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貯存環(huán)境對水稻種子芽率及水分的影響

2014-05-18 10:13侯文平王成璦趙秀哲于亞彬高連文
種子科技 2014年8期
關(guān)鍵詞:恒溫庫房冰箱

侯文平,王成璦,趙 磊,趙秀哲,于亞彬,高連文,李 巖

(通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,吉林 通化 135007)

貯存環(huán)境對水稻種子芽率及水分的影響

侯文平,王成璦,趙 磊,趙秀哲,于亞彬,高連文,李 巖

(通化市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,吉林 通化 135007)

本試驗利用通系158、通系929、通禾837等11個水稻品種,在兩種貯存環(huán)境下對種子水分、芽率的影響進(jìn)行了研究。通過兩年試驗,明確了貯存環(huán)境對水稻種子水分、芽率的影響及種子的貯存年限。試驗結(jié)果表明:在室內(nèi)(庫房)貯存的水稻種子,貯存1年的種子芽率比原始芽率平均降低89.08%,但是芽率均可達(dá)到85%以上;貯存兩年芽率平均降低57.37%,均未達(dá)到國家要求大田用種的芽率標(biāo)準(zhǔn) (85%以上)。貯存1年種子含水量降低3.70%~5.10%,貯存兩年只比貯存1年降低0.00%~0.30%。室內(nèi)(庫房)不適合長期貯存種子及種質(zhì)資源。擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻種子,貯存1年種子出芽率平均降低1.00%,貯存兩年種子出芽率平均降低3.72%,最低出芽率為91.75%。貯存1年種子含水量降低0.20%~1.90%,貯存兩年比貯存1年降低0.00%~1.00%,擬低溫(冰箱5℃恒溫)條件下貯存的種子及種質(zhì)資源,兩年后芽率仍然能保持在90%以上。

水稻種子;貯存環(huán)境;芽率;水分

在吉林省特殊寒地氣候條件下,水稻種子及種質(zhì)資源的貯存一直是水稻生產(chǎn)者及育種工作者面臨的難題。在保證水稻種子及種質(zhì)資源出芽率的前提下,貯存環(huán)境的優(yōu)劣顯得尤為重要。掌握適宜的貯存方法,是水稻生產(chǎn)者及育種工作者面臨的新的挑戰(zhàn)。不同水稻品種在不同貯存條件下的耐儲性不盡相同,對不良環(huán)境的抵抗能力也存在著差異[1]。即使在相同條件下貯存,不同水稻品種間的貯存壽命也有顯著差異[2,3]。

近年來,國內(nèi)外以超干貯存的方式研究室溫下長期保存種質(zhì)資源,已取得了初步的進(jìn)展[4,5]。但前人所做的研究大多集中在含油量較高的種子上,針對淀粉類種子尤其是水稻種子的報道較少,而且所進(jìn)行的研究集中在短期超干貯存上[6~8]。

為了延長種質(zhì)資源的使用年限,減少資源性材料的種植次數(shù),避免混雜和種性退化,節(jié)約開支,減輕工作量,確保水稻種子的出芽率,筆者設(shè)計了兩種貯存環(huán)境對水稻種子水分、芽率影響的試驗研究。通過本試驗明確吉林省水稻種子及種質(zhì)資源貯存的最佳環(huán)境及年限,為吉林省水稻種子繁育及種質(zhì)資源保存提供依據(jù),也為種子生產(chǎn)及加工企業(yè)、育種工作者及種植農(nóng)戶提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

采用通化市農(nóng)科院選育的11個水稻品種,分別為:通系158、通88-7、通系929、通禾834、通禾837、通豐9、通育217、通育239、通豐13、通粘1號、通粘2號。

1.2 試驗方法

本試驗利用2008年秋季收獲的水稻種子,用水分測定儀(日本產(chǎn)DT-305型)測定每個品種的水分,選取水分15.0%以下種子作為樣本,同一樣本分成兩份,一份在室內(nèi)(庫房)貯存,另一份放在冰箱內(nèi)(5℃恒溫)擬低溫貯存。種子芽率在通化市農(nóng)科院化驗中心測定,種子出芽率按照(GB/T3543.1-3543.7-1995)進(jìn)行,5 d初次計數(shù),10 d末次計數(shù)[9],計算出發(fā)芽勢和發(fā)芽率。將上述分期收獲的2009年種子樣本于2010年3月測定其出芽率。

2009年、2010年、2011年分別在當(dāng)年3月,對兩種貯存環(huán)境的水稻種子按照上述方法測定芽率,進(jìn)行各品種年度間芽率降低對比試驗,分析評定年度間不同貯存環(huán)境對水稻種子芽率的影響,確定兩種貯存方式下水稻種子的貯存年限。

