劣變時(shí)間和溫度對不同含水量燕麥種子的活力影響

， ， ， ， (中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，草業(yè)科學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京100193)

劣變時(shí)間和溫度對不同含水量燕麥種子的活力影響

陳泉竹，毛培勝，孔令琪，夏方山，閆慧芳
(中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，草業(yè)科學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京100193)

試驗(yàn)以10%和16%含水量燕麥種子為材料，研究不同控制劣變處理對種子發(fā)芽特性的影響，以期為深入探索種子劣變的生理變化提供參考。燕麥種子劣變溫度設(shè)置為35，40，45 ℃和50 ℃；劣變時(shí)間分別為10%含水量種子8，16，24，32 d和40 d，16%含水量種子1，2，3，4，5 d和6 d。結(jié)果表明：隨著劣變時(shí)間的延長，10%含水量燕麥種子在35 ℃下發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢；在40 ℃下各指標(biāo)緩慢下降但沒有顯著差異(pgt;0.05)；在45 ℃下，各活力指標(biāo)均呈下降趨勢且有顯著性差異(plt;0.05)；在50 ℃下各活力指標(biāo)急劇下降，并且在劣變32 d時(shí)發(fā)芽勢和發(fā)芽率均降至0%，發(fā)芽指數(shù)降至0。16%含水量燕麥種子在35 ℃和40 ℃劣變處理下，隨著劣變時(shí)間的延長各活力指標(biāo)下降緩慢但仍有顯著差異(plt;0.05)；在45 ℃和50 ℃下，隨著劣變時(shí)間的延長各活力指標(biāo)急劇下降，并且在劣變5 d時(shí)發(fā)芽勢和發(fā)芽率降至0%，發(fā)芽指數(shù)降至0。此外，劣變溫度、時(shí)間以及二者之間的交互作用均對燕麥種子活力的下降有顯著(plt;0.05)影響，在45 ℃條件下劣變24 d處理可以較好評價(jià)不同含水量種子的活力水平。

燕麥種子； 控制劣變； 種子活力； 含水量； 劣變時(shí)間； 劣變溫度

種子活力是指種子或種子批發(fā)芽率、幼苗生長潛力、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和[1]，是評價(jià)種子質(zhì)量的重要指標(biāo)。種子貯藏過程中不可避免的會出現(xiàn)種子劣變的情況，進(jìn)而導(dǎo)致活力下降，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2]。種子活力下降的快慢，與種子的遺傳特性以及環(huán)境中的溫濕度有關(guān)[3]。大量試驗(yàn)探索了高溫高濕環(huán)境對水稻[2]、玉米[3]、苦瓜[4]等農(nóng)作物，老芒麥[5]、紫花苜蓿[6]等牧草種子的影響，表明高溫高濕條件下貯藏的種子會在較短時(shí)間內(nèi)迅速老化。

種子含水量和貯藏溫度是種子在貯藏期間保持活力的關(guān)鍵因素[7]，而活力水平受其內(nèi)部氧化反應(yīng)的影響，種子劣變過程中內(nèi)部的氧化反應(yīng)主要取決于種子的含水量[8]?？刂屏幼兪歉鶕?jù)人工加速老化原理而采用的檢測種子抗老化能力的試驗(yàn)方法，但能控制種子含水量[9]。目前控制劣變測定廣泛用于小粒蔬菜種子的活力測定中[10]，許多學(xué)者也采用控制劣變的方法研究溫度與水分變化對藍(lán)莖冰草[11]、結(jié)縷草[12]、羊草[13]、老芒麥[14]等種子活力影響的內(nèi)在機(jī)制。

燕麥(AvenasativaL.)籽實(shí)是很好的精飼料，青飼、晾制干草、青貯均可[15]。近年來，國內(nèi)關(guān)于燕麥的耐鹽生理[16-18]、施肥與產(chǎn)量的關(guān)系[19-20]和發(fā)芽過程中營養(yǎng)物質(zhì)的變化過程[21-23]等方面研究較多。針對燕麥種子劣變，許多學(xué)者關(guān)注了含水量對劣變種子的活力影響[24-25]、自然儲藏對種子發(fā)芽力的影響[26-27]、人工加速老化條件的篩選[28]等方面，而對燕麥在控制劣變下的種子活力變化研究很少。本試驗(yàn)采用人工控制劣變的方法對燕麥種子進(jìn)行處理，以期研究確定劣變時(shí)間、溫度處理對不同含水量燕麥種子活力的變化，為深入探索種子劣變的生理機(jī)制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用燕麥種子為中國農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草種子實(shí)驗(yàn)室提供，樣品種子發(fā)芽情況見表1。

