玉米雜交種新陳種子不同活力測定方法與田間出苗率的相關性分析

陳新華 陳 珣 張 雪 肖 軍 任志瑩 那 穎

摘要對玉米雜交種新陳種子各種活力測定方法的測定結果和田間出苗率進行相關分析,其相關系數(shù)大小為:老化試驗>TTCH含量法>活力指數(shù)Ⅱ>活力指數(shù)Ⅰ>標準發(fā)芽實驗>四唑染色法>電導率法。老化試驗測定結果與田間出苗率的相關系數(shù)最大,可以作為玉米雜交種活力測定的較好方法。

關鍵詞玉米;雜交種;新陳種子;活力測定方法;田間出苗率

中圖分類號Q944.59文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)08-0128-02

種子活力可預測作物生產(chǎn)潛力,目前種子活力測定方法很多,但每種方法只對某些作物和種子有效,而對另一些作物和種子不一定有效。

試驗運用幾種現(xiàn)行的活力測定方法,對遼寧省近年廣泛推廣種植和應用的玉米雜交種新陳種子進行活力測定,通過研究其與田間出苗率的相關關系,試圖選取一種對遼寧省玉米雜交種檢驗比較適用、簡單易行、準確可靠的活力測定方法,以期為生產(chǎn)上正確評價田間出苗率提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

選用遼寧省近年推廣種植的10個玉米雜交種,即沈農(nóng)10、丹玉24、鐵單12、鐵單19、鐵單10、沈農(nóng)87、遼單31、遼單37、遼單36、遼單120的新陳種子。試驗所用種子為同一生產(chǎn)單位普通條件下貯藏的玉米雜交種。

1.2方法

1.2.1田間試驗。玉米雜交種新陳種子每一品種播成1行,單粒播種,每行100粒,4次重復,完全隨機排列。于4月下旬播種,株距20cm,行距60cm,注意開溝、覆土和鎮(zhèn)壓等作業(yè)均保持一致。田間出苗后,每天記載小區(qū)出苗數(shù),計算田間出苗率。

1.2.2發(fā)芽試驗。在25℃恒溫箱中用砂床恒溫培養(yǎng),發(fā)芽床準備、管理和發(fā)芽記數(shù)標準均按照GB/T3543-95進行,每一品種新陳種子各取400粒,4次重復。7d統(tǒng)計發(fā)芽率,并測定幼芽鮮重、幼根鮮重和活力指數(shù)Ⅰ、活力指數(shù)Ⅱ[1]:

發(fā)芽率(%)=■×100;活力指數(shù)Ⅰ=G×S1;活力指數(shù)Ⅱ=G×S2;式中G為發(fā)芽率(%),S1為幼芽鮮重(g),S2為幼根鮮重(g)。

1.2.3四唑染色法。先將每一品種新陳種子各取400粒,4次重復。將種子浸泡4~5h使其吸脹后,用刀片沿胚的中心縱切,取其中胚的各部分較完整的1/2放在培養(yǎng)皿內(切口朝下),倒入0.1% TTC溶液,加蓋置于30~35℃恒溫箱中30~60min,之后除去TTC液,用清水沖洗1~2次,立即觀察胚根、子葉(均為中部)染色結果,判斷種子活力。

1.2.4TTCH含量法。每一品種新陳種子各取400粒,4次重復。將種子用四唑染色后將胚剝下,放在研缽中,每重復加20mL 95%乙醇,研磨成糊狀,并轉移到50mL三角瓶中。將三角瓶置于80℃水浴中提取30min。將提取后的樣品液用95%乙醇定容至100mL,混合均勻。取10mL左右在3 000rpm條件下離心10min。將紅色上清液在490nm處進行比色(以95%乙醇作對照),測定光密度值,以此從標準曲線中查出相應的TTCH含量[2]。

1.2.5老化試驗。每一品種新陳種子各取400粒,4次重復。在43℃、100%相對濕度下處理48h,取出風干后,進行標準發(fā)芽試驗,統(tǒng)計出苗率。

1.2.6電導率法。每一品種新陳種子各取400粒,4次重復,用自來水沖洗后,再用無離子水沖洗2遍,用濾紙吸干后,放入潔凈的三角瓶中,加入75mL無離子水,在室溫下靜置24h,然后用DDS-11A電導儀測定電導率,再放入水浴中沸煮30min,在20℃恒溫條件下靜置6h,測定煮沸后的電導率,計算出電解質外滲百分率:

