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(安徽農業(yè)大學農學院， 合肥 230036)

伸長胚根計數測定雜交玉米種子活力的研究

張皖秋，龔動庭，張文明，高燦紅，鄭文寅，姚大年

(安徽農業(yè)大學農學院， 合肥 230036)

以鐵研39、豫玉32、聯創(chuàng)7號、鄭單958、粟玉2號、魯單9002、皖玉6號、濮單6號、魯單981、農大108、安囤8號、天禾5號等12個雜交玉米品種包衣種子為材料，采用伸長胚根計數測定、幼苗生長測定、加速老化試驗、模擬田間出苗試驗及田間出苗試驗等5種方法測定種子活力，并將伸長胚根數與其余活力指標進行相關分析，旨在研究伸長胚根數與雜交玉米種子活力的相關性，探討雜交玉米活力測定的簡便適宜方法。結果表明：20 ℃ 66 h伸長胚根數與幼苗生長測定的發(fā)芽率呈顯著正相關(r=0.585)，與根長呈極顯著正相關(r=0.816)；與加速老化試驗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數均呈顯著正相關(r分別為0.645、0.658、0.628、0.648)；與田間出苗率及芽苗鮮重、芽苗干重均呈極顯著正相關(r分別為0.780、0.804、0.809)。13 ℃ 144 h伸長胚根數與其余活力指標的相關性均不顯著。本研究認為，20 ℃ 66 h伸長胚根數可作為雜交玉米種子活力的評定指標。

伸長胚根計數； 雜交玉米； 種子活力

玉米是我國三大糧食作物之一，玉米生產在我國農業(yè)生產上占有愈來愈重要的地位[1]。在有限的種植面積條件下，隨著優(yōu)良玉米雜交種需求量的不斷增加和農業(yè)機械化程度的不斷提高，生產上對玉米種子的質量提出了較高要求[2]。種子活力是衡量種子播種質量的一項綜合指標[3]，在現代農業(yè)生產上，高活力的優(yōu)質種子越來越受到人們的高度重視。

目前，關于玉米種子活力測定方法的研究報道較多，但由于試驗材料、地區(qū)、氣候等條件不同，不同研究者的觀點也存在一定差異。杜清福等認為，標準發(fā)芽試驗可用于普通玉米、糯玉米、甜玉米的種子活力測定[4]。蔣作甫等認為，高溫高濕老化處理發(fā)芽法是一種具有較強穩(wěn)定性的試驗方法，可用于預測自交系玉米種子的田間實際出苗率[5]。陸美英認為，模擬田間條件的冷處理法可用于雜交玉米種子及自交系玉米種子田間出苗率的預測，簡單易行，且活力高或活力低的種子均適用[6]。伸長胚根計數測定是近年提出的一種種子活力新方法，適用于玉米種子田間出苗測定，其原理是活力降低的種子，早期生理表現為發(fā)芽速率遲緩[7]。

發(fā)芽初期玉米種子的胚根伸長數能準確反映其發(fā)芽速率，并與種子活力的其他指標密切相關[7]。伸長胚根數較多的種子，活力高，反之，則說明該品種種子活力低[7]。目前，關于伸長胚根計數測定雜交玉米種子活力的研究報道很少。本試驗以12個雜交玉米品種包衣種子為材料，采用伸長胚根計數測定、幼苗生長測定、加速老化試驗、模擬田間出苗試驗及田間出苗試驗等5種方法測定種子活力，并將伸長胚根數與其余活力指標進行相關分析，旨在研究伸長胚根數與雜交玉米種子活力的相關性，探討雜交玉米活力測定的簡便適宜方法。

1 材料與方法

1.1 材 料

選用的12個雜交玉米品種分別為鐵研39、豫玉32、聯創(chuàng)7號、鄭單958、粟玉2號、魯單9002、皖玉6號、濮單6號、魯單981、農大108、安囤8號、天禾5號，均為包衣種子，購于合肥市種子一條街市場。供試玉米種子的起始水分和千粒重見表1。