表1 燕麥種子樣品信息

種子自然含水量(%)種子發(fā)芽(%)正常種苗不正常種苗新鮮未發(fā)芽死種子9．093106

1.2 種子含水量的測定和調(diào)整

參照ISTA種子檢驗(yàn)規(guī)程(2013)[29]測定種子的含水量。

將未老化種子含水量調(diào)節(jié)到10%與16%。將種子均勻平鋪在濕潤的濾紙上，并頻繁稱量種子的重量，達(dá)到要求(種子含水量為10%、16%)后立即將種子裝入鋁箔袋中密封。

1.3 控制劣變處理

將含水量調(diào)整至10%且裝入鋁箔袋密封的燕麥種子分別置于35，40，45 ℃和50 ℃下進(jìn)行人工控制劣變，分別劣變8，16，24，32 d和40 d。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

將含水量調(diào)整至16%且裝入鋁箔袋密封的燕麥種子分別置于35，40，45 ℃和50 ℃下進(jìn)行人工控制劣變，分別劣變1，2，3，4，5 d和6 d。每個(gè)處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

在劣變至規(guī)定時(shí)間后，將種子樣品取出，在1 h內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。

1.4 種子發(fā)芽指標(biāo)的測定

參照ISTA種子檢驗(yàn)規(guī)程(2013)[29]測定種子發(fā)芽指標(biāo)。

發(fā)芽率(%)=規(guī)定的發(fā)芽天數(shù)內(nèi)發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽勢(%)=種子發(fā)芽粒數(shù)達(dá)到高峰時(shí)的發(fā)芽總數(shù)/供測種子粒數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI) =∑(DG/DT)，式中： DG為逐日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，DT為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 18.0進(jìn)行單因素與雙因素統(tǒng)計(jì)分析及其顯著性比較，Excel軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同劣變溫度和時(shí)間處理對燕麥種子發(fā)芽勢的影響

在劣變溫度由35 ℃增加到50 ℃條件下，10%含水量的燕麥種子發(fā)芽勢隨著劣變時(shí)間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(圖1 a)。在35 ℃和40 ℃時(shí)，劣變16～40 d的燕麥種子發(fā)芽勢沒有顯著差異(pgt;0.05)。在45 ℃時(shí)，劣變8 d、16 d的種子發(fā)芽勢顯著(plt;0.05)高于劣變24～40 d的種子。在50 ℃時(shí)，燕麥種子發(fā)芽勢急劇下降，在24 d時(shí)就已降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時(shí)間的延長，燕麥種子的發(fā)芽勢均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖1 b)。45 ℃時(shí)，燕麥種子發(fā)芽勢隨劣變時(shí)間的延長出現(xiàn)迅速下降。在50 ℃時(shí)，種子發(fā)芽勢隨劣變時(shí)間的延長急劇下降，劣變2 d后發(fā)芽勢降到0。

2.2 不同劣變溫度和時(shí)間處理對燕麥種子發(fā)芽率的影響

10%含水量的燕麥種子發(fā)芽率隨著劣變時(shí)間的延長呈下降的趨勢(圖2 a)。在45 ℃時(shí)，劣變32 d與40 d的種子發(fā)芽率有差異顯著性(plt;0.05)且顯著低于劣變8～24 d的種子。在50 ℃下，燕麥種子發(fā)芽率急劇下降，并在32 d時(shí)降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時(shí)間的延長，燕麥種子的發(fā)芽率均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖2 b)。在40 ℃下，劣變1～6 d期間，燕麥種子發(fā)芽率顯著下降(plt;0.05)。在45 ℃時(shí)，燕麥種子發(fā)芽率隨劣變時(shí)間的延長迅速下降。在50 ℃時(shí)，燕麥種子發(fā)芽率隨劣變時(shí)間的延長急劇下降，劣變3 d后發(fā)芽率降到0。

圖1 不同溫度、不同時(shí)間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽勢的影響

圖2 不同溫度、不同時(shí)間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽率的影響

圖3 不同溫度、不同時(shí)間劣變處理對10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麥種子發(fā)芽指數(shù)影響

2.3 不同劣變溫度和時(shí)間處理對燕麥種子發(fā)芽指數(shù)的影響

10%含水量的燕麥種子發(fā)芽指數(shù)隨著劣變時(shí)間的延長呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(圖3 a)。在45 ℃處理下，劣變24～40 d的燕麥種子發(fā)芽指數(shù)差異顯著(plt;0.05)。在50 ℃處理下種子劣變32 d時(shí)發(fā)芽指數(shù)降為0。16%含水量的燕麥種子隨著劣變時(shí)間的延長，發(fā)芽指數(shù)均呈現(xiàn)下降的趨勢(圖3 b)。在35 ℃和40 ℃下，燕麥種子發(fā)芽指數(shù)隨著劣變時(shí)間的延長持續(xù)下降，劣變5 d和6 d的種子發(fā)芽指數(shù)有顯著(plt;0.05)差異。在50 ℃下，燕麥種子發(fā)芽指數(shù)急劇下降，在劣變3 d時(shí)就已降為0。

