何龍生 李嘯天 趙光武

摘要：為準(zhǔn)確評價水稻（Oryza sativa L.）種子活力的高低，對2016年生產(chǎn)的14個品種的常規(guī)稻種子樣品進(jìn)行不同梯度的加速老化試驗(yàn)，并測定它們的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、平均發(fā)芽天數(shù)、田間出苗率等活力指標(biāo)。相關(guān)分析表明，45 ℃老化48 h后發(fā)芽率是測定常規(guī)粳稻種子活力的最佳指標(biāo)，41 ℃老化96 h后發(fā)芽率是評價常規(guī)秈稻種子活力的理想指標(biāo)。方差分析表明，富禾66、秀水134等粳稻品種種子的老化發(fā)芽率和各活力指標(biāo)均較高，而鎮(zhèn)糯19、遼粳9等品種種子以上指標(biāo)均較低;珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號等秈稻品種種子的老化發(fā)芽率和各活力指標(biāo)均較高，金香糯等品種種子的各指標(biāo)均較低。

關(guān)鍵詞：常規(guī)稻;加速老化法;種子活力;發(fā)芽率;發(fā)芽勢;田間出苗率;活力指數(shù)

中圖分類號： S330.2 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2019）07-0061-04

種子活力是指在廣泛的田間條件下種子發(fā)芽并長成正常植株的潛在能力，是種子生命活動中極為重要的特征之一，也是決定種子或種子批在發(fā)芽和出苗期間活性水平和行為的那些種子特性的綜合表現(xiàn)[1]。種子活力的高低不僅影響種子的貯藏及萌發(fā)，還嚴(yán)重影響農(nóng)作物的質(zhì)量與產(chǎn)量。種子活力的準(zhǔn)確測定在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中顯得尤為重要。目前，國際種子檢驗(yàn)協(xié)會（ISTA）制定的《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中規(guī)定了菜豌豆種子活力的電導(dǎo)率測定法，大豆種子活力的加速老化測定法，蕓薹屬種子活力的控制劣變測定法和玉米種子活力的胚根伸長測定法。加速老化測定法作為推薦方法也寫進(jìn)了ISTA手冊中，加速老化測定法對玉米、小麥、棉花等12種作物種子加速老化的時間與溫度進(jìn)行了明確規(guī)定[2]，但未涉及水稻。

人工加速老化法是模擬種子在高溫、高濕條件下快速老化，使種子間活力的差異在較短的時間內(nèi)就能體現(xiàn)出來的一種方法，相比于自然老化，此法操作簡便、周期短，是目前最常用的人工加速老化方法[3]。張瑛等在對水稻種子的加速老化研究中發(fā)現(xiàn)，人工加速老化的結(jié)果與自然老化的結(jié)果相似，在種子活力的研究中可以用人工加速老化法代替自然老化[4-5]。毛培勝等對紫花苜蓿種子進(jìn)行了人工加速老化法研究，發(fā)現(xiàn)45 ℃老化處理后，種子發(fā)芽率顯著降低，而且老化溫度與老化時間的互作因素對種子的發(fā)芽率有顯著性影響[6]。閆慧芳等分別對老芒麥種子、青海甜燕麥種子進(jìn)行了加速老化的研究，結(jié)果表明，種子的休眠程度影響老化溫度與老化時間的互作效應(yīng)，老芒麥種子、燕麥種子加速老化處理的適宜條件分別是45 ℃老化48 h、42 ℃老化36 h[7-8]。此外，還有一些研究者對大豆、玉米、黑麥草等作物的最適加速老化條件進(jìn)行了研究。但許惠濱等在對水稻種子老化試驗(yàn)的研究中發(fā)現(xiàn)，人工環(huán)境與自然環(huán)境下的老化有很大差異，兩者的結(jié)果并不完全一致[9]。

水稻（Oryza sativa L.）是我國重要的糧食作物[10-11]，如何準(zhǔn)確測定其種子活力水平直接關(guān)系田間出苗和幼苗的長勢。但水稻類型眾多，不同類型種子的老化條件可能存在差異。而且鑒于常規(guī)水稻可以自繁獲得環(huán)境條件一致的試驗(yàn)材料，本研究通過測定14個常規(guī)稻樣品在不同老化條件下的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、活力指數(shù)、平均發(fā)芽時間（天數(shù)）、田間出苗率等活力指標(biāo)，并通過統(tǒng)計(jì)分析，確定不同類型水稻種子最適合的老化條件，為制定水稻種子活力測定方法提供科學(xué)依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 種子準(zhǔn)備 本試驗(yàn)選取浙江省14個自繁品種的常規(guī)稻種子樣品為試驗(yàn)材料，其中粳型常規(guī)稻品種樣品7份（富禾66、秀水134、遼粳9、秀水05、寧81、鎮(zhèn)糯19、三江2號），秈型常規(guī)稻品種樣品7份（珍珠糯、綠稻Q7、揚(yáng)稻6號、柳豐香占、農(nóng)樂1號、甬秈15、金香糯）。種子樣品儲存在 4 ℃ 下備用。