1.2 方 法

1.2.1 伸長胚根計數測定

參照《種子學》介紹的方法[7]，采用折片紙卷法進行發(fā)芽試驗，設置2種處理，處理1，(20±1)℃下培養(yǎng)66 h±15 min；處理2，(13±1)℃下培養(yǎng)(144±1)h。每處理各品種隨機取凈種子200粒，2次重復，每重復100粒，設置8個副重復，每個副重復25粒，于2層濕潤發(fā)芽紙(規(guī)格60 cm×12 cm)上擺成2排，1排12粒，另1排13粒，種子的胚根部位朝下，再蓋上1層同樣的濕潤發(fā)芽紙，將發(fā)芽紙折成12 cm×12 cm的方片狀，垂直置于塑料袋中(塑料袋上口不封口，自然敞開)，放入智能人工氣候箱培養(yǎng)(光照時間8 h)，每24 h監(jiān)測1次溫度并翻轉紙卷。至規(guī)定時間取出，統(tǒng)計伸長胚根數，以清晰和明顯的伸長胚根作為判定依據，胚根長度達到2 mm以上的種子列入計數范圍，合并4個副重復為一個100粒的重復，計算伸長胚根數百分率。

表1 12個雜交玉米品種種子的起始水分和千粒重

品種鐵研39豫玉32聯創(chuàng)7號鄭單958粟玉2號魯單9002皖玉6號濮單6號魯單981農大108安囤8號天禾5號水分(%)12．211．511．411．711．212．011．810．610．412．211．611．9千粒重(g)305．8371．5336．6370．5386．0374．2370．9330．2317．3266．0364．7367．3

1.2.2 幼苗生長測定(發(fā)芽測定)

參照GB/T 3543.4—1995農作物種子檢驗規(guī)程[8]，采用紙卷法進行發(fā)芽試驗，各品種設3次重復，每重復隨機取50粒凈種子，置床，放入智能人工氣候箱培養(yǎng)(溫度25 ℃，光照時間8 h/d)，逐日記錄正常發(fā)芽種子數，第4天統(tǒng)計發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率，同時測定正常幼苗(隨機取10株/重復)的芽長、根長、苗鮮重(帶根幼苗)、苗干重(103±2 ℃，烘8 h)，并計算發(fā)芽指數、活力指數和平均發(fā)芽日數。

發(fā)芽指數=∑(Gt/Dt)；

活力指數=GI×S；

平均發(fā)芽日數=∑(Gt×Dt)/G。

式中，Dt為發(fā)芽日數，Gt為Dt相對應的每天發(fā)芽種子數與發(fā)芽日數，G為發(fā)芽率，S為苗干重。

1.2.3 加速老化試驗

參照胡晉[7]的方法，各品種隨機取200粒凈種子，放入塑料網袋，平鋪于LH-80型種子老化箱內，在45 ℃、100%RH條件下老化72 h，取出，進行幼苗生長測定，方法同1.2.2。

1.2.4 模擬田間出苗試驗

參照張文明等[9]的方法，稍作調整，取大田土壤，晾干后用篩子篩去雜質，再取一定量的細砂與土壤按1∶3的比例混勻，并噴水，攪拌，調至土壤濕潤。取適量的土壤裝入發(fā)芽盒，各品種3次重復，每重復隨機取50粒凈種子，均勻播于土床，覆土約2 cm，室溫下第7天統(tǒng)計出苗率，并測定正常幼苗(隨機取10株/重復)的芽苗鮮重(不帶根)和芽苗干重[(103±2)℃，烘8 h]。

1.2.5 田間出苗試驗

將供試材料每品種設3個小區(qū)(即3次重復)，每小區(qū)種4行(共100粒)，每行播25粒，單粒播種，粒距10 cm。播后第9天統(tǒng)計田間出苗率，同時于每小區(qū)第4行連續(xù)剪取10株地上部分芽苗，測定芽苗鮮重和芽苗干重[(103±2)℃，烘8 h]。

試驗于2015年6—7月在安徽農業(yè)大學教學科研示范基地和種子科學與工程實驗室進行，主要統(tǒng)計分析采用DPS、SPSS軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同雜交玉米品種種子活力的差異

