不同檢測(cè)條件下水稻陳種發(fā)芽的比較分析

顏曉暉

(福建省泉州市種子管理站 福建泉州 362000)

水稻種子的貯藏問題一直是研究的課題［1］。水稻種子在貯存期內(nèi)，由于養(yǎng)料的消耗，胚細(xì)胞活力逐漸衰退，吸脹速度逐漸遲緩，導(dǎo)致出芽緩慢、生長(zhǎng)不一致等現(xiàn)象。每年由于水稻種子貯藏發(fā)芽率下降引發(fā)的經(jīng)濟(jì)損失非常巨大［2］。隨著種子市場(chǎng)的開放，市場(chǎng)上的種子品種和來源呈現(xiàn)多樣化，新舊種子參差不齊，陳種發(fā)芽檢測(cè)成為種子質(zhì)量檢測(cè)面臨的重要課題。水稻陳種發(fā)芽所需的條件與新種有很大的不同，進(jìn)行發(fā)芽檢測(cè)時(shí)，應(yīng)盡可能創(chuàng)造適合陳種發(fā)芽的有利條件，促進(jìn)陳種恢復(fù)正常的生理活性機(jī)能，最終達(dá)到最大的發(fā)芽潛力，以提高種子檢測(cè)的準(zhǔn)確性。只有適宜的溫度和發(fā)芽介質(zhì)，才能有效地促進(jìn)種子萌發(fā)［3-5］，從而表現(xiàn)出最好的發(fā)芽率。本研究通過設(shè)置不同的檢測(cè)條件，并測(cè)定不同檢測(cè)條件下水稻陳種的發(fā)芽速度、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率等指標(biāo)，研究不同檢測(cè)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽的影響，旨在為提高水稻陳種發(fā)芽檢測(cè)的準(zhǔn)確性提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)于2019 年10 月在泉州市種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站進(jìn)行，所用材料為在低溫庫存放兩年準(zhǔn)備轉(zhuǎn)商的儲(chǔ)備種雜交水稻Ⅱ優(yōu)明118種子。所用耗材包括發(fā)芽盒、發(fā)芽紙，其中發(fā)芽紙韌性好、持水力強(qiáng)、無毒無菌。

1.2 方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)分別選用沙床和紙作為發(fā)芽床，發(fā)芽溫度設(shè)置5 個(gè)梯度，即恒溫20℃、恒溫25℃、恒溫30℃、恒溫35℃、20～30℃變溫，其中20～30℃變溫為20℃ 16 h、30 ℃ 8 h［6］。利用溫度和發(fā)芽介質(zhì)兩因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，共10 個(gè)處理，每處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)400粒種子（1個(gè)發(fā)芽盒100粒種子，4 個(gè)發(fā)芽盒為一個(gè)重復(fù)）。每天對(duì)水稻種子發(fā)芽情況進(jìn)行觀察記錄，達(dá)到最高發(fā)芽率時(shí)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束，最多不超過14 d。試驗(yàn)過程完全按照《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程發(fā)芽試驗(yàn)》［7］（GB/T3543.4—1995）進(jìn)行操作、管理、計(jì)數(shù)及結(jié)果運(yùn)算。種子萌動(dòng)以種子露出胚根為準(zhǔn)。種子發(fā)芽以《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程發(fā)芽試驗(yàn)》（GB/T3543.4—1995）［7］規(guī)定的正常幼苗為準(zhǔn)。發(fā)芽天數(shù)以置床開始至樣品達(dá)到最高發(fā)芽率結(jié)束所需的時(shí)間計(jì)。芽高則以發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時(shí)的最高芽長(zhǎng)來計(jì)；水稻發(fā)芽勢(shì)＝（發(fā)芽試驗(yàn)4 d 內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)） ×100%［8］。

1.2.2 置床播種

從充分混合的凈度檢驗(yàn)后的凈種子中隨機(jī)數(shù)取種子。每個(gè)發(fā)芽盒均勻置放100粒凈種子，再將發(fā)芽盒放入發(fā)芽箱中進(jìn)行培養(yǎng)。

