雷 凱，張皖秋，張文明*，高燦紅，姚大年，李 巖，胡 晉

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽合肥 230036；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東泰安 271018；3.浙江大學(xué)，浙江杭州 310058)

不同播種密度對(duì)玉米自交系種子活力的影響

雷 凱1，張皖秋1，張文明1*，高燦紅1，姚大年1，李 巖2，胡 晉3

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)，安徽合肥 230036；2.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東泰安 271018；3.浙江大學(xué)，浙江杭州 310058)

[目的]研究不同播種密度對(duì)玉米自交系種子活力的影響。[方法]以鄭58和Ph6wc這2個(gè)玉米自交系為試驗(yàn)材料，設(shè)置7個(gè)播種密度處理，對(duì)收獲種子進(jìn)行有關(guān)活力指標(biāo)測(cè)定。[結(jié)果] 隨著播種密度的增加，2個(gè)玉米自交系種子的芽長(zhǎng)、苗鮮重、活力指數(shù)、ADH和CAT活性，以及鄭58的發(fā)芽勢(shì)、Ph6wc的根長(zhǎng)、干重和發(fā)芽指數(shù)，均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，浸泡液電導(dǎo)率基本呈下降趨勢(shì)，平均發(fā)芽日數(shù)鄭58各處理無(wú)顯著差異，Ph6wc以135 000株/hm2處理最小。[結(jié)論]該研究初步認(rèn)為，兩個(gè)玉米自交系均以135 000株/hm2處理的種子活力較好。

玉米；密度；種子活力

種子活力即種子的健壯度，是種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長(zhǎng)的潛勢(shì)、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和，是種子品質(zhì)的重要指標(biāo)。高活力的種子發(fā)芽早、出苗整齊迅速，對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力強(qiáng)，具有明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和生長(zhǎng)潛能；低活力的種子在適宜的條件下雖然能發(fā)芽，但是發(fā)芽緩慢，在不良的環(huán)境條件下出苗不整齊，甚至不能出苗[1]。 近年來(lái)的研究表明，不同的播種密度對(duì)雜交玉米種子活力有一定的影響。隨著播種密度的增大，玉米植株表現(xiàn)為株高增加，節(jié)間增長(zhǎng)，收獲的玉米穗粒數(shù)和千粒重下降，種子活力降低[2]。然而，關(guān)于不同播種密度對(duì)玉米自交系種子活力的影響研究報(bào)道甚少。該研究以鄭58、Ph6wc這2個(gè)玉米自交系為材料，采用幼苗生長(zhǎng)測(cè)定、電導(dǎo)率測(cè)定以及與種子活力有關(guān)的酶活性測(cè)定等方法測(cè)定種子活力，探討不同密度處理對(duì)玉米自交系收獲種子活力的影響，以期為雜交玉米種子生產(chǎn)提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料供試2個(gè)玉米自交系品種為:鄭58(鄭單958母本)、Ph6wc(先玉335母本)，種子由山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供。試驗(yàn)按單因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)行長(zhǎng)3.0 m，行距60.0 cm，每廂兩頭設(shè)2行保護(hù)行，廂間溝寬50.0 cm。每小區(qū)(處理)種4行，3次重復(fù)。共設(shè)7個(gè)密度處理，分別為處理①60 000株/hm2(株距27.3 cm)、處理②75 000株/hm2(株距23.1 cm)、處理③90 000株/hm2(株距18.8 cm)、處理④105 000株/hm2(株距15.8 cm)、處理⑤120 000株/hm2(株距13.6 cm)、處理⑥135 000株/hm2(株距12.5 cm)和處理⑦150 000株/hm2(株距11.1 cm)，每穴播2粒，播深5 cm，播種日期為2014年6月13日，出苗后于3～4葉期間苗(或移栽)留1株。自然授粉，果穗收獲日期為當(dāng)年10月10日，果穗晾曬后脫粒，種子自然干燥貯藏，于11月取樣測(cè)定種子各項(xiàng)活力指標(biāo)。