幼苗生長測定結果(表2)表明，供試12個雜交玉米品種種子活力水平存在顯著差異。綜合發(fā)芽勢、發(fā)芽指數、活力指數、平均發(fā)芽日數等主要指標來看，聯創(chuàng)7號種子活力較高，農大108種子活力較低。

加速老化試驗結果(表3)表明，不同雜交玉米品種種子的抗老化能力存在顯著差異。與ck(表2)比較，大多數品種種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、苗鮮重、苗干重、芽長、根長、活力指數等指標呈下降趨勢，平均發(fā)芽日數均呈上升趨勢，綜合來看，聯創(chuàng)7號抗老化能力較強，農大108抗老化能力較弱。

由表4可知，聯創(chuàng)7號的模擬田間出苗率、模擬田間芽苗鮮重、田間出苗率、田間芽苗鮮重、田間芽苗干重均顯著高于其余品種，農大108的模擬田間出苗率、模擬田間芽苗鮮重、模擬田間芽苗干重、田間出苗率、田間芽苗鮮重、田間芽苗干重均顯著低于其他各品種。說明模擬田間出苗試驗和田間出苗試驗結論與幼苗生長測定及加速老化試驗的結論基本一致。

2.2 伸長胚根數與其余活力指標的相關分析

伸長胚根計數測定結果(表4)表明，2種處理的12個雜交玉米品種種子的伸長胚根數均存在顯著差異。相關分析結果(表5)表明，20 ℃ 66 h處理的伸長胚根數與幼苗生長測定的發(fā)芽率呈顯著正相關(r=0.585)，與根長呈極顯著正相關(r=0.816)；與加速老化試驗的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數呈顯著正相關(r分別為0.645、0.658、0.628、0.648)；與田間出苗試驗的出苗率、芽苗鮮重、芽苗干重呈極顯著正相關(r分別為0.780、0.804、0.809)。13 ℃ 144 h處理的伸長胚根數與其余活力指標的相關性均不顯著。說明20 ℃ 66 h伸長胚根數可作為雜交玉米種子活力的評定指標。

表2 12個雜交玉米品種種子幼苗生長測定結果及比較

品種發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數苗鮮重(g)苗干重(g)芽長(cm)根長(cm)活力指數平均發(fā)芽日數(d)鐵研3997．3ABab98．0ABab56．29ABCab4．0994DEef0．5937ABCbc10．0Aa13．7BCbcd33．48ABbcd4．94CDEcde豫玉3291．3BCcd95．3ABb49．13DEde3．7844Ef0．5544ABCc5．5DEfg13．7BCbcd27．28Bcd5．07ABa聯創(chuàng)7號99．3Aa100．0Aa58．34Aa6．6838Aa0．8117Aa9．7ABab16．8Aa47．39Aa4．91DEdef鄭單958100．0Aa100．0Aa55．64ABCab5．8100ABCbc0．6789ABCabc8．4ABCbcd15．5ABab37．77ABabc4．98CDbc粟玉2號96．0ABabc97．3ABab49．81DEde3．9635DEef0．5785ABCbc4．3Eg14．1ABCbc28．74Bcd5．09Aa魯單900296．0ABabc97．0ABab55．52ABCab4．5658DEdef0．6180ABCbc8．1ABCcde11．9CDde34．34ABbcd4．94CDEcd皖玉6號95．3ABabc96．7ABab57．42ABa6．1911ABab0．6420ABCabc8．5ABCbcd9．8Df36．85ABabc4．89Edef濮單6號92．0BCcd94．0Bb48．16Ee4．6263DEdef0．5165BCc6．8CDef11．8CDdef24．87Bd5．08ABa魯單98194．0ABCbc96．0ABab49．36DEde4．3291DEdef0．5056BCc7．7BCde12．5CDcde24．87Bd5．08ABa農大10888．0Cd88．7Cc51．82CDEcd4．8082CDEde0．4865Cc8．4ABCbcd10．5Def25．16Bd4．92DEcdef安囤8號97．3ABab97．3ABab53．20BCDbc6．1288ABab0．6702ABCabc9．2ABabc12．3CDcde35．65ABbcd5．01BCb天禾5號95．3ABabc95．3ABb57．43ABa5．0773BCDcd0．7679ABab7．8BCcde10．5Def44．19Aab4．89Edf