1.1.2 儀器耗材 發(fā)芽紙、發(fā)芽盒、網(wǎng)架盤、老化盒、光照培養(yǎng)箱、烘箱、電子天平、水分測定儀和種子老化箱。

1.2 試驗(yàn)方法

室內(nèi)試驗(yàn)包括標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)和加速老化試驗(yàn)，于2017年3—5月在浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院種子實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn) 從每個品種樣品中隨機(jī)數(shù)出100粒種子，重復(fù)3次。用0.2%三氯異氰尿酸溶液浸種24 h。將發(fā)芽紙用水浸濕鋪于發(fā)芽盒（15 cm×15 cm×6 cm）內(nèi)，將種子撈出用鑷子均勻鋪在發(fā)芽紙上。將已置床的種子發(fā)芽盒貼上標(biāo)簽置于恒溫光照培養(yǎng)箱中，培養(yǎng)條件為溫度30 ℃、光照8 h（光照度為8 000 lx），溫度20 ℃、黑暗16 h，適時加水。第14天進(jìn)行幼苗觀察鑒定和統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算發(fā)芽率。隨機(jī)取30棵幼苗，在80 ℃條件下烘干24 h稱幼苗干質(zhì)量。

1.2.2 加速老化試驗(yàn) （1）種子水分測定。種子含水量的高低直接影響加速老化的程度和效果。取每份試驗(yàn)樣品的適量種子放入經(jīng)校準(zhǔn)過的水分測定儀中，測量種子的含水量。要求水分含量在10%～14%，水分若高于此區(qū)間值，種子需進(jìn)行烘干處理;水分若低于此區(qū)間值需將種子晾于陰涼的室內(nèi)，自然吸濕，直至種子含水量維持在10%～14%。（2）種子老化試驗(yàn)。老化前將老化箱用乙醇消毒。從每個品種樣品中隨機(jī)數(shù)出100粒種子，重復(fù)3次。將100粒種子均勻鋪撒在網(wǎng)架盤上，再將網(wǎng)架盤置于老化盒內(nèi)，老化盒內(nèi)裝有水，水面高度低于網(wǎng)架盤，接著將老化盒放置在老化箱內(nèi)，將老化箱的相對濕度（RH）設(shè)置為95%。老化處理的條件為41、43、45 ℃ 和48、72、96 h相互組合的9個處理。（3）標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)。種子樣品經(jīng)老化處理后取出，置于鋪墊有發(fā)芽紙的發(fā)芽盒中，再噴適量的水，整個過程確保在1 h內(nèi)完成。最后發(fā)芽盒外貼上樣品標(biāo)簽放入培養(yǎng)箱中。培養(yǎng)條件為溫度30 ℃、光照8 h（光照度為8 000 lx），溫度20 ℃、黑暗16 h。14 d進(jìn)行幼苗觀察鑒定和統(tǒng)計(jì)，并計(jì)算發(fā)芽率。

1.2.3 田間出苗試驗(yàn) 本試驗(yàn)于2017年4—5月份在浙江農(nóng)林大學(xué)官塘試驗(yàn)站和湖州試驗(yàn)基地進(jìn)行，統(tǒng)計(jì)結(jié)果為2個試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)的平均值。根據(jù)試驗(yàn)需求，每個小區(qū)設(shè)計(jì)為 0.2 m×0.8 m，每個小區(qū)均設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)均勻撒播水稻種子100粒，之后將小區(qū)抹平。每個品種播種后在對應(yīng)地塊插上該品種對應(yīng)的標(biāo)簽。播種后田間保持適量的水分。14 d 后數(shù)出其苗數(shù)并計(jì)算田間出苗率。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理 利用SPSS 19.0、Excel 2010軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，多重比較采用Duncans多重比較法，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 粳型常規(guī)稻老化發(fā)芽率與各活力指標(biāo)的相關(guān)分析

