張 冰，劉乃新，張福順

(黑龍江大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院)

0 前言

甜菜是世界主要糖料作物之一，具有良好的耐鹽性，在我國(guó)新疆、內(nèi)蒙古和黑龍江等地區(qū)種植較多。糖用甜菜是世界兩大糖料作物之一，也是我國(guó)北方重要的經(jīng)濟(jì)作物[1]。甜菜在發(fā)芽以及生長(zhǎng)的過(guò)程中，受播期的影響較大，播期在很大程度上決定了甜菜生長(zhǎng)過(guò)程中的溫度條件，進(jìn)而對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育造成影響。這種影響將直接表現(xiàn)為甜菜出苗的快慢、生育期的延長(zhǎng)或縮短，同時(shí)影響甜菜的生理成熟度，最終導(dǎo)致甜菜產(chǎn)量、含糖的增加或減少[2-3]。所以，探求適合甜菜生長(zhǎng)的溫度條件以及適宜的播種時(shí)期，對(duì)于指導(dǎo)甜菜生產(chǎn)以獲得更高產(chǎn)質(zhì)量具有重要意義。

種子萌發(fā)階段對(duì)抗逆性的反應(yīng)較為敏感，是植物生活史中至關(guān)重要的發(fā)育階段之一[4-5]。此時(shí)期如遭遇低溫脅迫，會(huì)造成土壤微生物大量繁殖，種子浸種產(chǎn)生損傷，輕則延緩甜菜種子發(fā)芽速度，發(fā)芽率降低，重則造成種子腐爛死亡，導(dǎo)致大面積缺苗斷壟，給甜菜生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失[6]。因此，分析不同溫度條件下不同類(lèi)型甜菜種子萌發(fā)期的吸水規(guī)律及發(fā)芽特性對(duì)高活力種質(zhì)的創(chuàng)制、規(guī)范化生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)具有重要的理論意義。

種子萌發(fā)期是甜菜整個(gè)生育期當(dāng)中至關(guān)重要的生長(zhǎng)階段[7]，此時(shí)期如遭遇低溫脅迫，會(huì)造成土壤微生物大量繁殖，種子浸種產(chǎn)生損傷，輕則延緩甜菜種子發(fā)芽速度，發(fā)芽率降低，重則造成種子腐爛死亡，導(dǎo)致大面積缺苗斷壟，給甜菜生產(chǎn)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失[8]。因此，分析不同溫度條件下不同類(lèi)型甜菜種子萌發(fā)期的吸水規(guī)律及發(fā)芽特性對(duì)高活力種質(zhì)的創(chuàng)制、規(guī)范化生產(chǎn)及開(kāi)發(fā)具有重要的理論意義[9]。

本研究以3個(gè)不同來(lái)源的甜菜品種為試驗(yàn)材料，根據(jù)每年?yáng)|北地區(qū)春播時(shí)期的氣候條件，設(shè)置3種不同的溫度處理(10，25和30℃)進(jìn)行種子萌發(fā)階段吸水試驗(yàn)，并記錄發(fā)芽率，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)，初步探究不同溫度對(duì)甜菜種子的吸水變化規(guī)律和對(duì)種子發(fā)芽的影響，旨在為高活力甜菜選種、節(jié)本增效、提高甜菜產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試的4個(gè)大豆品種由吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院大豆研究所提供，包括TX2121、一品紅、糖甜菜，甜菜品種的相關(guān)農(nóng)藝性狀詳見(jiàn)表1。供試種子于黑龍江省黑龍江大學(xué)農(nóng)學(xué)院提供，曬干脫粒后置于40℃烘箱烘干至恒重。選取籽粒大小一致、飽滿(mǎn)且表皮無(wú)破損的甜菜種子待用。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將備用的3個(gè)甜菜品種的種子用1%次氯酸鈉消毒，蒸餾水清洗3次后放在滅過(guò)菌的培養(yǎng)皿里浸種，置于恒溫培養(yǎng)箱暗培養(yǎng)，設(shè)置3個(gè)不同溫度(10，25和30℃)進(jìn)行種子萌發(fā)階段吸水試驗(yàn)，每個(gè)處理50粒種子，3次重復(fù)。

