張定紅, 鄧 蓉, 王安娜, 簡志銀
(1. 貴州省畜牧獸醫(yī)研究所,貴州 貴陽 550005; 2. 貴陽金滿船飼料有限公司,貴州 貴陽 550003)
“黔金蕎麥1號”(以下簡稱“金蕎麥”)是貴州省畜牧獸醫(yī)研究所于2006—2012年利用貴州省野生金蕎麥資源選育而成的藥飼兼用牧草新品種。在將牧草新品種向市場推廣的過程中良種生產(chǎn)是關(guān)鍵因素,而適時收獲能獲得高品質(zhì)和高產(chǎn)量的種子。種子活力是種子質(zhì)量的重要指標,種子發(fā)育過程中活力的變化對種子生產(chǎn)十分重要[1];種子活力是決定種子在萌發(fā)和出苗期間活性和表現(xiàn)水平的所有特性的總和,活力測定可反映種子在田間或貯藏條件下的潛在質(zhì)量表現(xiàn)[2];種子活力指標在育種中可以確定出苗快、均一的種子用于品種選育,確定在逆境壓力地理區(qū)域和氣候下的最佳出苗品種[3]。目前農(nóng)作物方面針對玉米、小麥等種子活力的研究較多,對高羊茅、多年生黑麥草等牧草種子活力也有研究。由于金蕎麥為野生栽培馴化而來的牧草新品種,其花期較長,種子成熟期不一致,不利于種子生產(chǎn),因此本試驗利用不同收獲期的金蕎麥種子進行活力相關(guān)指標測定,以期探究適宜的收獲期,為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種子提供科學(xué)依據(jù)。
試驗設(shè)在貴陽市花溪區(qū)麥坪鄉(xiāng)貴州省畜牧獸醫(yī)研究所科研試驗場內(nèi),試驗區(qū)地勢平坦,屬北亞熱帶季風濕潤氣候區(qū), 位于東經(jīng)106°30',北緯26°30',海拔1 150 m,年均氣溫14.92 ℃,最熱月均溫 23 ℃,最冷月均溫6.4 ℃,≥10 ℃年積溫5 448 ℃,無霜期285 d,年均降雨量1 010 mm。土壤pH值5.96,有機質(zhì)4.05%,全氮0.19%,堿解氮145.75 mg/kg,速效磷22.18 mg/kg,速效鉀80 mg/kg。
2.1 試驗材料金蕎麥種子為貴州省畜牧獸醫(yī)研究所提供。
2.2 播種及田間管理試驗地清除雜草,翻耕深度15~20 cm,耙平耙細,開廂1.5 m,溝寬0.5 m;撒施腐熟有機肥12 000 kg/hm2,過磷酸鈣225 kg/hm2。2019年3月17日播種,穴播,株行距 60 cm×70 cm,每穴5~6粒種子,播種深度1.5~2 cm,覆土0.5 cm。分枝前期追施氮肥尿素75~120 kg/hm2?,F(xiàn)蕾期追施磷、鉀肥過磷酸鈣225~300 kg/hm2,硫酸鉀90~120 kg/hm2。由于金蕎麥為異花授粉,需結(jié)合人工輔助授粉。方法:在盛花期間選擇1 d中大量開花時,用人工(或機具)于田地的兩側(cè)拉一繩索(或線網(wǎng))從草叢上部掠過,往返幾次。人工輔助授粉1~2次,間隔時間3~4 d。
2.3 試驗設(shè)計在2019年9月金蕎麥盛花期時對同1天開花的植株進行標記,在盛花期后15、20、25、30、35、40、45、50 d收獲種子,分別測定不同成熟度種子的千粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、電導(dǎo)率。
2.4 種子活力測定方法
2.4.1 千粒重取風干樣品凈種子1 000粒,稱重,重復(fù)3次,取平均值。
2.4.2 發(fā)芽率和發(fā)芽勢取種子100粒于墊有3層濾紙并加有蒸餾水3 mL的玻璃培養(yǎng)皿中,放置室溫下,每日觀察統(tǒng)計發(fā)芽情況,測定發(fā)芽率和發(fā)芽勢。發(fā)芽率=10 d內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/試驗種子數(shù)。發(fā)芽勢=5 d內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/試驗種子數(shù)。
2.4.3 發(fā)芽指數(shù)(GI)和活力指數(shù)(VI)選取完整的種子 50粒采用紙上發(fā)芽,在培養(yǎng)箱中光照(3 000 lx)8 h,黑暗 16 h,溫度控制在20~25 ℃。從種子萌發(fā)開始計數(shù)到第10 d為止,種苗長度在萌發(fā)第3 d測量。GI=∑Gt/Dt(Gt為第t日發(fā)芽數(shù),Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù))。VI=GI×S[S為種苗長度(cm)]。