表1 室內(nèi)(庫房)貯存的水稻種子年度間水分變化

2 結(jié)果與分析

2.1 室內(nèi)(庫房)貯存種子年度間水分與芽率的變化

2.1.1 室內(nèi)(庫房)貯存種子年度間水分變化

由表1可以看出,在室內(nèi)(庫房)貯存的水稻種子,種子水分隨貯存年限的增加而下降,尤其是第一年水分下降明顯。試驗表明,當(dāng)年收獲的種子,翌年3月測定種子水分為13.40%~14.90%,貯存1年后水分降低到9.50%~11.10%,水分降低了3.70%~5.10%,平均降低了4.32%。貯存兩年種子平均水分為9.50%~9.80%,平均水分為9.55%,比貯存前 (兩年前)降低了3.80%~ 5.20%,平均降低了4.45%;比上一年降低了0.00%~ 0.30%,平均降低了0.14%。說明水稻種子貯存期間的水分變化主要是在第一年,在室內(nèi)環(huán)境條件下,種子水分降到9.50%以后,第二年水分基本上不再下降。

2.1.2 室內(nèi)(庫房)貯存種子年度間芽率的表現(xiàn)與變化

從表2可以看出,在室內(nèi)(庫房)貯存的種子,品種間出芽率隨貯存年限的增加呈下降趨勢。2009年3月參試品種的出芽率為99.50%~99.25%,11個品種平均出芽率為98.25%,貯存1年后出芽率降低到85.30%~ 96.30%,平均芽率為89.08%,比原始芽率降低了2.95% ~13.45%,平均芽率降低了9.17%,貯存1年各品種出芽率都超過國家大田用種標(biāo)準(zhǔn)(85%)以上。貯存兩年的種子出芽率為14.30%~60.50%,平均芽率為40.90%,比貯存前降低了37.75%~83.95%,平均芽率比原始芽率降低了57.37%,種子出芽率全部低于國家大田用種標(biāo)準(zhǔn)(85%),比貯存1年的出芽率降低了33.30%~74.20%,平均芽率降低了42.21%。分析結(jié)果表明,在試驗區(qū)自然條件下,室內(nèi)(庫房)貯存水稻種子在達(dá)到安全水分以下時只能貯存1年,貯存年限超過1年必須在使用前進(jìn)行芽率測定,確定是否符合種子標(biāo)準(zhǔn)對芽率的要求。如果是資源型材料,在隔年不能種植而保存的情況下,最多只可以貯存兩年,第3年使用時,在測定出芽率的基礎(chǔ)上加大播種量,使種質(zhì)資源不至丟失。

表2 室內(nèi)(庫房)貯存水稻種子年度間的出芽率差異

表3 室內(nèi)(庫房)貯存水稻種子出芽率年度間的變化與差異

表4 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻種子年度間水分變化

2.1.3 室內(nèi)(庫房)貯存水稻種子芽率年度間的差異顯著性分析

表3對室內(nèi)(庫房)環(huán)境條件下貯存的11個水稻品種3年的出芽率差異進(jìn)行了顯著性分析。

由表3可以看出,同一品種除通育217和通88-7原始芽率與貯存1年后的芽率無顯著差異外,其他品種年度間出芽率都達(dá)到了極顯著水平,并且隨著貯存年限的增加芽率明顯下降。年度內(nèi)出芽率除2009年品種間無差異外,貯存1年(2010年)的除了通88-7和通育217出芽率(96.25%~94.25%)較高,且與2009年無顯著差異外,其他品種間無顯著差異,出芽率明顯低于2009年;2011年(貯存兩年)雖然出芽率大幅度下降,但是與2010年(貯存1年)的趨勢相一致,只有通88-7和通育217的出芽率高于其他品種,并與其他品種存在著極顯著差異。這說明水稻品種(無論糯稻還是粳稻)的耐儲性存在著差異,參試的11個品種只有通88-7和通育217的耐儲性高于其他品種,貯存1年后仍然可以作為商品種子使用,貯存兩年后出芽率仍然可以達(dá)到56.25%以上。

2.2 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻種子年度間水分與芽率的變化

2.2.1 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻種子年度間水分變化

在冰箱5℃恒溫條件下貯存的11個水稻品種,于2008年9月收獲,2009年3月測定種子水分。從表4可以看出,2009年開始貯存時測定各品種的水分為13.40%~14.90%,平均14.07%;貯存1年后11個品種的水分分布在12.00%~13.70%之間,平均13.12%,水分降低0.20%~1.90%,平均降低0.95%。種子貯存兩年后水分為12.00%~13.60%,平均12.78%;比2009年(貯存前)降低0.40%~2.30%,平均降低1.29%;比2010年(貯存1年)降低0.00%~1.00%,平均降低0.34%。由于低溫條件下貯存,種子直接進(jìn)入低溫休眠狀態(tài),雖然種子水分高于室內(nèi)(庫房)貯存,但是貯存期間種子內(nèi)生命活動受到限制,尤其是低溫環(huán)境下呼吸作用受到抑制,種子可以長時間保持其活力。

