葉世青

（安遠縣農業(yè)和糧食局，江西安遠342100；作者：ysqjg@126.com）

高溫處理對不同狀態(tài)水稻種子發(fā)芽率的影響

葉世青

（安遠縣農業(yè)和糧食局，江西安遠342100；作者：ysqjg@126.com）

以2個早秈稻品種的超干種子、干種子、鮮種子、濕種子、露白種子為材料，研究了高溫處理對不同狀態(tài)水稻種子發(fā)芽率的影響。結果表明，水稻不同種子狀態(tài)耐受高溫能力存在極顯著差異，從強到弱依次為超干種子＞干種子＞鮮種子＞濕種子＞露白種子；水溫對種子發(fā)芽率的影響比氣溫更顯著；處理溫度超過一定范圍，發(fā)芽率隨著溫度升高和時間延長極顯著下降；不同品種高溫處理后的種子發(fā)芽率表現(xiàn)相同規(guī)律趨勢，但也存在極顯著個體差異；種子水分制約種子耐受高溫能力，種子水分含量越高，耐受高溫能力越弱。

水稻；種子；發(fā)芽率；高溫

水稻是世界上重要的糧食作物，也是我國主要的栽培作物。在水稻生產實踐中，會對剛收獲種子進行加溫干燥處理[1]，也會在播種前對種子進行曬種、高溫消毒，然后用溫水浸種，高溫破胸催芽再播種。但農民在這些方面還存在許多認識誤區(qū)，認為剛收的種子可以像糧食一樣曝曬干燥，認為用熱水燙種消毒、高溫破胸催芽時溫度越高越有利，認為濕種子和干種子耐受高溫的能力一樣，這些錯誤認識會導致對種子處理不當，特別是高溫處理方法不當會傷害種子，致使種子發(fā)芽率下降，甚至播種后種子不能正常出苗，給水稻生產帶來重大損失?；诖耍茖W進行種子高溫處理，達到既可以滅殺種源病蟲害，又可以提高種子發(fā)芽率，保證水稻種子活力[2]。關于水稻種子活力的研究國內有不少報道[3-8]，研究方法較多采用種子浸泡液電導率和高溫高濕加速老化試驗測定種子活力。影響種子活力因素復雜，有遺傳、生態(tài)環(huán)境、生產加工貯藏等因素[9-12]。筆者根據(jù)當?shù)厮旧a實際情況，以2個秈稻品種的超干種子、干種子、鮮種子、濕種子、露白種子為材料，進行高溫處理，然后測定其發(fā)芽率并進行比較分析，旨在探討不同因素對水稻種子發(fā)芽率的影響規(guī)律。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

選用江西安遠無休眠性的地方早秈常規(guī)品種泰香稻和大禾谷2個品種為材料，種子取自安遠縣欣山鎮(zhèn)濂江村一種糧農戶于2016年7月收獲的早稻。

材料準備：每個品種從剛收割脫粒稻谷中，經(jīng)精選除去秕粒雜質后稱取15 kg，然后從中稱取種子3 kg作鮮種子材料放在冰箱冷藏，其余種子在太陽下自然曬干后貯藏在干燥器內待用，然后高溫處理成超干種子、干種子、濕種子和露白種子。鮮種子是指剛收割脫粒沒有經(jīng)過干燥而含水量較高的種子；干種子指收割脫粒的種子經(jīng)過太陽自然曬干的種子，種子水分降至10%～13%范圍內；超干種子指干種子在恒溫干燥箱用60℃烘24 h，水分降至5%～7%之間的種子；濕種子指干種子在30℃水溫浸種12 h成為含水量在30%左右的種子；露白種子是指經(jīng)過浸種處理的干種子在種子發(fā)芽培育箱內于30℃條件下培育40 h已破胸露根的種子。試驗主要儀器有恒溫干燥箱、種子發(fā)芽培育箱、分析天平。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計

