通过控制水势来提高植物种子的储存寿命

三个环境因素对于决定储存种子的寿命至关重要。它们是水、温度和氧气。关于它们对水的反应，种子分为两类：正统的和顽固的。正统种子可以干燥至低含水量而不会损坏。顽固种子与其他植物组织相似，因为如果让它们在某些临界水分水平以下干燥，它们会遭受干燥死亡。
水势与含水量
两种水分状态的测量对于充分描述种子中的水分状态是必要的。一个与种子中的水量有关，另一个与水的能量状态有关。种子中的水量通常表示为含水量：通过特定干燥程序损失的水质量除以种子的湿质量或干质量。该比率有时乘以 100 以将水含量表示为百分比。能量状态可以用水分活度(a w ) 或种子的水势来表示。实际上，水分活度等于与种子处于水分和温度平衡的空气的相对湿度。该水势是种子中每单位体积水的势能。它等于每单位体积的水从种子中除去极少量的水所需的功。应用于水势的其他术语是化学势或水的部分特定吉布斯自由能。
五分钟内测量水分活度
通过在密封室中平衡种子样品并测量顶部空间的相对湿度来测量水活度和水势。水分活度等于相对湿度（针对传感器和样品之间的任何温差进行校正），水势由公式 1 计算得出。METER 的水分活度计非常适合进行这种测量。它可以平衡样品室中大约 5 克的材料，并根据与样品平衡的空气的露点温度确定水活度。使用红外温度计测量样品温度并用于校正温差读数。测量大约需要五分钟。 等温线因物种而异
随着种子含水量的变化，水分活度也随之变化。对于具有给定润湿历史的特定种子样品，水分含量和水分活度之间存在独特的关系，称为等温线。如果一个特定样品具有等温线，则测量水含量或水活度都没有关系，因为等温线允许推断另一个。如果没有可用的等温线，则需要确定两个变量中的哪一个最能代表感兴趣的过程并测量该变量，因为每个物种的等温线都是独一无二的，并且不存在允许从一个转换为另一个的一般关系. 表 1 显示了油菜（油性种子）和小麦（非油性种子）的数据。可以看出，在所示的所有水上活动中，油菜的含水量都比大麦低得多。该表还显示了相应的水势。显然，等温线因物种而异。它们也可以因品种而异，取决于产生种子的环境和等温线测量的温度。给出了有关水分活度（平衡相对湿度）和种子含水量的大量表格。
另一方面表明，水分活度和寿命之间的关系是线性的，并且从物种到物种是相似的。这是意料之中的，因为水活度衡量了参与化学和物理过程的水的可用性。因此，使用水分活度来描述种子水分状况比使用水分含量具有巨大的优势。它消除了对每个种子批次的特定测试，并提供了活力和种子水分状态之间的一般和简单（线性）关系。
最大寿命的水分活度
正统种子的活力丧失率随着水势在 -350 MPa 和 -14 MPa 之间的增加而增加。这些值大致对应于 0.1 和 0.9（10% 和 90% 相对湿度）的水分活度。在 -350 MPa (0.077 a w )以下，随着水分的减少，寿命几乎没有变化。他们表明该下限对应于 2% 至 6% 的种子含水量。显然，简单快速的水分活度测量可以提供了解种子是否处于最佳储存水分所需的信息，而需要大量研究来了解合适的水分含量。
种皮的并发症
当包衣应用于种子时，水含量作为种子水分的量度变得更不有用。种子和包衣可以具有相同的水分活度，但水分含量却大不相同。包衣的质量通常是被包裹的种子质量的几倍，包衣材料的等温线与种子的等温线完全不同。水分活度是水分迁移的驱动力，因此，当种子被包衣时，平衡水分活度最能决定寿命。
例如，如果在平衡状态下种子和包衣的水分活度为 0.10，则种子的水分含量可能为 0.06 g/g，而包衣的水分含量可能为 0.02 g/g。由于包衣质量远大于种子质量，总水含量将接近 0.02 g/g。如果安全种子储存规范要求种子含水量低于 0.06 g/g，而包衣种子仅干燥至 0.06g/g，则水分活度太高，无法安全储存。
包衣种子的含水量测量对于确定给定的种子干燥操作是否符合该规范几乎没有价值。另一方面，如果规范要求水活度低于 0.1 以确保安全储存，则种子及其涂层只需干燥至该水活度并储存。种子和包衣中的水分活度相同，无需预处理即可轻松测量两者。
水分活度：测量水分的更好方法
种子水分状况可以用含水量或水分活度（水势）来描述。由于历史原因，水分活度并不常用，但在指定与种子寿命相关的条件方面有几个明显的优势。最重要的是，它与长寿有直接且明确的关系，不同物种的临界点相似。包衣和未包衣种子的临界点也相似，但含水量肯定不是这种情况。与水含量测量相比，水分活度测量更快、更容易且信息量更大。