付寶生,李 冬,付曉偉
(盂縣種子管理站,山西盂縣045100)
高質(zhì)量的種子是玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)保障,是保證我國玉米產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)[1-3]。高活力種子發(fā)芽迅速、出苗整齊,可以保證全苗壯苗和作物的田間密度[4-5],同時高活力種子成苗率高,因此,其可比低活力種子減少播種量,節(jié)省種植成本[6]。高活力種子也可抵抗各種貯藏逆境,如高溫、高濕等不良條件[7-10]。由此可見,活力高的種子能夠顯著提高苗后玉米的生長態(tài)勢與產(chǎn)量潛力,也是構(gòu)建整齊群體的必要條件,所以,種子的活力高低對玉米大田生產(chǎn)有著非常重要的意義[11-13]。玉米種子生產(chǎn)過程中,隨著授粉后時間的推移,種子活力會逐漸增強。前人研究得出,授粉后14 d的種胚開始有萌發(fā)力,但是萌發(fā)率很低;授粉后35~49 d收獲的玉米種子干物質(zhì)基本不再增加,發(fā)芽率可達到90%以上[14]。因此,根據(jù)收獲期與種子活力之間的關(guān)系找到最適收獲期,能夠有效提高種子的生產(chǎn)質(zhì)量。
本試驗對不同收獲期先玉335的母本PH6WC籽粒的物理性狀和生理生化性狀進行測定,并采用標準發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法、冷浸發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法4種方法測定不同收獲期PH6WC籽粒的活力,研究不同收獲期種子特性與種子活力的相關(guān)性,旨在為能夠收獲并生產(chǎn)高活力高質(zhì)量的種子提供理論依據(jù)。
以先玉335的母本PH6WC為試驗材料,小區(qū)選取長勢一樣的植株掛牌記錄,在吐絲前用羊皮紙袋進行雌穗套袋隔離,待花絲3 cm長時統(tǒng)一進行人工授粉。
試驗于2018年在盂縣西煙鎮(zhèn)南頭村試驗基地進行。人工授粉后35 d開始取樣,6 d取樣一次,到授粉后65 d結(jié)束,共6次,每次取樣20個果穗,用于性狀分析的果穗于室外風(fēng)干晾曬到含水率14%時人工剝粒。
種子長度、寬度、灰度采用SeedCount 5000R種子圖像分析儀測定;含水率采用烘干法測定;容重采用托普云農(nóng)公司生產(chǎn)的GHCS-1000AP谷物容重器測定;超氧化物歧化酶(SOD)活性采用李合生等[15-16]的氮藍四唑(NBT)比色法進行測定;種子活力采用標準發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法、冷浸發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法[17]進行測定。
采用Excel 2010和SPSS19.0軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析。
由表1可知,從授粉35 d開始,種子灰度逐步降低,種子變的越來越有光澤;種子的寬度與長度均表現(xiàn)為隨著收獲期的推后而逐漸變寬變長,在授粉59 d時,基本穩(wěn)定達到最高值,寬度為7.63 mm,長度為10.41 mm;種子的百粒質(zhì)量與容重都隨著收獲期的推后而增加,在授粉59 d時基本穩(wěn)定達到最高值,百粒質(zhì)量為28.51 g,容重為776.25 g/L。在授粉后59 d各項指標已達最高值,進入了適收期。
表1 不同收獲期PH6WC籽粒的物理性狀變化
從圖1可以看出,PH6WC籽粒的含水率隨著收獲期的推后逐步降低,與授粉后的天數(shù)表現(xiàn)出負的線性相關(guān)關(guān)系(R2=0.933 8),授粉后35 d籽粒含水率為48.7%,到65 d時降為33.1%。由圖2可知,SOD活性與籽粒含水率表現(xiàn)相反,隨著收獲期的推后其SOD活性逐步升高,從授粉后35 d的55.8 U/g升高到65 d的154.4 U/g,這個過程中40~50 d期間增高速率最快。隨著SOD活性不斷升高,PH6WC籽粒的抗逆性也不斷提高。
表2 不同收獲期PH6WC籽粒活力比較
采用標準發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法和冷浸發(fā)芽法4種發(fā)芽方法分析了PH6WC不同收獲期籽粒的活力。由表2可知,4種方法均表現(xiàn)為從授粉后35 d開始到授粉后59 d發(fā)芽率越來越高,到59 d時達到峰值,在65 d時發(fā)芽率又略有下降。說明種子隨著收獲期的推后活力逐漸變好,到達一定時期時種子活力不再升高,則會有所降低。人工加速老化發(fā)芽法的發(fā)芽率要普遍高于冷凍發(fā)芽法的發(fā)芽率,說明PH6WC籽粒的耐低溫性要差于耐儲藏性。授粉后65d的發(fā)芽率低于59d,可能是由于后期降溫、蟲害等原因造成的?;盍Ψ治鼋Y(jié)果表明,PH6WC籽粒的最適收獲期為授粉后59 d,其標準發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法和冷浸發(fā)芽法測定的發(fā)芽率分別為93.8%、84.4%、77.5%和67.9%。
表3 不同收獲期PH6WC籽粒物理性狀、酶活性與種子活力的相關(guān)性分析
本試驗條件下所測定的種子寬度、長度、百粒質(zhì)量、容重和SOD活性與標準發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法和冷浸發(fā)芽法測定的發(fā)芽率均表現(xiàn)為顯著正相關(guān)關(guān)系,4種測定方法下發(fā)芽率均隨著寬度、長度、百粒質(zhì)量、容重和SOD活性的增加而提高(表3)。由此可見,授粉后PH6WC籽粒的活力水平與其物理性狀、酶活性之間存在顯著相關(guān)性。
選擇適宜的收獲期對保持種子活力有重要的作用,所以,尋找到最佳收獲期是保證種子活力的有效方法。關(guān)于作物種子的最佳收獲時期,前人進行了諸多研究。在玉米收獲期的研究方面,有人提出以乳線作為衡量種子活力的指標之一,認為采收期宜在乳線到籽粒中部位置為最佳[18]。因此,選擇適當(dāng)?shù)氖斋@時期對保證種子活力有顯著作用。本研究采用標準發(fā)芽法、人工加速老化發(fā)芽法、冷凍發(fā)芽法和冷浸發(fā)芽法對不同收獲期的PH6WC籽粒的活力進行了分析,結(jié)果表明,隨著收獲期的推后,PH6WC籽粒的活力逐步上升,在授粉后59 d種子活力能夠達到最高。在玉米種子市場逐漸飽和的態(tài)勢下,提高種子質(zhì)量是種業(yè)公司的立足之根本,而提高種子質(zhì)量首先要保證種子活力,只有高活力的種子才能有高效整齊的群體,才能應(yīng)對各種不同的環(huán)境與突發(fā)的氣候情況,所以,如何能夠生產(chǎn)出高活力的玉米種子就顯得尤其重要。本研究表明,PH6WC籽粒在授粉后59 d時種子活力達到了最高,其各性狀也逐步穩(wěn)定,不同收獲期種子的物理性狀等指標與其種子活力存在明顯的相關(guān)性。本研究得出,PH6WC籽粒也就是先玉335雜交種子的最佳收獲期為授粉后59 d,但是由于本試驗只在一種環(huán)境中進行了研究,今后還需要繼續(xù)進行在不同環(huán)境、不同脅迫下的最佳收獲期研究。