試驗設置種子狀態(tài)、溫度形式、處理時間、處理溫度4個因素。種子狀態(tài)設超干種子、干種子、鮮種子、濕種子、露白種子5個水平，溫度形式設水溫和氣溫2個水平，處理時間設 10 min、60 min、360 min 3 個水平，處理溫度設 35℃、45℃、55℃、65℃、75℃、85℃ 6個水平。試驗設3次重復。

1.2.2 試驗高溫處理

將超干種子、干種子、鮮種子、濕種子、露白種子作一批次分氣溫或水溫按照設計處理時間和溫度分別在恒溫干燥箱進行高溫處理。在進行高溫處理前需先進行材料預備，如露白種子必須經(jīng)浸種催芽。先在恒溫干燥箱內放1只1 000 mL的燒杯（氣溫指燒杯內無水時的溫度，水溫指燒杯內500 mL水的溫度），并在杯內放1支溫度計，將恒溫干燥箱的溫度設置成比處理溫度高5℃的溫度，當氣溫比處理溫度高4℃（而水溫比處理溫度高2℃），把已準備好的400粒種子放入燒杯中，然后將杯中的溫度穩(wěn)定在處理溫度±2℃之間，開始計算時間，恒溫干燥箱的溫度重新設置成處理溫度，燒杯內實測溫度控制在處理溫度±2℃，到達處理時間后立即取出燒杯中的種子放在托盤中冷卻，然后立即進行發(fā)芽率測定。

表1 高溫處理不同種子狀態(tài)平均發(fā)芽率測定結果 （%）

1.2.3 發(fā)芽率測定

高溫處理后的種子參照GB/T3543-1995.4《農作物種子檢驗規(guī)程》[13]有關標準進行發(fā)芽試驗，4次重復，14 d后計算發(fā)芽率。發(fā)芽率=正常幼苗/供檢種子數(shù)×100。

1.2.4 種子水分測定

每種種子狀態(tài)的材料預備后要進行高溫處理前取出部分種子按照GB/T3543-1995.6《農作物檢驗規(guī)程》[13]有關標準進行種子水分烘干測定，2次重復。超干種子、干種子采用高溫烘干法，在130℃～133℃條件下烘1 h后計算種子含水量，種子水分=（樣品及鋁盒烘前的質量-樣品及鋁盒烘后的質量）/（樣品及鋁盒烘前的質量-鋁盒的質量）×100。鮮種子、濕種子、露白種子第1次種子水分測定采用103℃烘30 min預先烘干，第2次種子水分測定采用高溫烘干130℃～133℃烘1 h后計算水分，種子水分=第1次種子水分+第2次種子水分-（第1次種子水分×第2次種子水分）/100。1.2.5 數(shù)據(jù)處理

所得試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0和Excel進行統(tǒng)計分析，并對不同的處理因素進行顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 高溫處理對不同狀態(tài)種子發(fā)芽率的影響

圖1 不同狀態(tài)種子安全發(fā)芽耐受相對最高溫度

表2 不同狀態(tài)種子的種子發(fā)芽率的平均數(shù)、顯著性、標準差及變異系數(shù) （%）

表3 不同溫度形式的種子發(fā)芽率的平均數(shù)、顯著性、標準差及變異系數(shù) （%）

從表1可見，在相同溫度形式、相同處理時間條件下不同狀態(tài)種子受高溫處理能安全發(fā)芽的最高耐受溫度存在差異，如在氣溫處理360 min，超干種子是85℃，干種子是75℃，鮮種子和濕種子是55℃，露白種子是45℃，說明超干種子耐受處理溫度最高，露白種子耐受處理溫度最低。在相同溫度形式、相同處理溫度、相同處理時間條件下不同狀態(tài)種子在高溫處理后的發(fā)芽率存在差異，如在氣溫75℃處理10 min，2個品種超干種子的發(fā)芽率分別是90%和92%，干種子的發(fā)芽率分別是88%和92%，鮮種子的發(fā)芽率分別是30%和82%，濕種子的發(fā)芽率分別是10%和39%，露白種子的發(fā)芽率均為0，說明超干種子耐受高溫后發(fā)芽能力最強，露白種子耐受高溫后發(fā)芽能力最弱。相同溫度形式、相同處理溫度條件下不同狀態(tài)種子耐受高溫處理時間存在差異，如在氣溫85℃條件下，超干種子處理360 min 2個品種的發(fā)芽率分別是88%和91%，干種子處理60 min 2個品種的發(fā)芽率分別是38%和61%，鮮種子、濕種子、露白種子處理10 min后的發(fā)芽率均為0；又如在氣溫65℃條件下，超干種子處理360 min 2個品種的發(fā)芽率分別是90%和94%，濕種子處理10 min 2個品種的發(fā)芽率分別是78%和90%，露白種子處理10 min 2個品種的發(fā)芽率分別是15%和58%，說明超干種子耐受高溫處理時間最長，露白種子耐受高溫處理時間最短。