1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法

每隔2 h取出種子瀝水，用濾紙吸干種子表面水分后稱(chēng)重。同時(shí)記錄3個(gè)不同溫度下培養(yǎng)2 d后種子的發(fā)芽數(shù)，以種子吸水開(kāi)始至芽長(zhǎng)達(dá)到種臍的1/2為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算

發(fā)芽率，連續(xù)調(diào)查6 d。

相對(duì)吸水量(%)=(Mn-M0)/M0×100

吸水速率(g·h-1)=(Mn-Mn-1)/t

式中：M0為浸種前干種子的質(zhì)量；Mn為浸種

后某一測(cè)量時(shí)間點(diǎn)種子的質(zhì)量；Mn-1為浸種后

Mn前一個(gè)測(cè)量時(shí)間點(diǎn)種子的質(zhì)量，t為間隔時(shí)間(2 h)。

發(fā)芽率(%)=(種子發(fā)芽數(shù)/種子總數(shù))×100

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt)

式中：Gt為t時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)；Dt為發(fā)芽日數(shù)。

1．2．3 數(shù)據(jù)分析

采用 Excel 2010軟件進(jìn)行作圖，采用SPSS22．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同溫度對(duì)天賜啊種子吸水規(guī)律的影響

2．1．1 吸水量

由圖1可知，兩種溫度的三個(gè)品種的吸水量基本走勢(shì)是在同一溫度下，時(shí)間越久，吸水量越大。在不同溫度下，30℃的吸水量大于25℃的吸水量。3H時(shí)TX2121、糖甜菜的吸水量25℃>30℃。糖甜菜的吸水量受溫度的影響不大，在15-24小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，吸水量差距越來(lái)越小。甜菜種子的吸水量隨著發(fā)芽時(shí)間的推移而上升。

圖1 不同溫度、不同時(shí)間下甜菜品種間的相對(duì)吸水量的變化

2．1．2 吸水速率

由圖2可知，三個(gè)品種在不同溫度下，吸水量趨勢(shì)基本一致。一品紅的吸水量25℃>30℃；TX2121、糖甜菜的吸水速率30℃>25℃；這其中TX2121的吸水量是三個(gè)品種中最大的，遠(yuǎn)高于一品紅和糖甜菜。由此可見(jiàn)，在甜菜種子的萌發(fā)階段溫度對(duì)吸水量及吸水速率有一定影響，不同類(lèi)型甜菜品種的影響程度差異明顯。甜菜種子的吸水率隨著發(fā)芽時(shí)間的推移而升高。

圖2 不同溫度下不同甜菜品種種子的吸水速率

2.2 不同甜菜品種種子的吸水規(guī)律變化

2．2．1 吸水量

由圖3可知，相同溫度條件不同品種的相對(duì)吸水量變化略有差異。如在25℃條件下，TX2121和糖甜菜的相對(duì)吸水量的基本趨勢(shì)是一致的，甚至后面幾近重合。在0—3H時(shí)，糖甜菜的相對(duì)吸水量大于TX2121的下能對(duì)吸水量。一品紅的相對(duì)吸水量最低，并且變化幅度沒(méi)有糖甜菜和TX2121的變化幅度大。在6H后，三個(gè)品種的甜菜的吸水量保持穩(wěn)定，一品紅幾乎沒(méi)什么變化，TX2121和糖甜菜的吸水變化有微小起伏，但變化趨勢(shì)一致。在25℃條件下，三個(gè)品種吸水量都先呈先快后慢的趨勢(shì)變化，并且后面的吸水量變化不明顯，逐漸趨于穩(wěn)定不變。

