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        劣變時間和溫度對不同含水量燕麥種子的活力影響

        2016-12-04 03:05:37中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)北京市重點實驗室北京100193
        種子 2016年11期
        關(guān)鍵詞:種子活力發(fā)芽勢燕麥

        , , , , (中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,草業(yè)科學(xué)北京市重點實驗室, 北京100193)

        劣變時間和溫度對不同含水量燕麥種子的活力影響

        陳泉竹,毛培勝,孔令琪,夏方山,閆慧芳
        (中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院,草業(yè)科學(xué)北京市重點實驗室, 北京100193)

        試驗以10%和16%含水量燕麥種子為材料,研究不同控制劣變處理對種子發(fā)芽特性的影響,以期為深入探索種子劣變的生理變化提供參考。燕麥種子劣變溫度設(shè)置為35,40,45 ℃和50 ℃;劣變時間分別為10%含水量種子8,16,24,32 d和40 d,16%含水量種子1,2,3,4,5 d和6 d。結(jié)果表明:隨著劣變時間的延長,10%含水量燕麥種子在35 ℃下發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢;在40 ℃下各指標(biāo)緩慢下降但沒有顯著差異(pgt;0.05);在45 ℃下,各活力指標(biāo)均呈下降趨勢且有顯著性差異(plt;0.05);在50 ℃下各活力指標(biāo)急劇下降,并且在劣變32 d時發(fā)芽勢和發(fā)芽率均降至0%,發(fā)芽指數(shù)降至0。16%含水量燕麥種子在35 ℃和40 ℃劣變處理下,隨著劣變時間的延長各活力指標(biāo)下降緩慢但仍有顯著差異(plt;0.05);在45 ℃和50 ℃下,隨著劣變時間的延長各活力指標(biāo)急劇下降,并且在劣變5 d時發(fā)芽勢和發(fā)芽率降至0%,發(fā)芽指數(shù)降至0。此外,劣變溫度、時間以及二者之間的交互作用均對燕麥種子活力的下降有顯著(plt;0.05)影響,在45 ℃條件下劣變24 d處理可以較好評價不同含水量種子的活力水平。

        燕麥種子; 控制劣變; 種子活力; 含水量; 劣變時間; 劣變溫度

        種子活力是指種子或種子批發(fā)芽率、幼苗生長潛力、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和[1],是評價種子質(zhì)量的重要指標(biāo)。種子貯藏過程中不可避免的會出現(xiàn)種子劣變的情況,進而導(dǎo)致活力下降,造成巨大的經(jīng)濟損失[2]。種子活力下降的快慢,與種子的遺傳特性以及環(huán)境中的溫濕度有關(guān)[3]。大量試驗探索了高溫高濕環(huán)境對水稻[2]、玉米[3]、苦瓜[4]等農(nóng)作物,老芒麥[5]、紫花苜蓿[6]等牧草種子的影響,表明高溫高濕條件下貯藏的種子會在較短時間內(nèi)迅速老化。

        種子含水量和貯藏溫度是種子在貯藏期間保持活力的關(guān)鍵因素[7],而活力水平受其內(nèi)部氧化反應(yīng)的影響,種子劣變過程中內(nèi)部的氧化反應(yīng)主要取決于種子的含水量[8]??刂屏幼兪歉鶕?jù)人工加速老化原理而采用的檢測種子抗老化能力的試驗方法,但能控制種子含水量[9]。目前控制劣變測定廣泛用于小粒蔬菜種子的活力測定中[10],許多學(xué)者也采用控制劣變的方法研究溫度與水分變化對藍莖冰草[11]、結(jié)縷草[12]、羊草[13]、老芒麥[14]等種子活力影響的內(nèi)在機制。

        燕麥(AvenasativaL.)籽實是很好的精飼料,青飼、晾制干草、青貯均可[15]。近年來,國內(nèi)關(guān)于燕麥的耐鹽生理[16-18]、施肥與產(chǎn)量的關(guān)系[19-20]和發(fā)芽過程中營養(yǎng)物質(zhì)的變化過程[21-23]等方面研究較多。針對燕麥種子劣變,許多學(xué)者關(guān)注了含水量對劣變種子的活力影響[24-25]、自然儲藏對種子發(fā)芽力的影響[26-27]、人工加速老化條件的篩選[28]等方面,而對燕麥在控制劣變下的種子活力變化研究很少。本試驗采用人工控制劣變的方法對燕麥種子進行處理,以期研究確定劣變時間、溫度處理對不同含水量燕麥種子活力的變化,為深入探索種子劣變的生理機制提供依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗材料