電解質外滲百分率(%)=■×100。

2結果與分析

2.1標準發(fā)芽試驗測定結果與田間出苗率的相關分析

從表1可知,所有品種陳種子的標準發(fā)芽率均高于田間出苗率;除遼單120外,其他所有品種新種子的標準發(fā)芽率均高于田間出苗率。由此可知,種子標準發(fā)芽率與田間出苗率并不相符,有時差異還很大。從表2可知,種子標準發(fā)芽率與田間出苗率的相關系數(shù)為0.774 9,達極顯著相關。這說明標準發(fā)芽率在某種程度能夠反映種子活力的高低,標準發(fā)芽率高,田間出苗率也高,但這只說明發(fā)芽率能夠反映田間出苗的趨勢,但它不能很好反映田間出苗的實際情況。因為田間的環(huán)境條件比實驗室條件要差很多,只有抵御不良環(huán)境能力強的種子,在田間才能正常出苗并長成植株。在實驗室適宜條件下能夠發(fā)芽的種子在田間卻不一定出苗。因此,種子活力評定種子的田間出苗情況更可靠。

2.2活力指數(shù)測定結果與田間出苗率的相關分析

比較不同品種新陳種子在活力指數(shù)Ⅰ和活力指數(shù)Ⅱ中所處位次,由表1可知,除遼單31陳種子外,排在前10位的種子,鐵單19陳種子、鐵單19新種子、鐵單10新種子、遼單120新種子、鐵單12新種子、遼單31新種子、遼單36新種子、沈農(nóng)87新種子、遼單36陳種子,它們的位次都沒變化。從表2可知,活力指數(shù)Ⅰ、活力指數(shù)Ⅱ與田間出苗率的相關系數(shù)為0.801 6和0.807 6,均達到極顯著水平,發(fā)芽率與田間出苗率的相關系數(shù),說明活力指數(shù)與田間出苗率關系更密切,更能反映種子的萌發(fā)速率和苗健壯程度。因此,活力指數(shù)的計算方法可采用發(fā)芽率×幼苗鮮重或發(fā)芽率×幼根鮮重。

2.3四唑染色法測定結果與田間出苗率的相關分析

四唑染色結果與田間出苗率相關系數(shù)為0.763 0,達極顯著水平,說明四唑染色結果與田間出苗率關系較密切,在一定程度上可以代表種子的田間表現(xiàn)。四唑染色結果明顯高于田間出苗率,說明用四唑染色法測定種子活力并不十分準確,通常四唑染色法被認為是測定種子生活力的較好方法。

2.4TTCH含量法測定結果與田間出苗率的相關分析

新陳種子TTCH含量測定結果與田間出苗率的相關系數(shù)為0.8294,達極顯著水平。TTCH含量測定結果與田間出苗率的相關系數(shù)較高,說明TTCH含量測定法是測定種子活力較好的方法。此法雖然與四唑染色法原理相同,但結果更加可靠、準確。因為四唑染色法的判定具有主觀性,不同的實驗室和檢驗員之間判斷標準不同。而TTCH含量測定法避免了這一缺點,通過定量測定不但使結果更加準確,而且在實驗室之間容易實現(xiàn)標準化。

2.5老化試驗測定結果與田間出苗率的相關分析

所有雜交種品種的新種子經(jīng)過老化處理后的發(fā)芽率與田間出苗率的吻合程度相當高,鐵單10、遼單31、遼單36老化處理后的發(fā)芽率與田間出苗率完全相同,沈農(nóng)87、遼單120、鐵單19、沈農(nóng)10老化處理后的發(fā)芽率與田間出苗率也幾乎相同。說明老化試驗測定新種子的活力比較準確、可靠。而對于陳種子,所有品種的陳種子在經(jīng)過老化處理后發(fā)芽率均低于田間出苗率,這可能是由于陳種子的活力低,在經(jīng)過高溫高濕處理后,發(fā)芽率下降幅度比新種子大造成的。

新陳種子老化發(fā)芽率與田間出苗率的相關系數(shù)為0.850 0,達到極顯著水平,說明老化試驗發(fā)芽率與田間出苗率關系較密切。同時也說明老化試驗是測定玉米雜交種活力的有效方法,它能夠較好反映種子的播種品質。

2.6電導率法測定結果與田間出苗率的相關分析

雜交種新陳種子電導率測定結果與田間出苗率的相關系數(shù)為-0.214 7,兩者呈負相關,說明高活力種子,細胞膜重建和損傷修復的能力強,電解質與可溶性物質的外滲量較少;低活力種子,膜的透性增大,電解質和可溶性物質外滲量較多。但兩者的相關系數(shù)較低,沒有達到顯著水平。電導率測試對豌豆和其他一些大粒豆科作物種子具有快速、客觀和重復性強的效果。但對于玉米這種作物測試效果卻表現(xiàn)得不是很規(guī)律。這可能與不同作物種子形態(tài)結構有關,不同構造導致種子活力與電導率的關系不一致有關。

