李富花，李富利，李富榮，李鳳程

(烏蘭察布職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古 集寧 012000)

種子活力是種子的健壯度，包括迅速整齊的發(fā)芽潛力，生長(zhǎng)潛力和生產(chǎn)潛力[1]，不但能從本質(zhì)上描述種子的健壯度，而且能夠反映種子在田間的出苗狀況。因此，研究種子活力室內(nèi)測(cè)定方法與田間生產(chǎn)性能之間的關(guān)系非常有意義。

種子活力測(cè)定的方法有幾百種，但是由于引起種子活力變化的機(jī)理尚未明確，每種方法僅能在某些方面反映種子活力的變化。發(fā)芽速率是種子活力生理測(cè)定方法的重要內(nèi)容，研究豆科與禾本科牧草種子活力時(shí)，經(jīng)常采用發(fā)芽與幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)。這種方法簡(jiǎn)單易行，重復(fù)性好，已列入ISTA與AOSA活力測(cè)定手冊(cè)。但是，ISTA組織的聯(lián)合試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該方法仍存在檢驗(yàn)室間重復(fù)性差以及與田間出苗相關(guān)性變異大等問(wèn)題[2]。牧草種子劣變是導(dǎo)致牧草種子質(zhì)量下降的主要原因，且種子的活力與劣變具有相關(guān)性，種子活力隨種子劣變程度的加深而降低，劣變使種子最終失去發(fā)芽能力[3]。人工加速種子的老化，以老化后的發(fā)芽率作為活力值，適用于多種作物和牧草種子活力的測(cè)定。通過(guò)測(cè)定種子浸泡液的電導(dǎo)率了解種子活力狀況，此法已成為預(yù)測(cè)種子田間出苗率的常規(guī)檢驗(yàn)方法。一般情況下，種子活力與電導(dǎo)率呈負(fù)相關(guān)，但有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)活力高者電導(dǎo)率亦高的正相關(guān)現(xiàn)象[4]。本試驗(yàn)以燕麥(Avenasativa)種子為材料，采用不同測(cè)定方法，比較燕麥種子各測(cè)定指標(biāo)的差異，并將各指標(biāo)與田間出苗率作相關(guān)分析，找出較為準(zhǔn)確、有效的測(cè)定燕麥種子活力的方法。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料 供試材料為燕麥，種子由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草種子實(shí)驗(yàn)室提供，并在常溫條件下室內(nèi)儲(chǔ)藏，具體信息見(jiàn)表1。

1.2測(cè)定方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率的測(cè)定 隨機(jī)選取100粒預(yù)熱處理后的種子，均勻地放在鋪有兩層濾紙濕潤(rùn)的發(fā)芽床上，將培養(yǎng)皿在低溫冰箱內(nèi)預(yù)冷(5～10 ℃)7 d。后將經(jīng)預(yù)冷處理后的種子放入光照培養(yǎng)箱中，在20 ℃恒溫、8 h光照+16 h黑暗條件下進(jìn)行培養(yǎng)，重復(fù)4次。

初次計(jì)數(shù)為第5天，末次計(jì)數(shù)為第10天，統(tǒng)計(jì)正常種苗數(shù)、不正常種苗數(shù)、新鮮未發(fā)芽種子數(shù)以及死種子數(shù)的百分率[5]。

1.2.2平均發(fā)芽時(shí)間的測(cè)定 采用紙卷發(fā)芽方法，隨機(jī)選取100粒種子，放入發(fā)芽箱，在20 ℃恒溫、8 h光照+16 h黑暗條件下進(jìn)行培養(yǎng)。觀察計(jì)算種子的平均發(fā)芽時(shí)間MGT(胚根至少2 mm)和MJGT(胚根伸出種皮)[5]。

1.2.3田間出苗率的測(cè)定 試驗(yàn)在烏蘭察布職業(yè)學(xué)院南校區(qū)科研地進(jìn)行。于2009年4月9日將不同收獲年份的燕麥種子進(jìn)行田間種植，每份種子樣品重復(fù)4次，每重復(fù)100粒種子，均勻地播種于長(zhǎng)約1 m行內(nèi)，行距45 cm，播后每周澆1次水。觀察并記錄田間出苗率及平均出苗時(shí)間。

表1 供試燕麥種子基本信息Table 1 Basic information of testing oat seeds

1.2.4電導(dǎo)率的測(cè)定 分別數(shù)取不同收獲年份的燕麥凈種子50粒，4次重復(fù)，將種子放入潔凈的250 mL三角瓶中，同時(shí)設(shè)一個(gè)空白，分別加入100 mL去離子水，加蓋后于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中浸泡24 h后，測(cè)定浸泡液的電導(dǎo)率，用種子浸出液的電導(dǎo)率減去空白電導(dǎo)率即為種子浸出液的電導(dǎo)率。

1.2.5甲醇劣變處理 用20%的甲醇溶液浸泡不同年份收獲的燕麥種子，按0、0.5、1.0、1.5和2.0 h的時(shí)間梯度浸泡后，取出沖洗，用濾紙吸干種子表面的水分，稍作晾曬后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)[6-9]。

