燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究

燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 1 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 摘要： 为探讨不同引发措施对燕麦陈种子的萌发特性及 活力影响， 选用 白燕 7 号、丹麦 444、燕 3 号 4 个燕麦品种为材料， 采用 砂、土、水、 行引发 ， 结果表明：砂引发处理条件下 白燕 7 号 在幼苗生长指标中表现明显， 白燕 7 号表现出较强的种子活力恢复潜力 ； 丹麦 444、 陇燕 3 号 土引发处理条件下，在幼苗生长指标和电导率与 性上都表现出较好引发效果。 在水引发试验中， 模拟田间出苗 条件下 ， 燕 3 号 两品种都在 24h 浸种时间处理条件下表现 出较高 的优势，与对照组相比发芽率分别提高了 26%、 性分别提高了 在 发处理中， 白燕 7 号、丹麦 444 两品种都在 30%度引发处理 后，幼苗生长指标与生理生化指标都比对照组与其他浓度处理 组 突出， 其中 发芽率比对照组分别提高了 引发效果最为明显， 适宜作为引发处理的浓度配置。 综合比较不同引发措施效应，可以得到砂、土含水量 5%条件 、水浸种 24h 处理、 30%度 处理措施 ，在一定条件 下 可 作为燕麦陈种子活力恢复的有效方法。 关键字： 燕麦；种子萌发；砂引发；水引发 ;发 前言 燕麦 (属禾本科 (麦属 (， 一 年生植物 ， 是世界性栽培作物，分布在五大洲 42 个国家， 目前种植面积大约 1400 万 产量2800 万 美国时代周刊评出的十大健康食品中，燕麦名列第五 ，其经过精细加工制成麦片，使其食用更加方便，口感也得到改善，成为深受欢迎的保健食品。我国栽培的燕麦以裸粒型的 为主，常称裸燕麦。 燕麦在我国北方地区种植历史悠久 ，因其根系发达 ,吸收力强 ,根冠较一般作物大 ， 叶面积小 ， 光合效率高 ,在干旱条件下调节水分能力较 强 ,所以其种植范围相对较广 ， 遍及山区、高原和高寒地带。燕麦不仅适应性强 ,更是一种产量较高的粮饲兼用型绿色作物 。燕 麦秸秆是粗蛋白含量很高的优质有机饲料。燕麦可以不施化肥、农药 ， 仅靠土壤中的营养和天然降水就能很好生长 ,是名副其实的绿色 有机食品。由此可见 ,燕麦对促进地区农牧业结构调整和现代畜牧业发展十分有利 ， 对于解决世界性的粮食风险 ， 保证粮食安全具有重要的战略意义。 种子是农业生产中最基本的生产资料，贮藏 1 年或 1 年以上的种 子常谓之陈种 ，陈种子能否在生产上利用？首先取决于种子的衰老程度。种子的衰老程度可以从活力来判断，也可通过发芽力或生活力来判断。在最适宜条件下，经长期贮藏而仍然保持 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 2 旺盛生活力的种子，仍可作为种用。如果贮藏条件不好，活力严重下降的种子，播种后出苗不全、不齐，畸形苗多，变异株增加，是不能作为种用的。由此种子质量对作物的产量和质量有很大影响，种子活力是衡量种子质量的可靠指标，种子的加工，贮藏以至播种，均可导致种子活力的下降至消失，从而影响种子发芽和出苗能力。而现代农业生产对种子的发芽率，出苗率，出苗速度以及出苗整齐 度的要求越来越高，大量的研究证明，种子的活力是可以通过一些处理而获得恢复或提高的，在众多播种前种子处理方法中，种子引发是提高种子活力的一种有效途径。 种子质量对作物的产量和质量都有重要影响，高质量的种子是农业增产的关键因素 。 种子引发（ ， 或称为渗透调节（ 英国 授于 1973 年首次提 1， 人于 1975 年首先成功应用聚乙二醇（ 分子渗透剂来处理洋葱和胡萝卜种子。种子引发 指在 播种前根据种子性质和吸水速率，通过控 制种子缓慢吸水，使其停留在吸胀阶段，促进细胞膜 ,细胞器， 修复和酶 的活化，使之处于发芽的准备状态，但防止胚根的伸出 2目前，常用的种子引发方法有渗透引发、滚筒引发、固体基质引发和生物引发等 6经过大量研究表明，经引发的种子活力增强、抗逆性强、耐低温、出苗快而齐、成苗率高，可节约种子用量，减少成本 8 该技术已研究应用于多种蔬菜和农作物种子 2,4，而对于燕麦陈种子的引发研究目前很少报道，因此，本实验旨在探讨各种不同引发措施对燕麦陈种子引发效应， 提高陈种子的利用价值 与效率 并 为燕 麦陈种子引发技术的研究与生产应用提供理论依据。 