3討論

(1)標準發(fā)芽率與田間出苗率的相關系數(shù)是0.774 9,活力指數(shù)Ⅰ和活力指數(shù)Ⅱ與田間出苗率的相關系數(shù)分別為0.801 6和0.807 6,均達到極顯著水平,且活力指數(shù)Ⅰ和活力指數(shù)Ⅱ與田間出苗率的相關系數(shù)均高于標準發(fā)芽率與田間出苗率的相關系數(shù)。說明標準發(fā)芽率不能很好的反映種子的田間品質,活力指數(shù)是綜合發(fā)芽速度、幼苗健壯度等性狀的生理指標,不僅能反映田間出苗情況,而且能預測出苗以后幼苗的健壯度,是反映種子播種品質的一項較全面的生理指標。對于本試驗,活力指數(shù)Ⅰ和活力指數(shù)Ⅱ與田間出苗率的相關系數(shù)均較高且接近,說明活力指數(shù)的計算方法是采用發(fā)芽率×幼苗鮮重,還是采用發(fā)芽率×幼根鮮重均可。

(2)四唑染色法是根據(jù)種子生化代謝的強弱,經(jīng)脫氫還原反應,而顯現(xiàn)紅色特征的差異和胚的主要構造來判斷種子活力和組織狀況的方法。對于本實驗,四唑染色結果與田間出苗率的相關系數(shù)為0.763 0,達到極顯著水平,但可以發(fā)現(xiàn)四唑染色的結果明顯高于田間出苗率。說明用四唑染色法測定種子活力并不是十分準確,通常四唑染色法被認為是測定種子生活力較好的方法。

(3)TTCH含量測定原理是四唑可被活種子胚內的脫氫酶還原成紅色穩(wěn)定的三苯基甲月朁(TTCH)沉積在活細胞中,使胚呈現(xiàn)紅色,而死細胞無此反應。此法雖然與四唑(下轉第133頁)

(上接第129頁)

染色法的原理相同,但結果更加準確可靠。因為四唑染色法具有主觀性,不同實驗室和檢驗者之間判斷標準不同,而TTCH含量法避免了這一缺點,通過定量測量既可以使結果更加準確可靠,也容易使實驗室之間達到標準化。對于本試驗,TTCH含量測定結果與田間出苗率的相關系數(shù)為0.829 4,達到極顯著水平,說明該法測定雜交種種子活力比較可靠,能較好反映種子的播種品質。

(4)老化試驗以控制影響種子活力的2個關鍵因素入手,在高溫高濕條件下,加速種子老化,使其劣變程度在幾天內相當于數(shù)月或數(shù)年之久。活力低的種子很快失去發(fā)芽能力,或不能形成正常苗,高活力的種子經(jīng)老化處理后仍能正常發(fā)芽。對于本試驗,老化試驗結果與田間出苗率的相關系數(shù)為0.850 0,達到極顯著水平。所有品種新種子老化試驗結果與田間出苗率十分接近,其中鐵單10、遼單36、遼單31老化試驗發(fā)芽率與田間出苗率完全相同,說明老化試驗是測定玉米雜交種種子活力的有效方法,它能夠較好地反映種子的播種品質,可以作為玉米雜交種種子活力測定的較好方法。所有品種陳種子老化處理后發(fā)芽率均低于田間出苗率,這可能是由于陳種子活力比新種子活力低,處理時間過長或溫度過高,使種子發(fā)芽率明顯下降。

(5)高活力的種子,在種子萌發(fā)初期,其細胞膜和損傷修復的能力強,電解質和可溶性物質外滲的量較少;而低活力種子由于膜結構受到損傷,膜的透性增大,電解質和可溶性物質外滲的量較多。因此,高活力種子的電導率較低,低活力種子的電導率較高。測定種子浸出液的電導率值,可以判斷種子活力的高低。有研究報道,種子浸出液電導率值與種子衰老程度成正相關,與生活力和活力呈負相關[3-5]。試驗對不同雜交種新陳種子電導率進行測定,結果表明,雜交種電導率與田間出苗率呈負相關,相關系數(shù)為-0.214 7,相關系數(shù)較低。說明電導率測定雖然是豌豆等大粒豆科種子活力測定的一個理想方法,但該方法在玉米種子上卻表現(xiàn)得不盡如人意。這可能與不同種類的種子結構不同有關,也可能是由于電導率測定結果易受到種子水分、容器大小、溶液體積、機械損傷等因素的影響有關[3]。

4參考文獻

[1] 顏啟傳.種子學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2001.

[2] 高榮歧,張春慶.作物種子學[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,1997.

[3] 劉素霞,劉翠珍.玉米種子電導率與種子生產(chǎn)性能的關系研究[J].種子,1995(6):27-29.

[4] 張守潤.玉米種子活力測定及其田間出苗率的關系初析[J].甘肅農(nóng)業(yè)科技,1997(2):13-15.

[5] 張文明,鄭文寅,任沖,等.電導率法測定大豆種子活力的初步研究[J].種子,2003(2):34-38.