2.4.4 電導(dǎo)率取50粒種子(3個重復(fù)),稱重后放入三角瓶中,加入無離子水200 mL,同時設(shè)對照(無離子水150 mL),加蓋后20 ℃放置24 h,用DDB-303A型電導(dǎo)率儀測定浸出液的電導(dǎo)率,減去對照電導(dǎo)率即為種子浸出液的電導(dǎo)率。
3.1 不同收獲期金蕎麥種子活力相關(guān)指標測定結(jié)果由表1可見:金蕎麥種子活力在盛花期后40 d達到最高。
表1 不同收獲期金蕎麥種子活力相關(guān)指標測定結(jié)果
3.2 不同收獲期對金蕎麥種子千粒重的影響由圖1可見:盛花期后15 d種子千粒重最低(35.9 g),隨著生育期延長逐漸增加,至盛花期后40 d種子千粒重達到最大值(50.5 g),隨后逐漸降低,50 d后種子千粒重為48.6 g。在遺傳基礎(chǔ)相同的情況下,大粒種子成熟度高、貯藏養(yǎng)分多,可為種子萌發(fā)提供更多的養(yǎng)分和能量,因而金蕎麥種子適宜的收獲期在盛花期后40 d。
3.3 不同收獲期對金蕎麥種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響由圖2可見:盛花期后15 d發(fā)芽率最低(11.9%),隨著生育期延長逐漸升高,40 d達到最高(85.9%),隨后逐漸下降,到50 d后下降為71.2%。發(fā)芽勢從盛花期后25 d為9.7%,此后逐漸上升,至40 d達到最大值(56.6%),隨后逐漸降低到50.4%。由于后期收獲的種子成熟度和千粒重大于前期收獲的種子,千粒重大的種子營養(yǎng)充足并含有更多的活性酶,從而可提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢。
3.4 不同收獲期對金蕎麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響由圖3可見:金蕎麥種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)隨著種子成熟度的增加而逐漸增加,到盛花期后 40 d 為最高峰值(分別為19.7、167.2),盛花期40 d以后逐漸下降,說明盛花期后40 d收獲的種子具有最高活力。這與其他豆科、禾本科牧草種子發(fā)芽速度、發(fā)芽指數(shù)、幼苗生長與種子活力呈正相關(guān)結(jié)果一致[4]。
3.5 不同收獲期對種子電導(dǎo)率的影響電導(dǎo)率是測定種子活力的生理生化方法之一,其原理是細胞膜在種子生理成熟前的種子發(fā)育中發(fā)生了結(jié)構(gòu)變化,種子劣變發(fā)生于成熟前和發(fā)芽前的吸脹。細胞膜中的脂蛋白變性,分子排列改變,滲性增加,其內(nèi)部的電解質(zhì)(如糖、氨基酸、有機酸等)外滲增多,外滲物中存在帶電的離子,在電場的作用下離子移動而傳遞電子,具有電導(dǎo)作用[3]。一般情況下,種子活力越低,水中的電解質(zhì)越多,電導(dǎo)率越高,如毛培勝等[5]利用高羊茅測定活力試驗取得一定效果。由圖4可見:在本試驗不同時期金蕎麥種子活力大小變化與電導(dǎo)率的測定結(jié)果變化不太一致,電導(dǎo)率最低值在盛花期后35 d [114.9 μs/(cm·g)],其次在盛花期后 40 d [128.9 μs/(cm·g)],可能是不同成熟度種子在吸漲萌發(fā)過程對細胞膜的修復(fù)能力不同,對成熟度差的種子電導(dǎo)率測定造成一定的不穩(wěn)定性。
4.1隨著生育期的增加,金蕎麥種子的千粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)逐漸增加,到盛花期后40 d達到最高峰值,是金蕎麥種子最適宜收獲時期。
4.2發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和電導(dǎo)率測定結(jié)果與金蕎麥種子發(fā)育過程中的活力變化不盡一致,這是由于種子批的成熟度不一致,采用電導(dǎo)率評定種子活力應(yīng)在種子批的成熟度較好下使用。
4.3用千粒重、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及電導(dǎo)率評定種子活力,受到環(huán)境條件影響較大,造成評定結(jié)果不穩(wěn)定,還需進一步進行試驗探討。