如圖1所示，在相同溫度形式、相同時間處理條件下，超干種子安全發(fā)芽耐受溫度最高，而露白種子耐受溫度最小。

從表2可知，超干種子發(fā)芽率與干種子發(fā)芽率相比有差異但不顯著，而超干種子和干種子發(fā)芽率與鮮種子、濕種子、露白種子的發(fā)芽率相比差異極顯著，且鮮種子、濕種子和露白種子的發(fā)芽率相互間存在極顯著差異。從變異系數(shù)看，超干種子（0.5686）＜干種子（0.5898）＜鮮種子（0.7494）＜濕種子（0.8998）＜露白種子（1.2328），說明超干種子的發(fā)芽率受高溫處理影響小，露白種子的發(fā)芽率受高溫處理影響大。

可見，水稻不同狀態(tài)種子的發(fā)芽率耐受高溫能力有極顯著差異，表現(xiàn)為超干種子＞干種子＞鮮種子＞濕種子＞露白種子，即超干種子耐受高溫能力最強，露白種子耐受高溫能力最弱。

2.2 溫度形式對種子發(fā)芽率的影響

從表1可見，在相同種子狀態(tài)、相同處理時間和相同處理溫度條件下，水溫比氣溫處理更易使種子發(fā)芽率下降，如干種子在水溫65℃處理60 min后，2個品種的發(fā)芽率均為0，而在氣溫下分別是89%和92%；濕種子在水溫為55℃處理60 min后，2個品種的發(fā)芽率分別是34%和66%，而氣溫處理后分別是88%和90%。在相同種子狀態(tài)、相同處理時間條件下，水溫比氣溫處對種子發(fā)芽率影響更大，干種子在水溫65℃處理60 min，2個品種的種子發(fā)芽率均為0，而在氣溫75℃處理60 min還有90%；超干種子在水溫55℃處理360 min，2個品種的種子發(fā)芽率分別為12%和18%，而在氣溫85℃處理360 min分別還有88%和91%。在相同種子狀態(tài)、相同處理溫度條件下，水溫比氣溫能在更短時間內使種子發(fā)芽率下降，濕種子在55℃水溫處理60 min，2個品種的種子發(fā)芽率分別是34%和66%，而相同溫度條件下氣溫處理360 min分別還有89%和93%；干種子在75℃處理下，2個品種的發(fā)芽率在水溫處理10 min均為0，而在氣溫處理360 min分別還有89%和91%。

表4 不同高溫處理時間的種子發(fā)芽率的平均數(shù)、顯著性、標準差及變異系數(shù) （%）

表5 不同處理溫度種子發(fā)芽率的平均數(shù)、顯著性、標準差及變異系數(shù) （%）

如圖1所示，在相同種子狀態(tài)、相同處理時間條件下，各種子能安全發(fā)芽耐受的相對最高溫度氣溫處理要比水溫處理高。

從表3可見，氣溫處理和水溫處理對種子發(fā)芽率的影響差異極顯著。從變異系數(shù)看，氣溫處理變異系數(shù)（0.5500）＜水溫處理變異系數(shù)（1.0827），說明氣溫處理對水稻種子發(fā)芽率影響小且較穩(wěn)定，水溫處理對水稻種子發(fā)芽率影響大。