1 材料与方法 实验材料 供试 燕麦品种分别为： 白燕 7 号、丹麦 444、 燕 3号 ，由甘肃农业大学作物遗传育种实验室提供，均为 2010 年 9月收获。 试验设计 子引发 砂、土引发： 分别 称取已烘干的砂、土并加 入一定量的蒸馏水，使 其 含水量为5%，充分搅拌。 将种子 与砂、土混合均匀，用保鲜膜将容器密封， 置于 20 恒温箱处理 5d。 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 3 水引发：选取饱满种子并清洗 表面灰层，用蒸馏水分别浸种 4h、 8h、 16h、 24h（置于 20 恒温箱中 ） 。 发：选取饱满种子并清洗 表面灰层 ，晾干后置于 度为 0、15%、 20%、 25%、 30%的溶液中 (0%浓度为对照组 )， 种子重量与溶液体积为 1:3， 20下种子引发 24h。 3种引发措施均设 3次重复，每重复 200 粒种子 ， 前两种处理措施中 以未经处理的燕麦种子为对照 。 引发处理后的各品种种子 做回干处理 ，用蒸馏水 快速 清洗 2 次，滤纸吸干种子表面水分， 25 鼓风干燥箱内晾干至处理前重量。 测定指标 苗生长测定 参照 作物检验规程 12进行，采用纸床进行发芽试验。每品种每处理 100 粒种子， 3次重复，置床后放入智能人工气候箱中培养 （ 20 恒温， 光照14h） 。 各处理均于第 2第 10d 统计发芽率，并随机取 6株正常幼苗苗长求其平均值，计算发芽指数与活力指数。 发芽指数 t， 式中： 与 发芽日数 活力指数 芽指数苗长 导率测定 参照张文明等（ 2004）的方法 13进行。每品种每处理 12 次重复，用蒸馏水洗净种子表面，用滤纸吸干浮水， 放于洁净的 200形瓶中，加人 100馏水，于 20 恒温下浸泡 24h，用 电导仪测定浸泡液电导率，再沸水浴30冷却至 20 测定绝对电导率。 每重复电导率 s/（ g)=（处理电导率 14 称取 胀种子样品，加适量缓冲液在 4 条件下冰浴中研磨，0 条件下 4000r 5上清液。反应体系（ 500酸缓冲液+创木酚） 3酶液 50确反应 3470下测定吸光度。 拟田间出苗率测定 参照张文明等（ 2004）的方法 7进行。 每品种每处理 100 粒种子， 3次重复， 土壤与砂混合发芽床，土壤中掺入 30%砂子，持水量适合， 各处理均于第 2d 起每天分别 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 4 记录各重复发芽数，于第 10d 统计发芽率，并随机取 6株正常幼苗苗长求其平均值，计算发芽指数与活力指数。 试验于 2013 年 5月在甘肃农业大学温室进行。 数据处理和统计分析 利用 试验数据进行处理，利用 计软件对获得的数 据进行分析。 2 结果与分析 品种燕麦陈种子基本指标测定 由表 1 可以看出 四个品种燕麦陈种子含水量都较低，保证了种子安全贮藏，与高质量种子 发芽率 （ 90%相比其发芽率 已经降低了很多， 基本上已丧失种用价值，其中 在 性方面，白燕 7 号最高。 不同品种在各 方面表现出其各自的差异性，酶活性高不一定 其发芽率好，而幼苗生长情况较好的其酶活性并不是最高，不同品种应 具有 针对各自 较好的引发措施 ，达到有效提高种子活力的目的。 表 1 各品种 燕麦陈种子的基本指标测定 品种 千粒重（ g） 容重(g/L) 含水量（） 发芽率（） 发芽指数 浸泡电导率 s/（ g) 燕 7号 丹麦 444 陇燕 3号 、土引发对不同品种燕麦陈种子的萌发 特性 及活力影响 、土引发对不同品种燕麦陈种子的发芽活力指标影响 由表 2 可以看出，不同基质对不同品种种子的引发存在差异性的表现，两种引发处理的 种子 发芽率、苗长、发芽指数、活力指数 都均高于对照组或与对照组相近，多数差异达到显著水平。 