圖3 25℃下的不同甜菜品種種子的相對(duì)吸水量

由圖4可知，在30℃的條件下，吸水量變化幅度TX2121>一品紅>糖甜菜。整體的吸水量變化是由快變慢，其中糖甜菜的吸水量變化幅度最小，6H后甚至趨于穩(wěn)定，幾近不變的吸水量變化。TX2121在6H時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，吸水量雖然呈下降趨勢(shì)，但是在下降趨勢(shì)中呈增長(zhǎng)狀態(tài)。隨后在9H時(shí)下降，在12H吸水量又相對(duì)提升，隨后趨于小幅度下降且穩(wěn)定的狀態(tài)。一品紅和糖甜菜的吸水量變化趨勢(shì)幾乎一致，都是由3-6H的快速下降到后期的小幅度下降趨勢(shì)，在9H后趨于平緩的不變的相對(duì)吸水量，而且相對(duì)吸水量幾乎相同。

圖4 30℃下不同甜菜品種種子的相對(duì)吸水量

3.2.2 吸水速率

由圖5、6可知，25℃處理環(huán)境下吸水速率TX2121>一品紅>糖甜菜。TX2121在25℃、30℃下，在9H時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)，吸水速率由慢變快，后在15前趨于變緩，15h時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)由慢變快的拐點(diǎn)。一品紅、糖甜菜在15H時(shí)出現(xiàn)由慢變快的拐點(diǎn)，糖甜菜在18H時(shí)出現(xiàn)第二個(gè)由慢變快遞的拐點(diǎn)；一品紅和糖甜菜的上升幅度比較小，都沒(méi)有TX2121上升幅度大。兩個(gè)溫度的吸水速率變化趨勢(shì)幾乎一致。變化趨勢(shì)線(xiàn)條在圖中呈現(xiàn)平行的狀態(tài)。

圖5 25℃下不同甜菜品種種子的吸水速率

2．3 種子萌發(fā)初期的發(fā)芽特性

2．3．1 發(fā)芽率

由圖7可知，相同溫度條件甜菜種子的發(fā)芽率存在明顯差異，不同溫度條件下的甜菜種子發(fā)芽率也存在明顯差異。除了TX2121的發(fā)芽率保持穩(wěn)定外，糖甜菜和一品紅的發(fā)芽率則是25℃>30℃。其中，發(fā)芽率最高的是一品紅，與其他兩個(gè)品種的甜菜種子相比，有著很大的差異。TX2121的發(fā)芽率在兩個(gè)溫度環(huán)境處理下，保持穩(wěn)定。說(shuō)明TX2121的發(fā)芽率受這兩個(gè)溫度的影響不大。在相同溫度下，發(fā)芽指數(shù)最高的也是一品紅。在25℃時(shí)，發(fā)芽指數(shù)糖甜菜 >TX2121；在30℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)糖甜菜

圖6 30℃下不同甜菜品種種子的吸水速率

圖7 不同溫度下的甜菜種子的發(fā)芽率

3．3．2 發(fā)芽指數(shù)

由圖8可知，三個(gè)品種的發(fā)芽指數(shù)25℃>30℃，TX2121兩個(gè)溫度下的發(fā)芽指數(shù)幾乎不變，30℃>25℃。另外兩個(gè)品種的甜菜種子的發(fā)芽指數(shù)相差明顯，其中糖甜菜的變化量沒(méi)有一品紅大，可以總結(jié)初，這兩個(gè)變化指數(shù)呈2倍增長(zhǎng)的變化。同種溫度條件下，一品紅的發(fā)芽指數(shù)最高，其次為T(mén)X2121和糖甜菜。從TX2121的發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率來(lái)看，25℃的環(huán)境更適合生長(zhǎng)，有助于提高發(fā)芽率。

圖8 不同溫度下甜菜種子的發(fā)芽指數(shù)