2.3 處理時間對種子發(fā)芽率受的影響

從表1可見，干種子在水溫35℃～45℃范圍內處理10 min、60 min、360 min，2個品種的發(fā)芽率分別在87%～91%和90%～93%之間，種子發(fā)芽率無顯著差異，但當水溫升高到55℃時，2個品種的發(fā)芽率在處理10 min時分別是89%和90%，而在處理360 min后則分別下降為8%和16%。鮮種子在氣溫35℃～55℃范圍內處理10 min、60 min、360 min，2個品種的發(fā)芽率分別在88%～90%和90%～93%之間，種子發(fā)芽率無顯著差異，但當氣溫升高到65℃時，2個品種的發(fā)芽率在處理10 min后分別是88%和91%，而在處理360 min后分別下降為64%和72%。

如圖1所示，不論是水溫處理還是氣溫處理，處理時間短，種子安全發(fā)芽能耐受的最高溫度相對較高；處理時間長，種子安全發(fā)芽能耐受的最高溫度相對較低。

從表4可見，不同處理時間對種子發(fā)芽的影響差異達極顯著水平且變異系數(shù)表現(xiàn)為處理時間10 min（0.6701）＜處理時間 60 min（0.8002）＜處理時間 360 min（0.9224），說明隨著處理時間的延長變異系數(shù)在增大，短時間（10 min）高溫處理對水稻種子發(fā)芽率影響小，長時間高溫處理對水稻種子發(fā)芽影響大。

2.4 處理溫度對種子發(fā)芽率的影響

從表1可見，鮮種子在氣溫為35℃～65℃范圍內處理10 min，2個品種的發(fā)芽率分別在88%～90%和90%～92%之間，各處理差異不顯著，但當溫度升高至75℃，2個品種的發(fā)芽率分別下降為30%和82%，溫度升高至85℃，2個品種發(fā)芽率為0。干種子在水溫35℃～45℃范圍內處理360 min，2個品種的發(fā)芽率分別在87%～90%和90～92%之間，差異不顯著，當溫度升高至55℃，2個品種的發(fā)芽率分別下降為8%和16%，溫度升高至65℃，2個品種發(fā)芽率均為0。

從表1可知，處理溫度分為溫和段、溫敏段、溫失段[14]。溫和段是指特定處理條件下即在特定種子狀態(tài)和溫度形式下，高溫處理時間相對較寬，如處理10 min、60 min、360 min的發(fā)芽率無顯著下降的處理溫度范圍，鮮種子在氣溫處理的溫和段是35℃～55℃，處理時間10 min、60 min、360 min 2個品種發(fā)芽率分別在88%～90%和90%～93%之間，處理間差異不顯著。溫敏段指特定處理條件下，必須嚴格掌握處理時間和處理溫度，處理溫度高，處理時間要短，就不會使種子發(fā)芽率顯著下降的處理溫度范圍，鮮種子在氣溫處理的溫敏段范圍是55℃～65℃，處理溫度65℃、處理時間在60 min發(fā)芽率就不會顯著下降，而處理時間在360 min，2個品種發(fā)芽率會顯著下降至64%和72%。溫失段指在特定處理條件下，短時高溫處理就會使種子發(fā)芽率極顯著下降的溫度范圍，鮮種子在氣溫處理的溫失段是≥75℃，2個品種在此氣溫下處理10 min發(fā)芽率分別下降至30%和82%。溫和段是高溫處理安全溫度，溫敏段是高溫處理臨界敏感溫度，而溫失段是非安全溫度。

從表5可見，35℃和45℃處理溫度的種子發(fā)芽率有差異，但不顯著，其余處理溫度之間種子的發(fā)芽率差異極顯著；從變異系數(shù)看，35℃處理（0.0174）＜45℃處理（0.1048）＜55℃處理（0.5416）＜65℃處理（1.0353）＜75℃處理（1.7223）＜85℃處理（2.0943），說明隨著處理溫度升高，變異系數(shù)增大，對水稻種子的發(fā)芽率影響增大；水稻種子發(fā)芽率在低溫度處理時差異小，高溫度處理差異大，種子發(fā)芽率下降快。