從表1 結(jié)果來看，不同梯度老化處理后的粳型常規(guī)稻種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、活力指數(shù)以及田間出苗率都呈正相關(guān)關(guān)系。41 ℃老化48 h后的發(fā)芽率只與活力指數(shù)的相關(guān)性達(dá)到極顯著水平，與其他活力指標(biāo)相關(guān)性都不顯著或極顯著，雖然41 ℃老化72 h、43 ℃老化48 h、45 ℃老化48 h、45 ℃老化 96 h 后的發(fā)芽率與田間出苗率之間相關(guān)性達(dá)到顯著水平，但其中只有45 ℃老化48 h后的種子發(fā)芽率與以上指標(biāo)間相關(guān)性均達(dá)到了顯著或極顯著水平，雖然與平均發(fā)芽時間沒有達(dá)到顯著負(fù)相關(guān)水平，但可以看出不同品種的平均發(fā)芽時間并沒有很大差別，所以45 ℃老化48 h后的種子發(fā)芽率可以作為常規(guī)粳稻種子活力的測定指標(biāo)。

2.2 秈型常規(guī)稻老化發(fā)芽率與各活力指標(biāo)的相關(guān)分析

從表2相關(guān)分析中可以看出，不同梯度老化處理后的秈型常規(guī)稻種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢、標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、活力指數(shù)都呈正相關(guān)關(guān)系。其中41 ℃老化72 h和41 ℃老化96 h后的發(fā)芽率與田間出苗率呈顯著正相關(guān)關(guān)系，但是41 ℃老化96 h后的發(fā)芽率與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及活力指數(shù)都呈顯著或極顯著正相關(guān)關(guān)系，而41 ℃老化 72 h 后的發(fā)芽率與各常規(guī)活力指標(biāo)相關(guān)性未達(dá)到顯著水平，所以認(rèn)為在常規(guī)秈稻中41 ℃老化96 h后的發(fā)芽率可以作為常規(guī)秈稻種子活力的測定指標(biāo)。

2.3 粳型常規(guī)稻品種間老化發(fā)芽率的比較

從表3方差分析可以看出，在粳型常規(guī)稻各品種間，經(jīng)加速老化處理后的發(fā)芽率明顯低于老化前發(fā)芽率。41 ℃老化48 h后，發(fā)芽率明顯高的品種有富禾66、秀水134，明顯低的品種有三江2號。41 ℃老化72 h后，發(fā)芽率明顯高的品種有富禾66、秀水134、秀水05等，明顯低的品種有寧81和鎮(zhèn)糯19。41 ℃老化96 h后，發(fā)芽率明顯高的品種有富禾66、秀水05等，明顯低的品種有遼粳9。43 ℃老化48 h后，發(fā)芽率明顯高的品種有富禾66、秀水134、遼粳9等，較低的品種有鎮(zhèn)糯19和三江2號。43 ℃老化72 h后，發(fā)芽率較高的品種有富禾66、秀水134等，較低的品種有鎮(zhèn)糯19、遼粳9等。43 ℃ 老化96 h后，發(fā)芽率沒有顯著性差異。45 ℃老化48 h后，發(fā)芽率較高的品種有富禾66、秀水134等，較低的品種有寧81等。45 ℃老化72 h后，發(fā)芽率較高的品種有秀水134、富禾66等，較低的品種有鎮(zhèn)糯19、遼粳9。45 ℃老化96 h后，發(fā)芽率較高的品種有秀水134、富禾66和秀水05，較低的品種有鎮(zhèn)糯19和三江2號。綜上所述，發(fā)芽率較高的品種有富禾66、秀水134，發(fā)芽率較低的品種為鎮(zhèn)糯19和遼粳9。

2.4 秈型常規(guī)稻品種間老化發(fā)芽率的比較

由表4可知，在秈型常規(guī)稻各品種間，經(jīng)加速老化處理后的發(fā)芽率明顯低于老化前發(fā)芽率。41 ℃老化48 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號，較低的品種有金香糯。41 ℃老化72 h后，發(fā)芽率較高的品種是珍珠糯，較低的品種有金香糯、甬秈15。41 ℃老化96 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號，較低的品種有金香糯、甬秈15。43 ℃老化48 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號等，較低的品種有金香糯。43 ℃老化72 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號，較低的品種有柳豐香占和金香糯。43 ℃老化96 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號，較低的品種有農(nóng)樂1號和金香糯。45 ℃老化48 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯和綠稻Q7，較低的品種有柳豐香占和甬秈15。45 ℃老化 72 h 后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯，較低的品種有農(nóng)樂1號和金香糯。45 ℃老化96 h后，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯和揚(yáng)稻6號，較低的品種有綠稻Q7。綜上所述，發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號，發(fā)芽率較低的品種為金香糯。

