PEG引發(fā)對農(nóng)大108玉米種子萌發(fā)及活力的影響

張 麗，祝利海

（阜陽市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，安徽 阜陽 236065）

聚乙二醇（polyethylene glycol,簡稱PEG）是一種高分子滲壓劑。20世紀(jì)70年代中期，Heydecker等首先用PEG引發(fā)洋蔥種子[1，2]，結(jié)果表明，PEG引發(fā)處理可以促進種子萌發(fā)，提高種子出苗率和整齊度。PEG引發(fā)在對種子進行預(yù)處理時，通過滲透調(diào)節(jié)作用，使種子緩慢吸水，促進細(xì)胞膜修復(fù)，減少物質(zhì)滲透，降低電導(dǎo)率，提高種子萌發(fā)速度，使其本身不滲入活細(xì)胞。PEG作為理想的滲透調(diào)節(jié)劑，已成功地在大豆等作物種子上取得明顯效果[3～10]。但是關(guān)于雜交玉米種子PEG引發(fā)的報道較少。普通雜交玉米是近年來被人們接受較廣泛的一種糧食或飼料作物，但由于雜交玉米種子貯藏穩(wěn)定性較差，活力易降低，造成田間出苗率低、幼苗長勢差、成苗困難、產(chǎn)量降低，常給生產(chǎn)帶來損失。因此，研究提高雜交玉米種子活力的引發(fā)方法具有重要的理論和實踐意義。本試驗以普通雜交玉米農(nóng)大108種子為材料，探討PEG引發(fā)對農(nóng)大108種子萌發(fā)及活力的影響，為雜交玉米種子引發(fā)技術(shù)研究與應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試品種為普通雜交玉米農(nóng)大108，種子水分為11.0%，千粒重249.3 g。種子購于本地種子大市場，2010年收獲。

1.2 試驗方法

1.2.1 PEG引發(fā)處理

PEG溶液分別設(shè)為 10%、15%、20%、25%、30%（w/v）五種不同濃度，用不同濃度的PEG溶液浸種，處理時間為48 h，每處理種子約取1000粒，以不做任何處理的種子作對照（CK）。浸種后用雙重蒸餾水沖洗種子表面PEG，室溫下風(fēng)干。然后將處理種子和對照種子分別進行幼苗生長測定、模擬田間出苗率測定、加速老化試驗、抗冷測定和電導(dǎo)率測定。

1.2.2 幼苗生長測定

參照GB/T3543.4-1995農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程進行發(fā)芽試驗，采用紙床法，每處理設(shè)置4次重復(fù)，每重復(fù)隨機數(shù)50粒凈種子。置床后放入智能人工氣候箱培養(yǎng)（溫度為20～30℃，光照時間8 h）。逐日記錄發(fā)芽種子數(shù)，第4天統(tǒng)計發(fā)芽勢，并測定正常幼苗（隨機取10株）芽長、根長、鮮重、干重（103 ±2 ℃，烘 8 h）。 第 7天統(tǒng)計發(fā)芽率，并計算發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽日數(shù)和活力指數(shù)。其中：

活力指數(shù)（VⅠ）=GⅠ×S.

式中Gt為每天發(fā)芽數(shù)；Dt為與Gt相對應(yīng)的天數(shù)；S 為正常幼苗干重（mg／株）。

1.2.3 加速老化試驗：各處理隨機數(shù)230粒種子裝入塑料紗網(wǎng)袋，放入智能人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)，在41℃、100%RH條件下處理72 h。將處理后的種子用風(fēng)扇吹干，進行發(fā)芽試驗（保證1 h內(nèi)播完）。每處理隨機數(shù)取50粒，4次重復(fù)，砂床發(fā)芽，以未處理的種子作對照。置床后放入智能人工氣候箱中培養(yǎng)（溫度為20～30℃，光照時間8 h），第7天統(tǒng)計發(fā)芽率。

1.2.4 抗冷測定：每處理隨機取50粒凈種子，4次重復(fù)，置于砂床中，在10℃低溫條件下處理7天，再轉(zhuǎn)至30℃條件下培養(yǎng)，3天后統(tǒng)計發(fā)芽率。

1.2.5 模擬田間出苗率測定：取水分適宜的大田土壤，用d=2.0 mm的篩子去除雜質(zhì)，然后放在培養(yǎng)盒內(nèi)，每處理隨機數(shù)50粒凈種子，播于土壤中，均勻覆土約1.5～2.0 cm，4次重復(fù)，室溫下第7天統(tǒng)計出苗率。

1.2.6 電導(dǎo)率測定：每處理隨機數(shù)50粒凈種子，稱重，2次重復(fù)。用雙重蒸餾水沖洗兩遍，濾紙吸干浮水，將種子放入洗凈的250 mL燒杯中，加入100 mL雙重蒸餾水，于20℃恒溫條件下浸泡24 h，用DDS-12A型電導(dǎo)儀測定浸泡液電導(dǎo)率。將種子及浸泡液在沸水浴中煮10 min，冷卻后測定絕對電導(dǎo)率，并計算相對電導(dǎo)率（相對電導(dǎo)率=浸泡液電導(dǎo)率/絕對電導(dǎo)率）。設(shè)雙重蒸餾水作為空白對照。