1.2.6人工加速老化測(cè)定 將不同收獲年份的燕麥種子(約450粒)放入42 ℃的老化箱內(nèi)。保證老化期間濕度達(dá)100%，老化時(shí)間為48 h。將老化后的種子樣品在1.0 h內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽率測(cè)定[5]。

1.3數(shù)據(jù)分析 用Microsofe Excel 軟件作圖，用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率 燕麥種子的發(fā)芽率為L(zhǎng)ot2007>Lot2004>Lot2008，且Lot2007、Lot2004和Lot2008之間差異極顯著(P<0.01)。Lot2004種子發(fā)芽率高達(dá)89%，而Lot2008種子的發(fā)芽率僅54%。3份樣品種子不正常發(fā)芽率、新鮮未發(fā)芽種子數(shù)間均差異顯著(P<0.05)(表2)。

2.2紙卷發(fā)芽結(jié)果 Lot2004和Lot2007的發(fā)芽率差異不顯著，但極顯著高于Lot2008(P<0.01)。且Lot2008的新鮮未發(fā)芽種子數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間均極顯著長(zhǎng)于Lot2007和Lot2004(表3)。

2.3田間出苗率 田間出苗率表現(xiàn)為L(zhǎng)ot2007>Lot2004>Lot2008，且三者之間差異顯著(P<0.05)。Lot2008種子田間出苗最快；Lot2004種子出苗最慢；3個(gè)種批間差異顯著(P<0.05)。

表2 燕麥種子的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽測(cè)定結(jié)果Table 2 Seed germination of oat by standard germination test %

表3 燕麥種子紙卷發(fā)芽結(jié)果和平均發(fā)芽時(shí)間Table 3 Roll seed germination rate and time of three oat seed lots

2.4電導(dǎo)率 Lot2008的電導(dǎo)率為78.990 μs·cm-1，高于Lot2007和Lot2004，但三者之間差異不顯著(表4)。

表4 供試燕麥種子田間出苗率和電導(dǎo)率的比較Table 4 Seed emergence and seed conductivity of three oat seed lots

2.5甲醇處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽的影響 正常出苗率總體上隨著甲醇浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，但浸泡1.5 h的正常發(fā)芽率要高于浸泡1.0 h的發(fā)芽率。不正常發(fā)芽率隨著甲醇浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，新鮮未發(fā)芽和死種子數(shù)隨著甲醇浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而升高(表5)。

2.6人工加速老化處理對(duì)燕麥種子發(fā)芽的影響 燕麥種子經(jīng)過(guò)人工老化(即高溫高濕)處理后，發(fā)芽率Lot2004為20%，Lot2007為46%，Lot2008為41%。Lot2004和Lot2007的發(fā)芽率顯著高于Lot2008(P<0.05)。與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率相比，Lot2004和Lot2007發(fā)芽率都明顯下降，Lot2004下降幅度較大，而Lot2008種子發(fā)芽變化較小。

2.7相關(guān)性分析比較 平均發(fā)芽時(shí)間MJGT和MGT與田間出苗率顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)，電導(dǎo)率與田間出苗時(shí)間顯著負(fù)相關(guān)(表6)。

表5 甲醇浸泡處理燕麥種子發(fā)芽情況Table 5 Effects of methanol on germination of soaked oat seeds %

表6 各項(xiàng)活力測(cè)定指標(biāo)與田間出苗率及田間出苗時(shí)間的相關(guān)分析Table 6 Correlation analysis among seedling rate,field emergence rate and emergence time

3 討論

種子活力測(cè)定方法是研究種子活力的關(guān)鍵，但目前還沒(méi)有一種標(biāo)準(zhǔn)方法適用于所有種子。在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率相差不大的情況下，尤其對(duì)于高發(fā)芽率種子批之間，活力測(cè)定更能靈敏地反映種子批之間的質(zhì)量差異。

3.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn) 種子發(fā)芽率并非隨著儲(chǔ)藏年限的增加而降低。它不僅與儲(chǔ)藏年限有關(guān)[10]，還與遺傳因素[11-12]、成熟度、收獲期[13]、微生物污染[14-15]有關(guān)。發(fā)芽率高的種子，發(fā)芽率達(dá)到50%時(shí)所需要的時(shí)間短，出苗快。與田間出苗率及田間出苗時(shí)間不相關(guān)。

3.2快速發(fā)芽 測(cè)定具有直立幼苗的禾本科作物或牧草的苗長(zhǎng)及具直根的作物和牧草的幼根長(zhǎng)時(shí)采用此方法。結(jié)果表明，發(fā)芽速度(包括發(fā)芽指數(shù))與種子活力呈正相關(guān)[16]。白春霞[17]認(rèn)為幼苗生長(zhǎng)試驗(yàn)可用于多花木蘭(Magnoliamultiflora)和二色胡枝子(Lespedezabicolor)種子。但玉柱等[18]發(fā)現(xiàn)其不適用于紅豆草(Onobrychisviciaefolia)、扁蓿豆(Melissitusruthenicus)和紫花苜蓿(Medicagosativa)種子。Wang等[19]認(rèn)為，苜蓿發(fā)芽指數(shù)與田間出苗呈弱相關(guān)。本研究中，燕麥種子的平均發(fā)芽時(shí)間(MJGT、MGT)能反映種子發(fā)芽的速度和種苗的長(zhǎng)度，MJGT和 MGT與田間出苗率顯著負(fù)相關(guān)。