表6 不同品種種子發(fā)芽率的平均數(shù)、顯著性、標準差及變異系數(shù)（%）

表7 不同狀態(tài)種子高溫處理前種子水分測定結果（%）

表8 處理時間溫度及種子水分與種子發(fā)芽率相關系數(shù)

2.5 不同品種種子發(fā)芽率

從表1可見，超干種子在氣溫35℃～85℃條件下處理360 min，2個品種發(fā)芽率下降不顯著，但品種間存在差異，泰香稻發(fā)芽率為88%～91%，而大禾谷發(fā)芽率為90%～94%。鮮種子在氣溫35℃～55℃條件下處理360 min，2個品種發(fā)芽率下降不顯著；但當溫度上升到65℃，2個品種發(fā)芽率同時下降，下降幅度品種間存在差異，泰香稻下降至64%，大禾谷下降至72%；溫度上升至75℃，2個品種發(fā)芽率均為0。干種子在水溫35℃～55℃條件下處理10 min，2個品種發(fā)芽率下降不顯著。但當溫度上升至65℃，泰香稻發(fā)芽率下降至62%，大禾谷發(fā)芽率為91%；溫度上升至75℃，2個品種發(fā)芽率均為0。

從表6可見，2個品種間種子發(fā)芽率差異極顯著；從變異系數(shù)看，泰香稻（0.8206）＞大禾谷（0.7654），說明泰香稻種子發(fā)芽率受高溫的影響要比大禾谷大。

2.6 種子水分對種子發(fā)芽率的影響

從表7可知，2個品種同一狀態(tài)種子含水量差異小，差異在0.2%～2.2%之間；而不同狀態(tài)種子所含水分差異大，超干種子為5.9%、干種子為11.2%、濕種子為29.9%、鮮種子為34.6%、露白種子為35.3%。結合表7、表1結果可知，超干種子含水量最低，其耐受高溫能力最強，露白種子含水量最高，其耐受高溫能力最弱；不同狀態(tài)種子發(fā)芽耐受高溫的程度差異極顯著，如在氣溫處理360 min條件下，超干種子安全發(fā)芽耐受相對最高溫度是85℃，干種子是75℃，濕種子是55℃。

2.7 高溫處理相關性分析

從表8可以得出，處理時間、處理溫度、種子含水量與種子發(fā)芽率間存在著極顯著負相關，處理時間越長、處理溫度越高和種子含水量越大，種子發(fā)芽率下降越快。

3 討論

農作物種子在加溫干燥過程中有一個基本要求，即必須保證種子的活力不受到損害，在此前提下，需盡快將水分降低到安全標準以下，以便貯藏到播種期或更長時間而仍有旺盛的發(fā)芽力，這是糧食干燥和種子干燥的根本區(qū)別[1]。本試驗結果表明，剛收獲水稻是鮮種子，鮮種子含水量高達34.6%，在氣溫65℃條件下烘干不安全，在氣溫45℃～55℃之間烘干比較安全。剛收獲種子要在曬場曬干，嚴禁像食用稻谷一樣在夏季炎熱陽光下暴曬，曬場的溫度應控制在55℃以內；用烘干機烘干水稻種子，開始由于種子含水量高，烘干溫度應控制在45℃～50℃之間，等含水量下降到18%以下，溫度可升到50℃～55℃繼續(xù)烘，直至水分降到安全貯藏水分（13%）以下。播種前的水稻種子要曬種消毒，可以把種子先在上午較低溫度條件下曬4 h左右，然后在較高溫度的中午和下午繼續(xù)再曬6 h左右，既可以殺死附在種子表面的病蟲源，起消毒作用，又不會損傷種子，影響發(fā)芽率。不宜直接將種子在中午高溫炎熱條件下暴曬。