2.2.2 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的種子年度間芽率的變化

由表5可以看出,在冰箱5℃恒溫條件下貯存的水稻種子,出芽率隨貯存年限的增加而略有降低,但是都達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)(85%)以上。2009年貯存前的種子芽率為95.50%~99.25%,11個品種平均芽率為98.25%,2010年貯存1年后,各品種的芽率為94.50%~98.75%,11個品種平均芽率為97.25%;比2009年降低了0.50% ~1.00%,平均降低1.00%。2011年(貯存兩年)的種子出芽率為91.75%~97.75%,平均為94.53%,比2009年降低1.50%~3.75%,平均降低3.72%,比2010年降低1.00%~2.75%,平均降低2.72%。分析結(jié)果表明,擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻種子,貯存兩年后出芽率還能達(dá)到90%以上,仍然可以作大田用種。

表5 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存下水稻種子年度間出芽率表現(xiàn)

表6 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存的水稻各品種種子芽率年度間的差異

2.2.3 擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存種子年度間芽率的差異顯著性分析

表6列出了2009—2011年擬低溫(冰箱5℃恒溫)條件下貯存的11個水稻品種的出芽率及差異顯著性。由表6可以看出,2010年(貯存1年)后,除通系929與2009年芽率達(dá)到了5%的差異顯著外,其他10個品種間沒有差異;低溫貯存兩年后,除了通88-7和通育217與前兩年無顯著差異外,其他品種與2009年或2010年的出芽率均產(chǎn)生了顯著和極顯著的差異,其中通系929、通禾837、通豐13等品種與2009年的出芽率比較達(dá)到了5%的差異顯著標(biāo)準(zhǔn);通系158、通禾834、通豐9號、通育239、通粘1號、通粘2號都達(dá)到了1%的差異顯著標(biāo)準(zhǔn)。雖然低溫條件下貯存1~2年種子芽率、水分略有降低,但是降低幅度較小,說明種子在低溫(冰箱5℃恒溫)條件下貯存,種子處于休眠狀態(tài),種子水分變化較小,種子內(nèi)部生命活動緩慢,消耗物質(zhì)與能量少,種子芽率下降緩慢。因此,低溫(冰箱5℃恒溫)適合長期貯存種子及種質(zhì)資源。

3 結(jié)論

通過本試驗可以看出,室內(nèi)(庫房)常溫和低溫是種子貯存的兩種主要方法。由于兩種貯存方法的溫度與濕度不同,隨著貯存年限的增加,種子水分與芽率亦表現(xiàn)出明顯的差異。室內(nèi) (庫房)貯存1年,出芽率降低2.95%~13.45%,平均降低8.08%,但是芽率均可達(dá)到85%以上;貯存兩年,芽率降低37.75%~83.95%,平均降低57.37%,種子芽率降低至60%以下。貯存1年種子含水量降低幅度大,達(dá)到3.70%~5.10%,貯存兩年只比貯存1年降低0.00%~0.30%。因此,室內(nèi)(庫房)不適合長期貯存水稻種子及種質(zhì)資源。

低溫貯存是保持種子活力、延長種子壽命的一種有效方法。擬低溫(冰箱5℃恒溫)貯存1年種子含水量降低0.20%~1.90%,出芽率降低0.50%~1.00%(平均降低1.00%),最低出芽率為94.50%;貯存兩年種子出芽率降低1.50%~3.75%(平均降低3.72%),最低出芽率為91.75%,水分比貯存1年降低0.00%~1.00%,種子含水量降低幅度較小,出芽率仍然能保持在90%以上,仍可作生產(chǎn)上的大田用種。

[1]Sikder H.P.∶Varietal differences in seed longevity,Int.Rice Res.Newsl,1998,13(4)∶21-22.

[2]Chang T.T.∶Findings from a 28-yr seed Viability experiment. Int.Rice Res.Newsl,1991,16(3)∶5-6.

[3]Sinha P.K.Chanhan J.S.Chanhan V.S.et al.∶Effects of storage on rice germplasm Viability,Int.Rice Res.Newsl,1988,13(6)∶7-8.

[4]Zheng G H,Jing X M,Tao K L.Ultradry storage cuts cost of gene hank.Nature,1998,393∶223-22.

[5]Sun A Q(孫愛清),Gao R Q(高榮岐),Yin Y P(尹燕枰). Advances in ultradry seed storage.J Shandong Agric Univ(Natural Science)(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報)(自然科學(xué)版),2000,31(3):325-329.(in Chinese with English abstract)

[6]Hu C L(胡承蓮),Hu X R(胡小榮),Xin P P(辛萍萍).Study on the storage of ultradried rice seeds.Seed(種子),1999,(2):18-21.(in Chinese with English abstract)

[7]Zhi J Z(支巨振),Bi X H(畢辛華).The influence of ultrar low moisture content on stored rice seed’s viability and physiological characteristics.Seed(種子),1991,(4):19-23.(in Chinese with English abstract)

[8]Ellis R H,Hong T D,Roberts E H.The low moisture content limit to the negative logarithmic relation between seed longevity and moisture corrtent in three subspecies of rice.Ann Bot, 1992,69∶53-58.

[9]國家技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程(GB/T3543.1-3543.7 -1995)[M].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1995.

2014-07-10

1005-2690(2014)08-0027-04

S511

B

侯文平(1973-),男,吉林梨樹人,碩士,助理研究員,主要從事水稻育種與栽培研究。

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