3.3電導(dǎo)率 電導(dǎo)率測(cè)定種子活力耗時(shí)少、簡(jiǎn)單、易行、便于實(shí)驗(yàn)室操作、重復(fù)性好，被認(rèn)為是測(cè)定種子活力的有效方法。大量的研究表明，電導(dǎo)率與田間出苗率顯著負(fù)相關(guān)。電導(dǎo)率測(cè)定法主要用于菜豆(Phaseolusvulgaris)、大豆(Glycinemax)、玉米(Zeamays)等農(nóng)作物種子活力的測(cè)定，近年來(lái)也用于高羊茅(Festucaelata)、多年生黑麥草(Loliumperenne)、絳三葉(Trrifoliumrepens)、百脈根(Lotuscorniculatus)、紅三葉(T.pratense)等牧草種子活力的測(cè)定[20]。但該方法對(duì)禾本科牧草種子活力測(cè)定卻有兩種相對(duì)的結(jié)果：對(duì)一些禾本科牧草如高羊茅[21]和多葉鵝觀草(Roegneriafoliosa)種子[22]，采用電導(dǎo)率法能收到良好的效果，而對(duì)黑麥草(Loliumperenne)[23]和雀麥(Bromusjaponicus)[24]種子質(zhì)量評(píng)價(jià)卻很不理想。對(duì)老芒麥(Elymussibiricus)種子電導(dǎo)率的測(cè)定得出，隨著儲(chǔ)存年限的增加，種子電導(dǎo)率值逐漸增加[25]。本研究中，燕麥種子的電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果和田間出苗率沒(méi)有相關(guān)性，但是和田間出苗時(shí)間顯著負(fù)相關(guān)。

3.4甲醇浸泡處理 甲醇浸泡測(cè)定結(jié)果在實(shí)驗(yàn)室之間的可重復(fù)性強(qiáng)，與田間出苗率具有很好的相關(guān)性，其結(jié)果還可指示種子的耐藏性。本研究表明，燕麥種子發(fā)芽率在劣變后沒(méi)有保持標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率值，下降幅度較大，種子批活力很低，正常出苗率隨著甲醇浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，高活力的種子經(jīng)過(guò)不同梯度的處理后仍具有較高的活力，甲醇浸泡時(shí)間與田間出苗率及田間出苗時(shí)間無(wú)相關(guān)性。

3.5人工老化處理 老化試驗(yàn)也適用于雀麥、黑麥草、高羊茅等牧草種子活力的測(cè)定[21]。隨著儲(chǔ)存年限的增加，經(jīng)老化的老芒麥種子發(fā)芽率均呈下降趨勢(shì)[25]。張文明等[26]認(rèn)為，幼苗生長(zhǎng)測(cè)定和加速老化試驗(yàn)均是牧草種子活力測(cè)定的較好方法。本研究表明，不同儲(chǔ)藏年限的燕麥種子抗老化能力存在明顯的差異，說(shuō)明Lot2004和Lot2007種子對(duì)老化條件敏感，抗老化能力弱，其活力水平在儲(chǔ)藏過(guò)程中已開(kāi)始下降。而Lot2008種子抗老化能力較強(qiáng)。加速老化試驗(yàn)在一定程度上可以反映種子活力差異。老化試驗(yàn)和田間出苗率及田間出苗時(shí)間無(wú)相關(guān)性。

3.6田間出苗率及田間出苗時(shí)間 燕麥種子田間出苗率達(dá)到了快速發(fā)芽試驗(yàn)條件下的正常種苗率，表明在土壤條件適宜的情況下， MJGT和MGT可以很好地預(yù)測(cè)燕麥種子的田間表現(xiàn)，二者可以作為評(píng)定種子活力的重要指標(biāo)。電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果表明，電導(dǎo)率和種子田間出苗率相關(guān)不顯著，但是和田間出苗時(shí)間顯著相關(guān)。甲醇浸泡測(cè)定、人工老化測(cè)定、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽測(cè)定均與田間出苗率及田間出苗時(shí)間相關(guān)不顯著，說(shuō)明它們均不能較好地評(píng)價(jià)燕麥種子的活力狀況。

4 結(jié)論

燕麥種子快速發(fā)芽試驗(yàn)中的平均發(fā)芽時(shí)間MJGT和 MGT與田間出苗率顯著相關(guān)，因此，快速發(fā)芽試驗(yàn)中的平均發(fā)芽時(shí)間MJGT和 MGT可作為燕麥種子適宜的活力檢測(cè)方法。燕麥種子快速發(fā)芽試驗(yàn)具有時(shí)間短、速度快的特點(diǎn)，可為進(jìn)一步研究種子活力測(cè)定方法提供依據(jù)，但試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)有待進(jìn)一步研究。

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