        試驗用燕麥種子為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草種子實驗室提供,樣品種子發(fā)芽情況見表1。

        表1 燕麥種子樣品信息

        種子自然含水量(%)種子發(fā)芽(%)正常種苗不正常種苗新鮮未發(fā)芽死種子9.093106

        1.2 種子含水量的測定和調(diào)整

        參照ISTA種子檢驗規(guī)程(2013)[29]測定種子的含水量。

        將未老化種子含水量調(diào)節(jié)到10%與16%。將種子均勻平鋪在濕潤的濾紙上,并頻繁稱量種子的重量,達到要求(種子含水量為10%、16%)后立即將種子裝入鋁箔袋中密封。

        1.3 控制劣變處理

        將含水量調(diào)整至10%且裝入鋁箔袋密封的燕麥種子分別置于35,40,45 ℃和50 ℃下進行人工控制劣變,分別劣變8,16,24,32 d和40 d。每個處理設(shè)置3個重復(fù)。

        將含水量調(diào)整至16%且裝入鋁箔袋密封的燕麥種子分別置于35,40,45 ℃和50 ℃下進行人工控制劣變,分別劣變1,2,3,4,5 d和6 d。每個處理設(shè)置3個重復(fù)。

        在劣變至規(guī)定時間后,將種子樣品取出,在1 h內(nèi)進行發(fā)芽試驗。

        1.4 種子發(fā)芽指標(biāo)的測定

        參照ISTA種子檢驗規(guī)程(2013)[29]測定種子發(fā)芽指標(biāo)。

        發(fā)芽率(%)=規(guī)定的發(fā)芽天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;

        發(fā)芽勢(%)=種子發(fā)芽粒數(shù)達到高峰時的發(fā)芽總數(shù)/供測種子粒數(shù)×100%;

        發(fā)芽指數(shù)(GI) =∑(DG/DT),式中: DG為逐日內(nèi)的發(fā)芽數(shù),DT為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

        1.5 數(shù)據(jù)處理

        實驗數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計軟件SPSS 18.0進行單因素與雙因素統(tǒng)計分析及其顯著性比較,Excel軟件作圖。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 不同劣變溫度和時間處理對燕麥種子發(fā)芽勢的影響

        在劣變溫度由35 ℃增加到50 ℃條件下,10%含水量的燕麥種子發(fā)芽勢隨著劣變時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(圖1 a)。在35 ℃和40 ℃時,劣變16~40 d的燕麥種子發(fā)芽勢沒有顯著差異(pgt;0.05)。在45 ℃時,劣變8 d、16 d的種子發(fā)芽勢顯著(plt;0.05)高于劣變24~40 d的種子。在50 ℃時,燕麥種子發(fā)芽勢急劇下降,在24 d時就已降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時間的延長,燕麥種子的發(fā)芽勢均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖1 b)。45 ℃時,燕麥種子發(fā)芽勢隨劣變時間的延長出現(xiàn)迅速下降。在50 ℃時,種子發(fā)芽勢隨劣變時間的延長急劇下降,劣變2 d后發(fā)芽勢降到0。

        2.2 不同劣變溫度和時間處理對燕麥種子發(fā)芽率的影響

        10%含水量的燕麥種子發(fā)芽率隨著劣變時間的延長呈下降的趨勢(圖2 a)。在45 ℃時,劣變32 d與40 d的種子發(fā)芽率有差異顯著性(plt;0.05)且顯著低于劣變8~24 d的種子。在50 ℃下,燕麥種子發(fā)芽率急劇下降,并在32 d時降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時間的延長,燕麥種子的發(fā)芽率均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖2 b)。在40 ℃下,劣變1~6 d期間,燕麥種子發(fā)芽率顯著下降(plt;0.05)。在45 ℃時,燕麥種子發(fā)芽率隨劣變時間的延長迅速下降。在50 ℃時,燕麥種子發(fā)芽率隨劣變時間的延長急劇下降,劣變3 d后發(fā)芽率降到0。

        圖1 不同溫度、不同時間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽勢的影響

        圖2 不同溫度、不同時間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽率的影響

        圖3 不同溫度、不同時間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽指數(shù)影響

        2.3 不同劣變溫度和時間處理對燕麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

        10%含水量的燕麥種子發(fā)芽指數(shù)隨著劣變時間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(圖3 a)。在45 ℃處理下,劣變24~40 d的燕麥種子發(fā)芽指數(shù)差異顯著(plt;0.05)。在50 ℃處理下種子劣變32 d時發(fā)芽指數(shù)降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時間的延長,發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖3 b)。在35 ℃和40 ℃下,燕麥種子發(fā)芽指數(shù)隨著劣變時間的延長持續(xù)下降,劣變5 d和6 d的種子發(fā)芽指數(shù)有顯著(plt;0.05)差異。在50 ℃下,燕麥種子發(fā)芽指數(shù)急劇下降,在劣變3 d時就已降為0。