農民多采用藥劑浸種、曬種、熱水燙種等辦法對種子進行消毒，而較少采用高溫消毒，主要原因是由于相關技術不易掌握，稍不注意就會導致種子發(fā)芽率下降。種子高溫消毒首先要選擇合適的種子狀態(tài)，超干種子、干種子、濕種子可以采用高溫消毒，露白種子耐高溫能力差，不宜采用高溫消毒。其次選擇合適的處理溫度形式。溫度形式有兩種：一種是采用干熱消毒，把種子放在恒溫干燥箱通過氣溫加熱消毒，超干種子、干種子、濕種子可以采用干熱消毒；另一種是濕熱消毒，即把種子放在溫度恒定的熱水中消毒，干種子可采用濕熱消毒。選擇合適的處理溫度和時間，這點特別關鍵。干種子在65℃熱水中燙種10 min進行濕熱消毒或濕種子在65℃氣溫進行干熱消毒10 min，都會使種子發(fā)芽率嚴重下降。因此，進行種子高溫消毒時，一定要把握各種子狀態(tài)在水溫或氣溫處理的溫和段、溫敏段和溫失段范圍，確保種子安全發(fā)芽。據(jù)本次試驗結果，超干種子耐高溫能力最強，進行干熱消毒最安全有效[16-18]。超干種子干熱高溫消毒具體辦法是：播種前把干種子放在45℃恒溫干燥箱烘4～6 h，使種子水分降至安全標準水分（13%）以內；然后把恒溫干燥箱溫度設置成60℃，繼續(xù)烘 18～20 h，使種子水分降到 5%～7%；最后恒溫干燥箱設置成80℃～85℃氣溫烘6～10 h，或設置成75℃～80℃氣溫烘24 h，這樣可以有效殺滅種源病蟲害，還能保持種子活力不下降。超干種子耐高溫能力機理值得今后進一步探討研究。

水稻播種前一般要先經(jīng)過科學浸種、高溫破胸催芽，然后播種。在生產實踐中，筆者常發(fā)現(xiàn)農民存在以下操作問題：用超過55℃的溫水浸種，且時間超過6 h；把種子放在鍋中加熱高溫破胸，在操作過程中易使處理溫度超過65℃且時間超過10 min；催芽時用超過45℃的熱水浸露白種子達1 h以上。這些操作都會傷害種子，使種子發(fā)芽率顯著下降，甚至為0。本試驗表明，干種子在55℃水溫浸種6 h，濕種子在65℃氣溫處理10 min，露白種子在45℃水溫浸種1 h都會使發(fā)芽率嚴重下降?；诖?，浸種的水溫不宜超過35℃，如浸種溫度高則浸種時間要短，春季浸種水溫是15℃、浸種時間需24 h，夏季浸種的水溫是30℃、浸種時間只要12 h；高溫破胸處理氣溫不要超過45℃，應控制在33℃～38℃之間，處理時間在30 h左右，這樣會比較安全；破胸后成為露白種子，由于露白種子耐高溫能力最弱，催芽氣溫應控制在25℃左右，在此溫度下再培育24 h左右就可以播種。

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Effects of High Temperature on Germination Rate of Rice Seed

YE Shiqing
（Anyuan County Agriculture and Food Bureau,Anyuan,Jiangxi 342100,China;Author:ysqjg@126.com）

The effects of high temperature on germination rate of rice seed were studied,using the ultra dry seeds,dry seed,fresh seed,wet seed,white seed of two early indica rice varieties as materials.The results showed that there were significant differences in high temperature tolerance ability of ultra dry seeds,dry seeds,fresh seeds,wet seeds and white seeds,performance for ultra dry seeds＞dry seeds＞fresh seeds＞wet seeds＞white seeds.The effects of water temperature on germination rate was more significant than temperature.The germination rate was decreased with the increase of treatment temperature and treatment time significantly in a certain range.The seed germination rate of different rice showed the same trend after temperature treatment,but there were also significant individual differences.The seed moisture content restricts the ability of high temperature resistence,the higher the moisture content of seeds,the weaker the resistance to heat.

rice;seed;germination rate;high temperature

S511.041

A

1006-8082（2017）06-0047-06

2017－08－12