2.5 粳型常規(guī)稻品種間各活力指標(biāo)的比較

從表5可看出，發(fā)芽勢較高的品種有富禾66、遼粳9、秀水134，較低的有寧81、三江2號。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率較高的品種有富禾66、秀水134等，較低的有三江2號、鎮(zhèn)糯19?；盍χ笖?shù)較高的品種有富禾66，較低的有三江2號。平均發(fā)芽時間較高的是秀水05、寧81，較低的是富禾66和鎮(zhèn)糯19。田間出苗率較高的品種有富禾66和秀水134，較低的有鎮(zhèn)糯19和三江2號。

2.6 秈型常規(guī)稻品種間各活力指標(biāo)的比較

從表6可以看出，發(fā)芽勢較高的品種有綠稻Q7、揚(yáng)稻6號和珍珠糯，較低的有金香糯、甬秈15。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率較高的有珍珠糯、綠稻Q7、揚(yáng)稻6號， 較低的有金香糯、甬秈15?；盍χ笖?shù)較高的品種有揚(yáng)稻6號、珍珠糯，較低的有金香糯和農(nóng)樂1號。平均發(fā)芽天數(shù)較高的品種是珍珠糯、綠稻Q7和揚(yáng)稻6號。除了金香糯，其他品種間田間出苗率沒有顯著性差別。

3 結(jié)論與討論

由表3、表4可知，老化發(fā)芽率較高的品種有珍珠糯、綠稻Q7、揚(yáng)稻6號。與表6、表7中各常規(guī)活力指標(biāo)較一致，這與智慧等的研究結(jié)果[12-13]一致，說明加速老化的發(fā)芽率可以推薦作為一項(xiàng)水稻種子活力測定指標(biāo)。任淦等發(fā)現(xiàn)，加速老化和自然老化分別受不同基因控制[14]，因此人工老化后的發(fā)芽率與田間出苗率的相關(guān)程度是本研究的關(guān)鍵。但是43 ℃老化96 h后的發(fā)芽率之間沒有明顯差別，也有研究結(jié)果表明，老化箱的層數(shù)或種子布置對老化結(jié)果也會產(chǎn)生不小的影響，所以該老化后的發(fā)芽率有可能是試驗(yàn)過程中受外界環(huán)境或老化箱內(nèi)網(wǎng)架層數(shù)的影響。

由表3、表4可知，在相同的老化時間或相同的老化溫度下，并不是老化溫度越高或老化時間越長，種子的發(fā)芽率就越低。例如，富禾66在41 ℃老化72 h和老化96 h后的發(fā)芽率均高于老化48 h的發(fā)芽率， 農(nóng)樂1號45 ℃老化48 h的發(fā)芽率高于41 ℃老化48 h的發(fā)芽率。這與毛培勝等研究老化溫度與老化時間的互作因素對種子的發(fā)芽率有顯著影響的結(jié)論[6]一致。曹棟棟等將雜交水稻種子經(jīng)過高溫催芽后，發(fā)芽率有了一定的提高[15]，這里可以推測某種程度的老化可能有助于打破種子休眠，提高種子發(fā)芽率。

《國際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中對加速老化測定大豆種子活力方法的溫度設(shè)置是（41±0.3） ℃，時間是72 h±15 min。Deng等利用加速老化法分別測定玉米、甘藍(lán)種子活力時得出，將種子放置于高溫（41～45 ℃）、高濕（100% 相對濕度）的極端環(huán)境下經(jīng)過48～144 h再進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，是一種測定種子活力的有效方法[16-17]。在水稻方面，張文明等利用加速老化法測定雜交稻種子活力的研究中，將溫度設(shè)置為40 ℃、濕度100% 相對濕度、時間70 h，其老化發(fā)芽率與種子田間成苗率存在顯著正相關(guān)關(guān)系[13]。但該方法在常規(guī)稻種子活力測定中的應(yīng)用研究卻鮮見報(bào)道。無論是雜交稻與常規(guī)稻之間還是粳稻與秈稻之間，不同類型的水稻種子生理生化特征都具有較大差別，因此，對于不同類型的水稻，在進(jìn)行活力測定時都要采用不同的測定指標(biāo)。本研究對常規(guī)水稻種子進(jìn)行了加速老化試驗(yàn)，結(jié)果表明45 ℃、48 h的老化發(fā)芽率可以作為常規(guī)粳稻種子活力的測定指標(biāo)，而41 ℃、96 h的老化發(fā)芽率可以作為測定常規(guī)秈稻種子活力的理想指標(biāo)。但本研究所涉及的水稻樣品有限，該方法在常規(guī)稻種子活力測定中的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究與分析。

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