        3 討論與結(jié)論

        燕麥種子在劣變后活力明顯下降;尤其是在50 ℃下,隨著劣變時間的延長,種子的活力指標(biāo)下降得非常迅速,表明長時間的高溫逆境對于種子的安全貯藏有很大的危害;但是,35 ℃劣變處理種子隨著劣變時間的延長發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢,這可能與燕麥種子的萌發(fā)需要在35 ℃下預(yù)熱以打破種子休眠有關(guān)。試驗結(jié)果說明,溫度的升高與劣變時間的延長會加劇種子活力的下降。

        同時,10%含水量燕麥種子在45 ℃下劣變40 d發(fā)芽率仍達43%,而16%含水量的子在45 ℃下劣變5 d發(fā)芽率已降為0;表明高含水量的燕麥種子各項發(fā)芽指標(biāo)降低的程度顯著高于安全含水量的燕麥種子,種子含水量是影響種子劣變程度的關(guān)鍵因素。本試驗結(jié)果與研究種子含水量對洋蔥[30]、玉米[31]、水稻[32]等植物種子活力的影響一致,表明種子貯藏過程中含水量是影響其活力水平的重要因素。

        試驗表明,隨著劣變溫度升高與劣變時間延長,燕麥種子活力呈現(xiàn)下降的趨勢;并且,在相同劣變溫度下,高含水量燕麥種子比安全含水量燕麥種子活力下降更加迅速,短時間的劣變就使高含水量燕麥種子失去活力,說明種子含水量是燕麥種子保持活力的關(guān)鍵因素。綜合比較,燕麥種子在45 ℃條件下劣變24 d處理可以較好評價不同含水量種子的活力水平。此外,本試驗結(jié)果對于研究不同含水量燕麥種子劣變過程中氧化還原酶、MDA、呼吸相關(guān)酶等生理變化提供了理論基礎(chǔ)。

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        Effect of Deterioration Time and Deterioration Temperature on Vigor of Oat (AvenasativaL.) Seeds with Different Moisture Content

        CHENQuanzhu,MAOPeisheng,KONGLingqi,XIAFangshan,YANHuifang
        (College of Animal Science and Technology, China Agricultural University;Beijing Key Laboratory of Grassland Science, Beijing 100193,China)

        This experiment was designed to study the effect of controlled deterioration on vigor of oat (AvenasativaL.) seeds with 10% and 16% moisture content, in order to provide reference to explore the physiological changes of seed deterioration. The treatments of controlled deterioration for oat seed were adopted with the deterioration temperature (35 ℃,40 ℃,45 ℃,50 ℃) and duration (8,16,24,32 and 40 d for seed with 10% moisture content;1,2,3,4,5 and 6 d for seed with 16% moisture content).The results showed that the germination potential,germination percentage and germination index of oat seeds with 10% moisture content first declined then increased at 35 ℃,presented the slow decreasing without significant difference (pgt;0.05) at 40 ℃,obviously declined with significant difference (plt;0.05) at 45 ℃ with the deterioration duration prolonged,and decreased sharply and reached to 0 at 50 ℃ after deteriorated 32 d.These vigor indexes of oat seeds with 16% moisture content decreased slowly with significant difference (plt;0.05) at 35 ℃ and 40 ℃ as deteriorated from 1 d to 6 d,sharply declined and reached to 0 at 45 ℃ and 50 ℃ after deteriorated 5 d.Furthermore,the deterioration temperature,duration and the interaction between them all had significant (plt;0.05) effects on vigor indexes of oat seed.The level of seed vigor could be evaluated according to the deterioration treatment under 45 ℃ and 24 d.

        oat seed; controlled deterioration; seed vigor; moisture content; deterioration time;deterioration temperature

        2016-06-17

        “十二五”科技支撐課題“優(yōu)質(zhì)多抗牧草新品種選育與良種繁育關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(編號:2011 BAD 17 B 01-02);草業(yè)科學(xué)北京市重點實驗室共建項目資助。

        陳泉竹(1991—),女,湖北宜昌人;在讀碩士研究生,研究方向:牧草種子生理與生產(chǎn)研究;E-mail:chen.quanzhu@hotmail.com。

        毛培勝,E-mail:maops@cau.edu.cn。

        10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.031

        S 512.6

        A

        1001-4705(2016)11-0031-05

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