1.2 研究方法

1.2.1幼苗生長(zhǎng)測(cè)定。 參照孫剛等[3]的方法，采用紙卷法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，隨機(jī)取50粒凈種子，3次重復(fù)，在25 ℃智能人工氣候培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)(設(shè)置8 h光照)，逐日記載發(fā)芽種子數(shù)(以胚根達(dá)種子長(zhǎng)、胚芽達(dá)種子1/2長(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn))，第4天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第7天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，同時(shí)測(cè)定正常幼苗(隨機(jī)取10株/重復(fù))芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)、苗鮮重、苗干重(103±2 ℃，烘8 h)，并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽日數(shù)。

GI=∑(Gt/Dt);VI=GI×S;MLIT=∑(Gt×Dt)/G

式中，GI為發(fā)芽指數(shù)，VI為活力指數(shù)，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為Dt對(duì)應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)，G為發(fā)芽率，S為苗干重(mg/株)，MLIT為平均發(fā)芽日數(shù)。

1.2.2電導(dǎo)率測(cè)定。參照郝楠等[4]的方法，每處理隨機(jī)數(shù)50粒凈種子，稱重，2次重復(fù)。用雙重蒸餾水沖洗2遍，濾紙吸干浮水，將種子放入潔凈的250 ml燒杯中，加入100 ml雙重蒸餾水，用保鮮膜封住燒杯口，于20 ℃恒溫條件下浸泡24 h，用DDS-12D型電導(dǎo)儀測(cè)定浸泡液電導(dǎo)率。

1.2.3酶活性測(cè)定。脫氫酶(ADH)參照崔秀娜[5]的方法測(cè)定。過(guò)氧化氫酶(CAT)參照Mukherjee等[6]的方法進(jìn)行測(cè)定。

試驗(yàn)于2014年6～12月在安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研示范基地和種子科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，主要統(tǒng)計(jì)分析采用DPS軟件Duncan’s新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

由表1可知，不同播種密度處理的鄭58種子，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、苗干重、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽日數(shù)處理間差異不顯著。Ph6wc處理間各指標(biāo)均存在顯著或極顯著差異。隨著播種密度的增加，鄭58的發(fā)芽勢(shì)、芽長(zhǎng)、苗鮮重、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，Ph6wc的芽長(zhǎng)、根長(zhǎng)、苗鮮重、苗干重、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)。

電導(dǎo)率的大小可以間接反映種子活力的高低，一般高活力種子細(xì)胞膜修復(fù)較快，且能最大限度修復(fù)損傷，而劣變種子由于膜完整性的破壞，細(xì)胞膜損傷，吸漲過(guò)程中會(huì)滲漏出較多的電解質(zhì)，因此電導(dǎo)率一般與種子活力呈負(fù)相關(guān)。從表1可以看出，隨著播種密度的增加，2個(gè)玉米自交系種子的浸泡液電導(dǎo)率基本呈下降趨勢(shì)，即隨播種密度增大種子活力增強(qiáng)。

在種子劣變衰老的過(guò)程中，活性氧自由基會(huì)在種子內(nèi)部產(chǎn)生并危害細(xì)胞膜脂功能，使種子正常生理代謝過(guò)程紊亂，而種子內(nèi)部的ADH、CAT、POD、SOD等酶促系統(tǒng)會(huì)調(diào)節(jié)和維護(hù)種子活力[7-11]，因此，種子內(nèi)一些保護(hù)酶的活性被認(rèn)為是種子活力的間接指標(biāo)。從表1可知，隨著播種密度的增加，2個(gè)玉米自交系種子的ADH和CAT活性均呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，均在播種密度為135 000株/hm2時(shí)種子的酶活性較高。

表1 玉米自交系種子活力指標(biāo)測(cè)定結(jié)果及比較(SSR測(cè)驗(yàn))

