验证试验

对饱和吸水的米粒，固定3 min离心时间，对初选出的两个转速增加重复次数，进行进一步验证试验。设300 rpm、500 rpm和常规滤纸(CK)沥干3个处理，重复6次，完全随机设计，在常温下(20 ℃左右)实施。

试验操作称重方法同上。

1.2.4 吸水率计算方法

吸水率/%=(米粒吸水后重量-米粒吸水前重量)/米粒吸水前重量×100。

1.3 数据处理

数据分析采用DPS数据处理系统

2 结果与分析

2.1 米粒饱和吸水试验

从表1可以看出，滤纸沥水吸水率平均值32.14%，500 rpm离心吸水率平均值31.67%，二者差异不显著；1000 rpm、1500 rpm、2000 rpm、2500 rpm 的吸水率平均值分别为29.55%、28.84%、28.19%、26.47%，均极显著低于滤纸沥水吸水率，转速越高，吸水率越低。因此初步确定谷子米粒饱和吸水率离心沥干的最佳转速为500 rpm；同时也可以看出离去米粒表面游离水时，随着转速增大，可将米粒内部吸收的自由水离心出去。

表1 米粒饱和吸水试验

2.2 米粒不饱和吸水试验

晋谷21米粒浸泡10 min不饱和吸水率试验结果(表2)表明，500 rpm测定的吸水率平均值为17.18%，与滤纸吸水测定的吸水率21.53%，差异显著；200 rpm、300 rpm、400 rpm测定的吸水率平均值都与滤纸测定的吸水率差异不显著；其中300 rpm吸水率平均值19.49%，与滤纸测定的平均值21.53%差异不显著且最为接近，因此初步确定300 rpm为不饱和吸水的最佳转速。

表2 米粒浸泡10 min不饱和吸水试验

2.3 谷子米粒饱和吸水验证试验

从表2还可以看出，300 rpm与500 rpm之间测定的吸水率平均值差异不显著，而500 rpm测定方法是饱和吸水初步筛选的最佳转速，是饱和吸水试验中设计的最低转速，是否300 rpm在饱和吸水下也适合，需进一步在饱和吸水情况下对300 rpm和500 rpm开展对比试验。因此设计米粒饱和吸水验证试验，试验结果(表3)表明，300 rpm吸水率平均值34.03%，与滤纸吸水测定的吸水率34.29%差异不显著,500 rpm吸水率平均值31.95%，与滤纸差异达极显著水平，因此最后确定无论在饱和吸水或不饱和吸水条件下，离心沥水测定米粒吸水率的离心机最佳转速和时间为300 rpm、3 min。

表3 米粒饱和吸水验证试验

3 讨论与结论

1)本试验在常温(20℃左右)下，采用SC-3610低速离心机和底部打孔离心管，固定3min离心转速，通过饱和吸水、不饱和吸水及不同离心转速初选和精选等多次试验，确定了300 rpm和3 min为米粒离心沥水测定吸水率的最佳转速和时间。

2)该方法测定米粒吸水率可行、简便、实用、高效，还有较高的准确率。由表4可以看出，饱和吸水试验方差分析中，除2500 rpm离心处理的标准差、标准误高于滤纸沥水的标准差、标准误外，其他4个转速离心处理的标准差、标准误均低于滤纸沥水的标准差、标准误；不饱和吸水试验中所有4个离心处理的标准差均低于滤纸沥水处理的标准差，说明离心沥水处理测定米粒吸水率比滤纸沥水误差小，准确率高；另外从表4不饱和吸水试验还可看出，滤纸沥水处理的标准差虽然最大，由于增加了重复次数，标准误却小于400 rpm处理的标准误，说明增加重复次数可以降低试验误差。

表4 离心沥水与滤纸沥水方差分析中误差比较分析

3)本方法是以晋谷21米粒为材料在常温(20℃左右)下获得的，其核心是通过离心的方法沥干米粒表面游离水，离心沥干游离水的最佳转速是种子表面游离水的离心力正好大于其沾着力时的转速，不同离心机离心半径不尽相同，使用其他离心机时还需要进行校正，按照离心力相等的关系，计算出转速校正公式为：

V校正为校正转速；R2为新离心机离心半径；R1为SC-3610离心机离心半径

4)作物种皮是种子的“铠甲”，起着保护种子的作用，同一作物不同品种种皮差异不会很大，因此种子表面游离水的沾着力差异也不会很大，所以该方法在米粒吸水率测定上对不同小米品种可以通用。

6)该方法适宜于小粒种子或小粒谷米吸水率快速测定，对大粒种子或大粒谷米吸水率测定也可以借鉴，但该方法在谷子米粒上确定的称取g数、离心速度和离心时间是否适合其它植物种子或谷米，有待进一步研究。

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AMethodtoRemoveSurfaceWaterfromMilletsofFoxtailMilletbyCentrifugingfortheDeterminationofWaterAbsorption

Zhang Yiru1,3, Duan Lijie2, Lu Jie1,3, Hou Rui1,3, Ma Fangfang1, Li Ping1, Li Hongying1,3

(1.CollegeofAgriculture,ShanxiAgriculturalUniversity,TaiguShanxi030801,China; 2.AgricultureCommitteeofXinjiangCounty,XinjiangShanxi043100,China;3.KeyLaboratoryofCropGeneResourcesandGermplasmEnhancementonLoessPlateau,MinistryofAgriculture,TaiyuanShanxi030031,China)

To test the water absorption rate of seeds or grains, filter papers are usually used to remove the free water from the surface of seeds or grains before weighing. Due to small size, millets of foxtail millet are easy to stick to filter papers or damaged during the removal process, which is inefficient. Here, we evaluated the potential to use centrifugal method to determine the water absorption rate of seeds. Using elite variety Jingu21 as material, soaked millets were centrifuged for 3min at different speeds with centrifuge tubes punched at the bottom with a sewing needle for five tiny holes. Experiments were carried out with the millets either saturated or unsaturated with water. The result showed that 300rpm for 3 min was optimal for removing the free water from the surface of millet by centrifuging.

Millets; Water absorption rate; Centrifuging

2014-03-25

2014-04-20

张义茹(1991-)，女(汉)，山西稷山人，在读硕士，研究方向：植物基因工程。

李红英，教授，硕士生导师。Tel:18636071589；E-mail:Hongying1964@163.com

国家自然科学基金项目(31171181);山西省科技基础条件平台建设项目(2012091004-0103)，山西省留学基金(2010050)，山西农业大学科技创新育种基金(2014yz01)，山西农业大学博士启动基金(2012YJ05)，山西农业大学2013年引进人才博士科研启动项目(2013YJ04)

S332.3

A

1671-8151(2014)04-0315-05

(编辑：武英耀)