1.2.3 貼上標(biāo)簽

標(biāo)簽上的編號(hào)，與檢驗(yàn)原始記載表上的編號(hào)一致，檢驗(yàn)原始記載表完整填寫品種名稱、置床時(shí)間、發(fā)芽箱編號(hào)、發(fā)芽箱設(shè)置的溫度、發(fā)芽介質(zhì)等內(nèi)容。

1.2.4 檢查管理

每天將發(fā)芽盒蓋子打開一次，在通風(fēng)透氣的同時(shí)，觀察發(fā)芽盒內(nèi)水分情況，如發(fā)現(xiàn)缺水，應(yīng)向發(fā)芽盒中噴灑適量水，以保持盒內(nèi)濕度，滿足發(fā)芽條件，但也避免加入水分過多，以免造成幼苗發(fā)育不勻衡，或造成次生感染。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理

將檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行LSD方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同試驗(yàn)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽速度的影響

由于沙床試驗(yàn)不容易觀察種子開始萌動(dòng)的時(shí)間，因此不進(jìn)行沙床試驗(yàn)萌動(dòng)天數(shù)的觀察，僅觀察紙上試驗(yàn)萌動(dòng)天數(shù)。從表1 可以看出，種子開始萌動(dòng)所需時(shí)間在本試驗(yàn)溫控范圍內(nèi)隨溫度的升高而減少，當(dāng)溫度為20℃時(shí)，所需時(shí)間最長(zhǎng)，為5 d，顯著長(zhǎng)于其它處理；當(dāng)溫度為35℃時(shí)，萌動(dòng)所需時(shí)間最短，僅需1 d；在20～30℃變溫條件下，萌動(dòng)所需時(shí)間為3 d，與25℃恒溫條件下相當(dāng)。從發(fā)芽所需的天數(shù)來看（表2），在本試驗(yàn)溫控范圍內(nèi)溫度越高發(fā)芽所需天數(shù)越少；同一溫度條件下，沙床發(fā)芽天數(shù)均略少于紙上發(fā)芽天數(shù)。結(jié)果表明，在本試驗(yàn)溫控范圍內(nèi)溫度越高，水稻陳種發(fā)芽的速度越快，生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程越快；同一溫控條件下，沙床發(fā)芽速度略快于紙上發(fā)芽速度，但沒有顯著性差異。

表1 不同溫度對(duì)陳種萌動(dòng)的影響

表2 不同檢測(cè)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽速度的影響

2.2 不同試驗(yàn)條件對(duì)水稻陳種芽高的影響

從表3可以看出，在相同的溫度條件下，不同的發(fā)芽介質(zhì)上芽高不一樣，沙床發(fā)芽的芽高均略高于紙上發(fā)芽的芽高，但兩者間沒有顯著性差異；從不同溫度對(duì)水稻陳種發(fā)芽芽高的影響來看，在參試的5個(gè)溫控條件中，20℃時(shí)芽高較低；隨著溫度升高，芽高也隨之增高，當(dāng)溫度30℃時(shí)芽高達(dá)到最高值，35℃時(shí)芽高顯著降低，且幼苗偏黃、生長(zhǎng)偏弱。在20～30℃變溫條件下，芽高介于20和30℃之間。

表3 不同檢測(cè)條件對(duì)水稻陳種芽高的影響

2.3 不同試驗(yàn)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽勢(shì)的影響

從表4可以看出，不同的溫度和發(fā)芽介質(zhì)對(duì)陳種的發(fā)芽勢(shì)有不同的影響。在5 個(gè)參試溫控條件中，20℃恒溫發(fā)芽勢(shì)最低，隨著溫度的升高，發(fā)芽勢(shì)也隨之升高，當(dāng)溫度達(dá)35℃恒溫時(shí)，發(fā)芽勢(shì)達(dá)最高值，但在35℃恒溫條件下，幼苗明顯偏黃，長(zhǎng)勢(shì)偏弱；20～30℃變溫的發(fā)芽勢(shì)與20℃恒溫相比沒有顯著差異。從不同介質(zhì)來看，沙床介質(zhì)的發(fā)芽勢(shì)略高于紙上的發(fā)芽勢(shì)，但差異不顯著。