燕 7号两品种 在 砂引发处理 条件下 各项发芽活 力指标均高于土引发与对照组， 发芽率比对照组分别提高了 白燕 7号引发 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 5 效果最 为明显 ，表现出较强的活力恢复能力 ；而陇燕 3号、丹麦 444 两 品种在不同基质引发中，土引发效果更为明显 ，发芽率比对照组分别提高了 表 2 砂、土引发 处理 种子发芽指标 品种 处理 发芽率 /% 苗长 / 发芽指数 活力指数 含水量 5% 土含水量 5% 白燕 7号 含水量 5% 土含水量 5% 陇燕 3号 含水量 5% 土含水量 5% 丹麦 444 含水量 5% 土含水量 5% ：同列中的不同字母表示新复极差测验在 p=平上显著性差异。下同。 、土引发对不同品种燕麦陈种子的电导率及 性的影响 由表 3 可以看出，四个品种在不同基质中引发 处理 后种子的电导率 与对照组相比较均下降，在浸泡液电导率指标中都达到显著水平，其中土引发处理表现更为明显；在绝对电导率指标中 燕 7 号两品种在砂引发处理措施中表现 较土引发更为明显；在种子 性指标中四个品种表现较为一致，土引发处理种子的 性 提高与对照组相比 ,较砂引发都更为突出。 表 3 砂、土引发 处理的 种子活力指标测定 结果 品种 处理 浸泡电导率 s/（ g) 绝对电导率 s/（ g) 性 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 6 K 含水量 5% 含水量 5% 燕 7号 含水量 5% 含水量 5% 燕 3号 含水量 5% 含水量 5% 麦 444 含水量 5% 含水量 5% 引发处理对不同品种燕麦陈种子的萌发特性及活力影响 引发处理对不同品种燕麦陈种子在模拟田间出苗及幼苗生长测定 由表 4 可以看出， 引发处理后，在模拟田间出苗试验条件下，除 4h 浸种处理的发芽率低于 对照组以外，其他处理的发芽率均高于对照组，其中 24h 浸种处理的效果最为明显，发芽率较对照组提高了 26%；陇燕 3 号水引发处理后，在模拟田间出苗试验条件 下，发芽率、苗长、发芽指数、活力指数表现一致，即经处理后种子的各项发芽指标都均高于对照组，多数达到显著水平或接近对照水平， 其中引发处理 24芽率提高了 表 4 水引发处理种子模拟田间出苗率及发芽指标测定 品种 处理（浸种时间） 发芽率 /% 苗长 /芽指数 活力指数 K h h 6h 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 7 24h 燕 3号 h h 6h 4h 水引发对不同品种燕麦陈种子的电导率及 性的影响 由表 5 可以看出， 水引发处理的 燕 3号陈种子在电导率及 性 指标中都表现较为一致，在浸泡电导率与绝对电导率指标中经处理的种子都较对照组有所下降， 性都较对照组提高，其中引发处理 24h 的各项指标都表现最为明显；发 24h 后浸泡电导率与绝对电导率较对照组分别下降： 陇燕 3号引发 24h 后浸泡电导率与绝对电导率较对照组分别下降： 性提高 表 5 水引发 处理种子 活力指标测定 结果 品种 处理（浸种 时间） 浸泡电导率 s/（ g) 绝对电导率 s/（ g) 性 K h h 6h 4h 燕 3号 h h 6h 4h 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 8 发处理对不同品种燕麦陈种子的萌发特性及活力影响 发对不同品种燕麦陈种子的发芽活力指标影响 由表 6 可以看出， 白燕 7号在 发处理 中，发芽率、苗长在不同浓度处理 条件下都较对照组高，并且发芽率随着 度的升高而提高；发芽指数、 活力指数 除 30%度处理条件下，其他浓度处理都低于对照组试验。丹麦 444 在 现较为一致，经处理的种子在发芽活力指标中都高于对照组，其中30%度处理 条件下效果最有优势。 两品种在 30%理下，发芽率比对照组分别提高了 表 6 发 处理的 种子 发芽指标 品种 处理 发芽率 /% 苗长 /芽指数 活力指数 白燕 7号 5%0%5%0%麦 444 5%0%5%0% 发对不同品种燕麦陈种子的电导率及 性的影响 由 表 7 可以看出， 白燕 7号在 发处理后浸泡电导率除 15%度外，其他浓度处理均 比对照组下降，绝对电导率指标中除 15%20%理比对照组高以外，其他浓度处理比对照组低，在 性指标表现 中，经处理种子 性都比对照组高，都达到显著水平，其中 30%理条件下最为明显 ，浸泡电导率、绝对电导分别下降 性提高 丹麦 444 在 发处理后陈种子在电导率与 性表现上一致， 30%理条件下 电导率、 性 与对 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 9 照组相比都达到显著水平， 浸泡 电导率 、绝对电导分别 下降 性提高 30%理条件下 表现 最有优势。 