注：表中同列不同大小寫(xiě)字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

3 結(jié)論與討論

合理的種植密度是保證玉米制種高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的重要措施，生產(chǎn)中制種密度過(guò)大或過(guò)小，都會(huì)影響田間通風(fēng)透光條件及父母本授粉，導(dǎo)致種子產(chǎn)量和質(zhì)量下降[4]。因此，雜交玉米種子生產(chǎn)中，玉米自交系合理的種植密度，對(duì)生產(chǎn)高活力的雜交種尤為重要。不同播種密度對(duì)玉米自交系種子活力有明顯影響，綜合各項(xiàng)種子活力指標(biāo)分析，初步認(rèn)為2個(gè)玉米自交系均以135 000株/hm2處理的種子活力較好。

該試驗(yàn)2個(gè)玉米自交系收獲種子均為自然授粉結(jié)實(shí)，結(jié)果表明播種密度為135 000株/hm2時(shí)種子活力較好，這是否與自交系套袋授粉以及自交系雜交制種的種子活力結(jié)果一致，還有待于進(jìn)一步研究。

[1] 劉紅保,張文明,高燦紅,等.不同分級(jí)粒型對(duì)玉米自交系種子活力及植株生長(zhǎng)發(fā)育的的影響[J].種子,2013,32(3):26-29.

[2] 梁書(shū)榮，趙會(huì)杰.不同密度和種植方式對(duì)夏玉米發(fā)育特征的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

[3] 孫剛,曹敏建,張弘,等.赤霉素、PEG對(duì)玉米種子活力的影響[J].玉米科學(xué),2013,21(6):73-75.

[4] 郝楠,李月明,孫楠,等.不同雜交制種密度對(duì)遼單565種子活力的影響[J].園藝與種苗,2014(5):43-44,46.

[5] 崔秀娜,王海英,趙富寶.不同含水量對(duì)薏苡種子活力的影響[J].種子,2013,31(3):50-53.

[6] MUKHERJEE S P,CHOUDHURI M A.Determination of glycoalte oxidase activity H2O2content and catalase activity [J].Physiol Plant,1983,58:167-170.

[7] 徐亮,包維楷,向永華.種子貯藏物質(zhì)變化及貯藏生理[J].種子,2003(5):60-63.

[8] 孔治有,劉葉菊,覃鵬.人工加速老化對(duì)小麥種子CAT、POD、SOD活性和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào),2010,25(10):24-27.

[9] 劉亞萍,計(jì)巧靈,周小云,等.胡楊種子萌發(fā)過(guò)程中幾種相關(guān)酶的活性變化[J].植物生理學(xué)通訊,2005,41(5):607-609.

[10] 龍漢利,羅建勛,辜云杰,等.楨楠種子萌發(fā)過(guò)程中抗氧化酶及貯藏物質(zhì)的變化[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2013(3):978-981.

[11] 莫開(kāi)菊.過(guò)氧化物酶在園藝植物研究中的應(yīng)用[J].四川果樹(shù),1993,21(2):25-27.

Effects of Different Sowing Densities on Maize Inbred Seed Vigor

LEI Kai, ZHANG Wan-qiu, ZHANG Wen-ming*et al

(Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

[Objective] The paper was to study the seed vigor under different seed production densities. [Method] Taking Zheng 58 and Ph6wc, two maize inbred lines of grain seed as the test material, setting seven seed production densities, seed vigor under different seed production densities were studied. [Result] The result showed, with increasing of density, two maize inbred lines of grain seed bud length, seed fresh weight, vigor indexes, ADH, CAT and Zheng 58 germination energy, Ph6wc Root length, seed dry weight, germination indexes, all showed a trend of decrease after the first increase, electrical conductivities all showed a trend of decrease. The average germination, Zheng 58 each treatment had no significant difference, Ph6wc deal with minimum 135 000 plants/hm2. [Conclusion] It was preliminary thought that two maize inbred lines at 135 000 plants/hm2the seed vigor were better.

Maize; Density; Vigor of seeds

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201203052)。

雷凱(1989-)，男，陜西西安人，碩士研究生，研究方向：種子科學(xué)與技術(shù)。*通訊作者，副教授，碩士生導(dǎo)師，從事種子科學(xué)與技術(shù)研究。

2015-03-23

S 513

A

0517-6611(2015)13-021-02