2.4 不同試驗(yàn)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽率的影響

從表5、6 可以看出，不同溫度和發(fā)芽介質(zhì)對(duì)陳種的發(fā)芽率影響不同。從不同的發(fā)芽介質(zhì)看，沙床和紙上的平均發(fā)芽率均為75.0%。在參試的5個(gè)溫控條件中，20℃恒溫、35℃恒溫發(fā)芽率最低，僅有71%左右，且35℃恒溫的幼苗明顯偏黃，長(zhǎng)勢(shì)偏弱。25℃恒溫、30℃恒溫、20～30℃變溫發(fā)芽率沒有顯著差異，但均顯著高于20℃恒溫、35℃恒溫，其中30℃恒溫、20～30℃變溫發(fā)芽率略高于25℃恒溫，是發(fā)芽率檢測(cè)首選條件之一。所有參試條件中，20～30℃變溫沙床發(fā)芽率最高。

2.5 不同條件下陳種發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、芽高比較

沙床發(fā)芽速度略快于紙上發(fā)芽速度，沙床上的芽高略高于紙上發(fā)芽的芽高，但均沒有顯著性差異，見圖1。而紙上和沙床的發(fā)芽率檢測(cè)結(jié)果一樣，因此紙上發(fā)芽和沙床發(fā)芽都可以應(yīng)用于水稻陳種的發(fā)芽檢測(cè)。

表4 不同檢測(cè)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽勢(shì)的影響

表5 不同檢測(cè)條件對(duì)水稻陳種發(fā)芽率的影響

表6 各處理水稻陳種發(fā)芽率比較

3 討論

水稻陳種由于貯藏時(shí)間比較長(zhǎng)，發(fā)芽率有不同程度的下降。水分含量超過15%的種子貯藏10個(gè)月以后，種子發(fā)芽率降到很低的程度［9］。貯藏室保持低溫狀態(tài)能抑制水稻種子呼吸作用，保持種子較好的活力［10-11］；影響水稻陳種發(fā)芽的內(nèi)在因素是品種本身的遺傳特性［12-14］。本試驗(yàn)探討了陳種發(fā)芽最佳條件組合，以評(píng)估陳種最大發(fā)芽潛力，不僅有助于客觀判定種子質(zhì)量，同時(shí)也為種子貯藏管理、耐貯性遺傳育種的成效判別提供參考。

水稻種子發(fā)芽率檢測(cè)的目的是評(píng)估種子批最大發(fā)芽潛力，從而比較不同種子批的質(zhì)量，估測(cè)田間播種價(jià)值［15］。在本試驗(yàn)所有溫控條件中，20℃恒溫使種子的生理作用延緩，發(fā)芽最慢；隨著溫度升高，水稻陳種的發(fā)芽速度加快，發(fā)芽勢(shì)增高；溫度越高，種子萌發(fā)時(shí)間越短，35℃下的水稻陳種發(fā)芽速度和發(fā)芽勢(shì)最高，但35℃高溫會(huì)使種子生理活動(dòng)受到抑制，最終影響發(fā)芽，產(chǎn)生畸形苗［16］，只有選擇適宜溫度才能使種子更好地發(fā)芽，30℃恒溫、25℃恒溫、20～30℃變溫都是檢測(cè)陳種發(fā)芽較適宜的溫度，其中20～30℃變溫發(fā)芽率最高，30℃恒溫次之。此外，在所有10 個(gè)發(fā)芽條件組合中，使用20～30℃變溫沙床來模擬種子發(fā)芽的自然環(huán)境時(shí)，變溫能促使氧氣滲入種子，促進(jìn)酶活化，加速發(fā)芽，發(fā)芽率最高，為最佳的發(fā)芽條件組合。

圖1 不同溫控、不同發(fā)芽介質(zhì)上芽高、芽勢(shì)、發(fā)芽率比較

種子市場(chǎng)上陳種以1～2 年的陳種比較常見，本試驗(yàn)所選的材料為兩年的陳種，所選發(fā)芽介質(zhì)和溫控條件為水稻種子發(fā)芽質(zhì)量檢測(cè)常用條件。但其它品種組合、其它年份的陳種及其他發(fā)芽介質(zhì)、溫控條件等對(duì)試驗(yàn)相關(guān)指標(biāo)的影響，有待下一步研究。