表 7 发处理的种子活力指标测定结果 品种 处理 浸泡电导率 s/（ g) 绝对电导率 s/（ g) 性 白燕 7号 5%0%5%0%麦 444 5%0%5%0% 讨论 种子引发能提高种子活力，在低温、高温、干旱、盐渍或低氧等逆境条件下等加速种子萌发，提高出苗整齐度、出苗率和成苗率 3 、 为抗菌剂的载体，提高抗病能力等诸多优势 8吴道藩等 15研究表明，用 15%室温下引发甘蓝种子72h，可显著提高甘蓝种子活力。 潜宗伟 16研究表明， 子种子的发芽指数显著高于对照。 贺长征 17等利用混合 盐引发水稻，发现可以提高水稻的抗逆能力，使水稻种子在低温和盐胁迫下加快发芽，过氧化氢酶活性提高。王建成 18等利用硝酸钙溶液引发油菜种子后，可以使油菜成苗率显著提高，且苗齐苗壮，此处理可使油菜种子在 20%水分条件下表现良好，可以进行大田直播。张燕 19等利用 理烟草种子，结果表明，引发处理能显著提高种子发芽率和幼苗活力指数，增强种子萌发使的呼吸速率和淀粉酶活性。王云 20等用 30%发处理蓖麻 2d 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 10 后，种子活力提高，耐冷性增强。廖祥儒 21用 发处理小麦后，发现种子萌发率提高，电解质外渗明显降低，种子适应渗透胁迫能力提高。 目前，种子引发技术在对发芽的促进效应已在分子水平 得 到进一步证实 ，引发技术的重要性也不断被更多研究者所关注。 在相同条件下，种子引发效果 针 对不同品种的种子是有较大的差异， 主要是由于品种间的差异所决定的。 本试 验 分别 探讨了砂、土 、 水 、 同引发措施 对 不同品种燕麦陈种子的引发效应。在砂、土含水量为 5%引发条件 下，不同品种表现出各自差异，综合考虑幼苗生长情况和生理生化指标， 可以看出 燕 7号 更适合于砂引发， 其中白燕 7 号具有较大的引发 潜力，当种子贮藏一定期限时，其各项活力指标都大幅度下降，经引发后又恢复了较强的种子活力； 陇燕 3 号、丹麦 444 更宜 采用土引发措施。水引发处理中，模拟田间出苗条件下， 燕 3 号两品种都在浸种 24h 处理后种子的 发芽率、发芽指数、活力指数、电导率、 性 与对照组相比，都到达显著水平，引发效果最为突出 ，其中发芽率分别达到 陇燕3号在模拟田间出苗条件下 对照组发芽率比 标准 纸床 发芽 试验 发芽率 提高 了 70%， 在一定意义上 可 以 对照地 说明种子在土 壤 基质发芽 过程中，土壤中的各种化学元素与矿物质有利于 促进 种子发芽，由此也可得出土引发处理是一种有效促进种子发芽的方法 。在 发处理条件下，白燕 7 号、丹麦 444 在种子发芽指标方面都表现出一定程度的一致性，随着 度的增大种子发芽率、苗长、发芽指数、活力指数都逐渐提高， 30%度处理下，各 项 发芽指标与对照组相比都到达显著水平 ，其中发芽率与对照组相比分别提高了 在电导率测定中，白燕 7号表现出一定的差异， 15%理下浸泡电导率与绝对电导率都升高， 20%理下 绝对电导率升高，丹麦 444 则表现一致， 不同浓 度处理的 电导率都比对照组下降，可能与品种的差异性有关 ，综合分析可以得出较高浓度的 液处理种子可以有效提高种子活力 。在 经不同引发措施处理过的种子 ， 性指标与 陈 种子发芽指标表现一致，当发芽指标较高时， 性也较高。在 试验中 最适引发措施条件下， 性与对照组相比均达到显著水平 ， 性是否与种子发芽指标相关，还需进一步研究。 在生产实践中，引发技术是恢复种子活力的有效手段，能够提高陈种子的 质量和利用价值，为农业生产既节约成本又保证农业发展。 在应用过程中还应考虑引发技术的合理性，比如操作手段的 难易程度、引发技术的经济成本、不同引发措施的 局限性都需 结合实际生产综合考虑，才能有效地做到理论研究指导 生产实践 的作用 。 燕麦陈种子萌发特性及引发措施研究 11 参考文献 1 , L. 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