呼吸作用可以用两个指标来衡量,即呼吸强度(也叫呼吸速率respiratory rate)和呼吸系数(也叫呼吸商respiratory quotient,简称R.Q.)。
一、呼吸强度
呼吸强度是指一定时间内,单位重量种子放出的二氧化碳量或吸收的氧气量。它是表示种子呼吸强弱的指标。种子放置在种质资源库贮藏过程中,呼吸强度增强无论在有氧呼吸和缺氧呼吸条件下部是有害的。种子长期处在有氧呼吸条件下,放出的水分和热能,会加速贮藏物质的消耗和种子生活力的丧失。对水分较高的种子来说,在贮藏期间若通风不良,种子呼吸放出的一部分水汽就被种子吸收,而释放出来的热能则积聚在种子堆内不易散发山来,因而加剧种子的代谢作用;在密闭缺氧条件下呼吸强度越大,越易缺氧而产生有毒物质,使种子窒息而死。因此,对水分含量高的种子,入仓前应充分通风换气和晒干,然后密闭贮藏,由有氧呼吸转变为缺氧呼吸。干燥种子,由于大部分酶处于钝化状态,自身代谢作用十分微弱,种子内贮藏养料的消耗极少,即使贮藏在缺氧条件下,也不容易丧失发芽率。实践上将干燥种子密闭贮藏能保持生活力许多年,其原因就在于此。
二、呼吸系数
呼吸系数是指种子在单位时间内,放出一氧化碳的体积和吸收氧气的体积之比:呼吸系数=放出CO2体积/吸收O2体积。
呼吸系数是表示呼吸底物的性质和氧气供应状态的一种指标。当碳水化合物用作呼吸底物时,若氧化,呼吸系数为1.如果呼吸底物是分子中氧/碳值比碳水化合物小的脂肪和蛋白质,则其呼吸系数小于1.如果底物是一些比碳水化合物含氧较多的物质,如有机酸,其呼吸系数大于1。
由此可见,呼吸系数随呼吸底物而异,实际上种子中含有各种呼吸底物,往往不是单纯利用一种物质作为呼吸底物的,所以呼吸系数与底物的关系并非容易确定。一般而言,贮藏种子利用的是存在于胚部的可溶性物质,只有在特殊情况况下受糊发芽的种子才有可能利用具他物质。
呼吸系数还与氧的供应是否充足有关。测定呼吸系数的变化,可以了解贮藏种子的生理作用是在什么条件下进行的。当种子进行缺氧呼吸时,其呼吸系数大于1;在有氧呼吸时,呼吸系数等于l或小于1。如果呼吸系数比1小得多,表示种子进行强烈的有氧呼吸。
氧气的供应还与果种皮的结构有关,果种皮致密、透氧性极低的种子,往往存在缺氧呼吸现象。呼吸系数还与温度、微生物活动、中间产物是否移作它用有关系。