玉米種子的低溫活力測定

李勵 張新

摘要 通過標準發(fā)芽試驗、3種低溫發(fā)芽試驗、田間播種試驗測定了玉米種子的活力情況，以尋求測定玉米種子活力的最佳方法。結(jié)果表明，采用抗冷測定方法來鑒定玉米種子活力是可行的，8 ℃的抗冷測定方法更適合用來測定江蘇省玉米田間出苗率。

關(guān)鍵詞 玉米；種子活力；抗冷測定

中圖分類號 S513 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）11-0003-02

Abstract The vigor of maize seeds was determined by standard germinative test，cold germinative test and field germinative test，in order to explore the best method for the determination of maize seed vigor.The results showed that the cold resistance determination to maize seed vigor identification is feasible，8 ℃ of cold resistance measurement method is more suitable for maize field emergence rate in Jiangsu Province.

Key words maize；seed vigour；determination of cold resistance

玉米是我國最主要的糧食作物之一，對溫度的條件要求較高，我國北方廣大地區(qū)春季很容易因低溫造成冷害。低溫往往影響玉米種子的發(fā)芽率，發(fā)芽率符合規(guī)定標準的種子播種后出現(xiàn)缺苗斷壟，甚至大面積無苗的生產(chǎn)事故屢屢發(fā)生。因此，需要更為科學的預測玉米種子在大田的出苗情況、為廣大農(nóng)民朋友提供真實可靠的播種依據(jù)、可以廣泛應用的種子活力測定方法，以解決這一問題。

目前，生產(chǎn)上大都采用標準發(fā)芽試驗的發(fā)芽率來預測大田玉米種子的出苗情況。但是標準發(fā)芽試驗是在玉米種子最適宜發(fā)芽的條件下進行的，而大田播種后出苗時的環(huán)境條件并不理想，往往會出現(xiàn)原來標準發(fā)芽率很高的玉米種子播種到大田后出苗率不理想的現(xiàn)象。因此，標準發(fā)芽率不能準確地反映大田的出苗率。

種子活力是近來引進的新概念，是指種子在大田條件下的成苗能力。因此，廣泛地開展玉米種子活力的測定，準確地指導生產(chǎn)及對發(fā)芽率符合規(guī)定標準的陳種子進行活力測定是有必要的。在國外，玉米種子活力測定也普遍采用抗冷法，歐洲由于春季低溫時間持續(xù)較長，春玉米的冷害問題更為突出，如法國的利馬格蘭公司和KWS公司均采用玉米種子的低溫活力測定法。Germ和Kietredor（1966年）、Fiala（1973年、1978年）和Ader（1977年）等進行的實驗室和大田試驗比較一致指出，在一定環(huán)境條件下，低溫測定與田間出苗結(jié)果之間較標準發(fā)芽試驗與田間出苗結(jié)果之間的關(guān)系更加密切。我國研究人員在試驗中得到了相似的結(jié)果，說明低溫測定玉米種子活力的方法是反映玉米種子田間出苗率的較好方法。

但是，國外低溫測定玉米種子活力的方法并不一定完全適應我國廣大地區(qū)。因此，筆者參考國外先進方法，并在此基礎上加以改進，以尋求出更加適合我國北方地區(qū)的玉米種子低溫活力測定方法。

1 材料與方法

1.1 供試材料

主要儀器設備：LH-150種子老化箱、LCRH-250-G光照培養(yǎng)箱、電子天平。

試驗材料：德農(nóng)種業(yè)加10分玉米種子、橡皮筋、專用發(fā)芽紙（規(guī)格為30 cm×60 cm，可以保持水分）、蒸餾水、噴壺、塑料袋（用來放置播種并卷好的發(fā)芽紙）。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子老化。選取德農(nóng)種業(yè)加10分玉米種子樣品，做完凈度分析后，從中隨機將種子分成4份（編號1、2、3、4）放入種子老化箱分別進行0、1.5、3.0、4.5 d老化。老化完成后從種子老化箱取出，在室內(nèi)環(huán)境中放置24 h。

1.2.2 標準發(fā)芽試驗。將老化后的4份種子分別進行標準發(fā)芽試驗，4次重復，每重復100粒種子，并分別編號B11、B22、B33、B44，采用紙卷法（紙卷法首先由Hoppe在1956年提出，后經(jīng)進一步改進并逐步廣泛應用，紙卷法需要的空間小、費用低，但是比較費時間）在25 ℃光照培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽。自放入培養(yǎng)箱后至第7天逐日定時進行觀察記載，每天記錄發(fā)芽種子粒數(shù)。根長超過種子長度、芽長達種子長度1/2以上的為正常發(fā)芽，根、芽不正常的均不算發(fā)芽種子。

1.2.3 低溫發(fā)芽試驗。

（1）KWS公司低溫發(fā)芽試驗。將老化程度不同的4份種子分別在10 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7 d，后轉(zhuǎn)入25 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d。4次重復，每重復100粒種子，并分別編號K11、K22、K33、K44，采用紙卷法進行發(fā)芽試驗。

（2）利馬格蘭公司低溫發(fā)芽試驗。將老化程度不同的4份種子分別在5 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)4 d，后轉(zhuǎn)入25 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 d。4次重復，每重復100粒種子，并分別編號L11、L22、L33、L44，采用紙卷法進行發(fā)芽試驗。

（3）改進低溫發(fā)芽試驗。將老化程度不同的4份種子分別在8 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)6 d，后轉(zhuǎn)入25 ℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d。4次重復，每重復100粒種子，并分別編號W11、W22、W33、W44，采用紙卷法進行發(fā)芽試驗。