注：同列不同小寫字母表示品種間差異顯著(plt;0.05)，不同大寫字母表示品種間差異極顯著(plt;0.01)。下同。

表3 12個雜交玉米品種種子加速老化試驗結果及比較

品種發(fā)芽勢(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數苗鮮重(g)苗干重(g)芽長(cm)根長(cm)活力指數平均發(fā)芽日數(d)鐵研3979．3BCb94．0Aa36．91BCc2．9758DFf0．3346Bd6．8Bbc10．9De12．35BCDdef5．44Cd豫玉3253．3EFef83．3Bb29．63EF3．9291BCDEFcde0．4671ABabc6．5Bbc12．8BCbc13．76BCDcdef5．55ABCabc聯創(chuàng)7號98．0Aa99．3Aa50．45Aa5．5315Aa0．5518Aa8．8Aa16．0Aa27．80Aa5．10Ef鄭單95881．3BCb97．3Aa37．23BCc4．1298BCbcd0．5387Aab6．6Bbc13．7Bb20．06Bb5．47BCcd粟玉2號63．3DEde94．0Aa32．20DEde4．0605BCbcd0．5458Aab4．5Cd11．4CDde17．63BCbcd5．62Aa魯單900286．0ABb93．3Aa40．35Bb4．1936BCbcd0．4904ABabc7．2Bb9．2Ef19．77Bb5．31De皖玉6號41．3Fg64．7Cc22．36Hg4．0095BCDbcde0．5122Aabc6．8Bbc11．1CDde11．48CDef5．58ABab濮單6號46．7Ffg78．7Bb26．92FGf3．2624CDEFef0．4284ABbcd6．2Bbc11．4CDde11．54CDef5．59ABab魯單98152．7EFefg82．0Bb29．81EFef4．0049BCDEbcde0．4658ABabc6．8Bbc12．3BCDcd13．91BCDcdef5．52ABCbcd農大10844．0Ffg62．7Cc23．80GHg3．4469CDEFdef0．4067ABcd6．9Bbc11．4CDde9．66Df5．46BCcd安囤8號76．7BCDbc94．0Aa35．42CDc4．7708ABb0．5241Aabc6．0Bc11．8CDcde18．57BCbc5．50ABCbcd天禾5號67．3CDEcd92．7Aa35．09CDcd4．2456BCbc0．4695ABabc6．2Bbc8．9Ef16．49BCDbcde5．47BCcd

表4 12個雜交玉米品種種子模擬田間出苗試驗、田間出苗試驗和伸長胚根計數測定結果及比較

品種 模擬田間出苗試驗 田間出苗試驗 伸長胚根計數測定 模擬田間出苗率(%)模擬田間芽苗鮮重(g)模擬田間芽苗干重(g)田間出苗率(%)田間芽苗鮮重(g)田間芽苗干重(g)20℃66h伸長胚根數13℃144h伸長胚根數鐵研3995．3Aab4．1033Ad0．3572CDcde64．0Aab5．0324Aab0．6940Aabc92．5ABCa93．5ABab豫玉3294．0Ab4．4306Abcd0．3753BCDcde68．0Aab5．0237Aab0．7969Aab95．5ABa82．5Ccd聯創(chuàng)7號100．0Aa6．1641Aa0．5108ABCab78．7Aa5．4049Aa0．8424Aa99．0Aa81．0Cd鄭單95897．3Aab5．3424Aabcd0．4295ABCDbc72．7Aab5．3403Aa0．6787Aabc97．5Aa98．5Aa粟玉2號97．3Aab4．7287Aabcd0．3971BCDcd81．0Aa4．4745Aabc0．6039Aabc98．5Aa97．5Aa魯單900297．3Aab4．3736Acd0．3281Dcde68．0Aab4．8331Aabc0．6673Aabc97．5Aa97．0Aa皖玉6號95．3Aab6．0133Aabc0．5210ABab67．3Aab4．3624Aabc0．5870Aabc82．0BCDb93．0ABab濮單6號94．0Ab4．0814Ad0．2906Dde54．3AB2．6059Abc0．3690Abc80．0CDb89．5ABCbc魯單98192．7ABb4．0634Ad0．3021Dde58．7AB3．6287Aabc0．5138Aabc93．0ABCa89．5ABCbc農大10886．0Bc3．8319Ad0．2674De35．7B2．3316Ac0．3300Ac80．5CDb82．0Cd安囤8號96．7Aab5．9076Aabc0．5187ABab71．3Aab4．2290Aabc0．5635Aabc91．5ABCDa96．5Aab天禾5號96．0Aab6．0989Aab0．5604Aa54．0AB3．4420Aabc0．4276Aabc78．0Db84．5BCcd