2 結(jié)果與分析

2.1 PEG引發(fā)對農(nóng)大108種子萌發(fā)及活力的影響

幼苗生長測定結(jié)果列于表1。經(jīng)方差分析和F測驗（表2），處理間發(fā)芽勢、發(fā)芽率、根長、鮮重、干重、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽日數(shù)的F值分別為9.32、3.26、16.90、6.21、 3.57、6.18、6.77、3.34，均達到顯著或極顯著水平；芽長的F值為1.70，不顯著。說明PEG引發(fā)對農(nóng)大108種子的萌發(fā)及活力均有顯著影響。

由表1可見，經(jīng)PEG引發(fā)處理的農(nóng)大108種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、芽長、根長、苗鮮重、苗干重、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)較對照大多數(shù)均有不同程度的提高，平均發(fā)芽天數(shù)較對照也明顯減少。其中，25%PEG處理的引發(fā)效果最好。

表1 不同濃度的PEG引發(fā)處理幼苗生長測定結(jié)果的差異(LSD)

表2 幼苗生長測定結(jié)果的各指標(biāo)的F值

2.2 PEG引發(fā)對農(nóng)大108種子抗老化、抗低溫能力、模擬田間出苗率及電導(dǎo)率的影響

由表3可知，加速老化發(fā)芽率、抗冷測定發(fā)芽率、模擬田間出苗率的F值分別為0.85、1.10、4.62，其中加速老化試驗發(fā)芽率、抗冷測定發(fā)芽率F值不顯著；模擬田間出苗率F值為顯著。浸泡液電導(dǎo)率、絕對電導(dǎo)率、相對電導(dǎo)率的F值分別為50.12、245.00、16.90，均表現(xiàn)為極顯著。

表3 處理間加速老化、抗冷測定發(fā)芽率、模擬田間出苗率及電導(dǎo)率方差分析的F值

表4是加速老化、抗冷測定、模擬田間出苗率及各種電導(dǎo)率結(jié)果差異分析，可見加速老化試驗發(fā)芽率有所提高，但差異不顯著；抗冷測定發(fā)芽率有不同程度的下降，差異不顯著；模擬田間出苗率較對照有明顯增加，差異顯著或極顯著。而三種電導(dǎo)率較對照都有不同程度的降低，有的處理與CK差異達極顯著。

表4 各處理加速老化、抗冷測定、模擬田間出苗率及各種電導(dǎo)率結(jié)果的差異（LSD）

3 討論

本試驗結(jié)果表明，適宜的PEG引發(fā)能提高農(nóng)大108種子的活力，其發(fā)芽快速，幼苗長勢較好，活力指數(shù)有明顯的增加，平均發(fā)芽日數(shù)明顯減少。這與有關(guān)PEG引發(fā)可促進種子萌發(fā)，提高種子活力的報道結(jié)果相一致。

經(jīng)PEG引發(fā)后的農(nóng)大108種子在抗冷測定中，其發(fā)芽率較未經(jīng)任何處理的種子發(fā)芽率有不同程度的降低。其原因可能是試驗過程中的誤差，也有可能是抗冷測定方法欠妥，確切原因尚待進一步探討。

經(jīng)PEG引發(fā)后的浸泡液電導(dǎo)率、絕對電導(dǎo)率、相對電導(dǎo)率均有一定的降低，且均與活力指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，符合種子活力愈高電導(dǎo)率愈低的一般規(guī)律。

種子引發(fā)是提高種子發(fā)芽力和活力的較為有效的方法，隨著種子引發(fā)研究的不斷深入，新的引發(fā)物質(zhì)不斷地被發(fā)現(xiàn)，引發(fā)技術(shù)也不斷地更新，引發(fā)的效果在種、品種、甚至種子批間也會有差異，因此，許多現(xiàn)實問題需要進一步研究。本試驗僅研究了PEG引發(fā)對農(nóng)大108種子萌發(fā)及活力的影響，由于所選品種單一，處理方法有限，因此試驗結(jié)果僅供參考。至于雜交玉米種子PEG引發(fā)的適宜方法，包括PEG溶液濃度、浸種時間等，都有待于進一步研究。

[1]Heydecker,W.Higging,J.andGulliver,R.L.Acclerated.Germination by osmotic seed treatment[M].Nature,1973,246：42 ～ 44.

[2]Heydecker,W.Gexmination of an idea:the priming of seeds.university of Nottingham School of Agriculture Report,1973/1974：50 ～ 67.

[3]劉永慶.PEG高滲處理對番茄種子活力的影響[J].湖南農(nóng)學(xué)院報，1994，(2)：42 ～ 46.

[4]呂小紅，伏家瑞.聚乙二醇滲透處理提高花生種子活力和抗寒性[J].中山大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），1990,（29）：63 ～ 70.

[5]鄭曉鷹，孔祥輝.幾種蔬菜種子滲透調(diào)控的初步研究[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué).1986，（2）：36 ～ 41.

[6]燕義唐.PEG引發(fā)預(yù)防大豆種子吸脹冷害效果[J].植物生理學(xué)通訊，1987，（4）：24 ～ 26.

[7]張文明，鄭文寅，任沖，等.電導(dǎo)法測定大豆種子活力的初步研究[J].種子，2003，（2）：34 ～ 36.

[8]陳禪友.PEG處理提高長豇豆種子活力的初步研究[J].種子，1991，（1）：32 ～ 35.

[9]Muhyaddin T,Wiebe H J.Effects of seed treatments with polyethyleneghgcol on emergenll of vegetable crops[J].Seed Sci&Technol,1989,（17）：49 ～ 56.

[10]Burlyn EMichel,Merrill R Kaufmann.The osmotic potential of polyethylene glycol 6000[J].Plant Physiol,1973,（51）：914～ 941.