3 討論與結(jié)論

燕麥種子在劣變后活力明顯下降；尤其是在50 ℃下，隨著劣變時(shí)間的延長，種子的活力指標(biāo)下降得非常迅速，表明長時(shí)間的高溫逆境對于種子的安全貯藏有很大的危害；但是，35 ℃劣變處理種子隨著劣變時(shí)間的延長發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先上升后下降再上升的趨勢，這可能與燕麥種子的萌發(fā)需要在35 ℃下預(yù)熱以打破種子休眠有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果說明，溫度的升高與劣變時(shí)間的延長會加劇種子活力的下降。

同時(shí)，10%含水量燕麥種子在45 ℃下劣變40 d發(fā)芽率仍達(dá)43%，而16%含水量的子在45 ℃下劣變5 d發(fā)芽率已降為0；表明高含水量的燕麥種子各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)降低的程度顯著高于安全含水量的燕麥種子，種子含水量是影響種子劣變程度的關(guān)鍵因素。本試驗(yàn)結(jié)果與研究種子含水量對洋蔥[30]、玉米[31]、水稻[32]等植物種子活力的影響一致，表明種子貯藏過程中含水量是影響其活力水平的重要因素。

試驗(yàn)表明，隨著劣變溫度升高與劣變時(shí)間延長，燕麥種子活力呈現(xiàn)下降的趨勢；并且，在相同劣變溫度下，高含水量燕麥種子比安全含水量燕麥種子活力下降更加迅速，短時(shí)間的劣變就使高含水量燕麥種子失去活力，說明種子含水量是燕麥種子保持活力的關(guān)鍵因素。綜合比較，燕麥種子在45 ℃條件下劣變24 d處理可以較好評價(jià)不同含水量種子的活力水平。此外，本試驗(yàn)結(jié)果對于研究不同含水量燕麥種子劣變過程中氧化還原酶、MDA、呼吸相關(guān)酶等生理變化提供了理論基礎(chǔ)。

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Effect of Deterioration Time and Deterioration Temperature on Vigor of Oat (AvenasativaL.) Seeds with Different Moisture Content

CHENQuanzhu,MAOPeisheng,KONGLingqi,XIAFangshan,YANHuifang
(College of Animal Science and Technology, China Agricultural University;Beijing Key Laboratory of Grassland Science, Beijing 100193,China)

This experiment was designed to study the effect of controlled deterioration on vigor of oat (AvenasativaL.) seeds with 10% and 16% moisture content, in order to provide reference to explore the physiological changes of seed deterioration. The treatments of controlled deterioration for oat seed were adopted with the deterioration temperature (35 ℃,40 ℃,45 ℃,50 ℃) and duration (8,16,24,32 and 40 d for seed with 10% moisture content;1,2,3,4,5 and 6 d for seed with 16% moisture content).The results showed that the germination potential,germination percentage and germination index of oat seeds with 10% moisture content first declined then increased at 35 ℃,presented the slow decreasing without significant difference (pgt;0.05) at 40 ℃,obviously declined with significant difference (plt;0.05) at 45 ℃ with the deterioration duration prolonged,and decreased sharply and reached to 0 at 50 ℃ after deteriorated 32 d.These vigor indexes of oat seeds with 16% moisture content decreased slowly with significant difference (plt;0.05) at 35 ℃ and 40 ℃ as deteriorated from 1 d to 6 d,sharply declined and reached to 0 at 45 ℃ and 50 ℃ after deteriorated 5 d.Furthermore,the deterioration temperature,duration and the interaction between them all had significant (plt;0.05) effects on vigor indexes of oat seed.The level of seed vigor could be evaluated according to the deterioration treatment under 45 ℃ and 24 d.

oat seed; controlled deterioration; seed vigor; moisture content; deterioration time;deterioration temperature

2016-06-17

“十二五”科技支撐課題“優(yōu)質(zhì)多抗牧草新品種選育與良種繁育關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”(編號：2011 BAD 17 B 01-02)；草業(yè)科學(xué)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室共建項(xiàng)目資助。

陳泉竹(1991—)，女，湖北宜昌人；在讀碩士研究生，研究方向：牧草種子生理與生產(chǎn)研究；E-mail:chen.quanzhu@hotmail.com。

毛培勝，E-mail:maops@cau.edu.cn。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.031

S 512.6

A

1001-4705(2016)11-0031-05