表5 2種處理的伸長胚根數與其余活力指標的相關系數

處理幼苗生長測定發(fā)芽勢發(fā)芽率發(fā)芽指數苗鮮重苗干重芽長根長活力指數平均發(fā)芽日數20℃66h0．5550．585?0．006-0．0590．163-0．0970．816??0．1150．30313℃144h0．510．570．042-0．009-0．053-0．0390．047-0．0540．203處理加速老化試驗發(fā)芽勢發(fā)芽率發(fā)芽指數苗鮮重苗干重芽長根長活力指數平均發(fā)芽日數20℃66h0．645?0．658?0．628?0．4110．4230．1120．4910．648?-0．37313℃144h0．2140．3130．022-0．1180．232-0．485-0．2670．0640．304處理 模擬田間出苗試驗 田間出苗試驗 模擬田間出苗率模擬田間芽苗鮮重模擬田間芽苗干重田間出苗率田間芽苗鮮重田間芽苗干重20℃66h0．554-0．017-0．0300．780??0．804??0．809??13℃144h0．3830．010．0210．4540．3090．077

注：“*”表示0.05顯著水平，“**”表示0.01顯著水平。

3 討 論

溫度是伸長胚根計數測定中最關鍵的潛在變異因素，伸長胚根計數測定的時間也取決于試驗溫度[7]。王立志等[10]通過建立不同溫度的玉米種子發(fā)芽量化模型，發(fā)現不同品種間存在明顯差異。王洪剛等[11]認為，黑龍江北部玉米種子的最適發(fā)芽溫度為27.5～32.5 ℃，此區(qū)間內玉米種子出苗較快，幼苗較健壯；20.0 ℃以下，玉米種子發(fā)芽率降低，幼苗較弱；15.0 ℃以下，玉米正常生長的需求將無法得以滿足，該溫度可視為玉米種子發(fā)芽及苗期生長的最低預警溫度。陳民生等[12]研究溫度對玉米種子萌發(fā)特性的影響，通過對農大108和魯單981兩個玉米品種種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數、活力指數等主要活力指標進行測定，發(fā)現在20～32.5 ℃范圍內呈先升高后降低的趨勢；同一品種種子在低溫環(huán)境下，種子的萌發(fā)和出苗也會受到一定的影響，尤其是低活力種子。

本研究中，伸長胚根數測定結果表明，20 ℃、66 h伸長胚根數與幼苗生長測定、加速老化試驗、田間出苗試驗的主要活力指標存在顯著或極顯著正相關，而13 ℃、144 h伸長胚根數與其余活力指標的相關性均不顯著，其原因可能是供試12個雜交玉米品種均為夏播玉米，其耐低溫能力較弱。此外，該方法是否適用于其他作物種子活力測定，有待進一步研究。

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Study on Determination of Seed Vigor of Hybrid Maize by Single Counts of Radicle Emergence

ZHANGWanqiu,GONGDongting,ZHANGWenming,GAOCanhong,ZHENGWenyin,YAODanian

2016-09-05

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項資助(201203052)。

張皖秋(1991—)，女，安徽阜陽人；碩士研究生，研究方向：作物種子；E-mail：huawan0822@sina.cn。

張文明(1965—)，男，安徽安慶人；副教授，碩士生導師，主要從事種子科學與技術研究；E-mail：zhangwenming_520@163.com。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.01.090

S 513

A

1001-4705(2017)01-0090-04