1.2.4 田間出苗試驗。在德農(nóng)學院內(nèi)，于4月下旬將老化程度不同的4份玉米種子分別進行大田試驗，并分別編號D11、D22、D33、D44。試驗田肥力均勻，土質(zhì)優(yōu)良，地勢平坦，以小區(qū)為單位，4次重復，順序排列，每小區(qū)面積為0.5 m2，每小區(qū)內(nèi)播種100粒樣品，10 d后調(diào)查田間出苗率（代表種子活力）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)記錄的試驗數(shù)據(jù)結(jié)果計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。計算公式如下：

發(fā)芽勢（%）=發(fā)芽試驗初期規(guī)定日期內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽試驗末期規(guī)定日期內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100；

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt；

活力指數(shù)（VI）=GI×S=S×∑Gt/Dt；

其中，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為與Dt相對應的每天發(fā)芽種子數(shù)，S為幼苗生長的平均鮮重。

所測得的數(shù)據(jù)，采用Microsoft Office Excel進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

從表1可以看出，在相同的標準適宜條件下，不同活力玉米種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等各項發(fā)芽指標均有差異，說明此次試驗的取材比較典型，不同活力的玉米種子間差異顯著。

大量研究結(jié)果表明，高活力的種子出苗快、壯、齊，抗逆能力強。活力指數(shù)包含了根芽的生長情況和發(fā)芽率、發(fā)芽勢的情況。我國北方玉米的播種期間主要的自然災害之一就是低溫凍害，而經(jīng)過抗冷測定處理的發(fā)芽率可以提供一個低溫出苗情況的依據(jù)。

從表2可以看出，抗冷測定的種子活力顯著優(yōu)于標準發(fā)芽試驗的發(fā)芽率，大體上可以反映不同活力玉米種子的大田出苗情況，可以為廣大農(nóng)民提供更準確可靠的玉米種子播種信息。

玉米種子活力抗冷測定是先模擬大田玉米出苗的低溫逆環(huán)境條件對玉米種子進行處理，然后再進行發(fā)芽試驗。低溫條件下試驗得出的玉米種子發(fā)芽率是同一批次玉米種子在適宜的條件下發(fā)芽時的最低發(fā)芽率，而標準發(fā)芽試驗得出的發(fā)芽率是同一批次玉米種子在適宜條件下發(fā)芽時的最高發(fā)芽率，大田的出苗率介于兩者之間。

從表2可以看出，大田試驗出苗率介于標準發(fā)芽試驗與抗冷測定結(jié)果之間，而在3種抗冷測定方法中，改進的低溫發(fā)芽試驗結(jié)果與大田試驗的數(shù)據(jù)相關(guān)性更大。由此說明，8 ℃的抗冷測定方法更適合在江蘇省用來進行玉米種子活力的抗冷測定。

分析結(jié)果表明，標準發(fā)芽率和低溫發(fā)芽率與大田播種出苗率之間的相關(guān)性均很顯著。但抗冷測定與大田出苗結(jié)果的相關(guān)性要高于標準發(fā)芽試驗與大田出苗結(jié)果的相關(guān)性。說明抗冷測定的結(jié)果較標準發(fā)芽試驗更能反映玉米種子的大田出苗情況，是決定玉米種子播種更可靠的依據(jù)。

3 結(jié)論與討論

種子活力是決定種子播種后大田出苗率的內(nèi)在因素，不同田間條件下的出苗率是表現(xiàn)種子活力高低的最佳依據(jù)[1-3]。研究表明，在年份、地點及播種期不同的情況下，盡管大田出苗會有很大變化，但不同活力的種子都表現(xiàn)出一定的規(guī)律，且低溫測定活力的結(jié)果與大田出苗率相關(guān)性較高。這也客觀地表明通過抗冷測定玉米種子活力的方法來鑒定玉米種子活力是可行的，以及可以通過正確的玉米種子活力測定方法來估計大田出苗情況。當然這種估計不是精確的，隨著大田條件的變化，大田出苗率也會有一定幅度的波動。

謝皓[4]研究認為，玉米種子發(fā)芽的最適溫度為24～31 ℃，且在最適溫度范圍內(nèi)，溫度越高，萌發(fā)的速度越快。王立志等[5]研究結(jié)果表明，低溫對種子發(fā)芽的影響很大，不同品種在不同溫度條件下存在差異。本文利用我國北方地區(qū)生產(chǎn)上主導品種進行了不同低溫條件下玉米種子活力分析，結(jié)果與王立志等的報道相似，不同的溫度處理，得出的發(fā)芽率是不同的，高活力玉米種子對短期的5 ℃和10 ℃的低溫有一定的耐受性[6-9]。本研究認為在低溫下也是如此，溫度越低，發(fā)芽速度越慢，發(fā)芽持續(xù)的時間越長。從節(jié)約檢驗時間考慮，應該采用8 ℃培養(yǎng)6 d和25 ℃培養(yǎng)3 d的方法。

試驗結(jié)果表明，采用紙卷法抗冷測定作為玉米種子活力測定方法是可行的。通過廣泛的研究，有可能以抗冷測定發(fā)芽率結(jié)果為標志，制定出先進可靠的北方玉米種子活力標準，田間出苗的信息與低溫活力測定的結(jié)果一致性較高[10-12]。

綜上所述，本試驗大膽采用紙卷法玉米種子活力抗冷測定來鑒定玉米種子活力，通過標準發(fā)芽試驗、利馬格蘭公司低溫發(fā)芽試驗、KWS公司低溫發(fā)芽試驗、改進低溫發(fā)芽試驗與大田出苗情況對比發(fā)現(xiàn)幾種方法均是可行的[13-14]。可以通過更加廣泛和細致地研究，為不同地區(qū)制定出先進可靠的玉米種子活力標準，為農(nóng)業(yè)提供更加準確的播種信息[15-16]。

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