低溫貯藏年限對(duì)柱花草種子活性的影響

羅小燕 張瑜 王文強(qiáng) 王秋燕 丁西朋 白昌軍

摘 要 為確定柱花草種子在低溫條件下的安全貯藏年限，本研究以低溫環(huán)境（5～7℃）下貯藏1～8 a的9份柱花草種子為實(shí)驗(yàn)材料，通過測(cè)定其發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，對(duì)不同貯藏年限柱花草種子的萌發(fā)特性進(jìn)行研究。結(jié)果表明：在5～7℃條件下，柱花草種子活力（發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)）隨貯藏時(shí)間的增加而降低，西卡柱花草種子耐貯藏能力顯著低于圭亞那柱花草，而圭亞那柱花草中TPRC90105柱花草種子最耐貯藏，TPRC90144柱花草種子最不耐貯藏。據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定，圭亞那柱花草種子低溫條件下的貯藏年限應(yīng)不超過5 a，而西卡柱花草種子應(yīng)不超過4 a。該研究結(jié)果為柱花草種子的長(zhǎng)期、安全貯藏提供了有力的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 柱花草種子 ；低溫貯藏 ；貯藏年限 ；萌發(fā)特性

分類號(hào) S339.3+2

柱花草（Stylosanthes Spp.）又名筆花豆，巴西苜蓿，主要分布于美洲、非洲和東南亞地區(qū)，其品質(zhì)優(yōu)良，適口性極好，對(duì)土壤適應(yīng)性廣，是熱帶、亞熱帶地區(qū)重要豆科牧草和飼料植物資源。生產(chǎn)上，柱花草通常以種子作為栽培和繁殖材料[1-2]，因而對(duì)其種子貯藏與萌芽特性方面的研究將對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有著重要的指導(dǎo)意義。許多學(xué)者研究了不同處理方式對(duì)柱花草種子萌芽特性的影響，如：黃慧德和易克賢研究表明，輻射量高于20.64 C/kg時(shí)，60Co-γ射線輻射會(huì)使柱花草種子發(fā)芽率會(huì)大大降低[3]；莊南生等研究發(fā)現(xiàn)，短時(shí)間的He-Ne激光、超聲波照射能夠促進(jìn)柱花草種子的萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)[4-5]；劉壯等發(fā)現(xiàn)，用石英砂磨破種皮能促進(jìn)西卡柱花草種子的發(fā)芽[6]；羅富成等研究結(jié)果表明75℃溫水浸種6 h 2 μg/L萘乙酸浸潤(rùn)苗床復(fù)合處理能夠打破柱花草種子硬實(shí)性，提高發(fā)芽率[7]；孫悅等研究表明，南亞瓦鱗苔水提液對(duì)柱花草種子萌發(fā)及其幼苗生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用[8]。但是關(guān)于柱花草種子貯藏方式的研究很少有報(bào)道，鄒冬梅以熱研5號(hào)柱花草種子為材料，研究表明經(jīng)超干處理能顯著提高其耐藏性[9]，而低溫貯藏年限方面的報(bào)道尚未見到。本文以9份不同柱花草種子為材料，通過發(fā)芽試驗(yàn)測(cè)定其在低溫種質(zhì)庫(kù)中不同貯藏年限后的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及活力指數(shù)，了解長(zhǎng)期低溫貯藏條件下種子活性的變化，尋求柱花草在低溫環(huán)境下的有效貯藏年限，以期為柱花草種質(zhì)資源長(zhǎng)期、安全貯藏和利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

參試材料為9份柱花草種質(zhì)資源種子，包括1份西卡柱花草種子和8份圭亞那柱花草種子，均系中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶作物品種資源研究所提供。具體種質(zhì)編號(hào)、中文名及拉丁名如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 貯藏條件

從2005年11月開始至2012年11月，每年收集相同來源的柱花草種子，經(jīng)常規(guī)加工，自然風(fēng)干，種子含水量為10%左右；選擇飽滿、健康的種子，貯藏于溫度5～7℃、濕度60%左右的低溫種質(zhì)庫(kù)中。 貯藏年限為1、2、3、4、5、6、7、8 a。

1.2.2 種子活力指標(biāo)測(cè)定

分別對(duì)9份不同貯藏年限的柱花草種子進(jìn)行發(fā)芽的生理測(cè)定，根據(jù)國(guó)家農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程總則GB3543.1-1995的規(guī)定進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)[10]，以濾紙為發(fā)芽床，于25℃恒溫條件下于人工智能氣候箱中進(jìn)行發(fā)芽。每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒（從供試種子中隨機(jī)取出），置床后適時(shí)噴水以保持濕度，逐日統(tǒng)計(jì)發(fā)芽數(shù)并記錄生長(zhǎng)情況，第8天測(cè)量正常幼苗（胚根+胚芽）長(zhǎng)度（每個(gè)處理隨機(jī)抽取15株正常生長(zhǎng)的幼苗進(jìn)行測(cè)量），第10天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，并計(jì)算發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)。最后根據(jù)國(guó)家豆科草種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB6141-2008的規(guī)定[11]及實(shí)驗(yàn)中幼苗的生長(zhǎng)情況確定不同柱花草種子的有效貯藏時(shí)間。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)

計(jì)算發(fā)芽率（GR）、發(fā)芽指數(shù)（GI）及活力指數(shù)（VI），公式如下：

發(fā)芽率（GR）=最終發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)（GI）=∑Gt/Dt

活力指數(shù)（VI）=發(fā)芽指數(shù)（GI）×S

式中，Gt為t日發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的天數(shù)，S為幼苗長(zhǎng)度。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析

本試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2003（Microsoft Company）和JMP（SAS Institute Inc.， Cary， NC， USA）統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫貯藏年限對(duì)柱花草種子發(fā)芽率的影響

通過對(duì)不同貯藏年限柱花草種子的發(fā)芽率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，9份不同柱花草資源種子的發(fā)芽率均隨著貯藏年限的增加而不斷降低。9份種子發(fā)芽率最高的均為貯藏1 a的種子，平均發(fā)芽率達(dá)87.56%，其中最高的是E4柱花草，達(dá)94.00%，最低的是西卡柱花草為76.00%。貯藏2～3 a的柱花草種子，發(fā)芽率略有下降，但平均發(fā)芽率仍在80%以上，且與貯藏1 a的柱花草種子發(fā)芽率之間差異不顯著。貯藏4～5 a，9份柱花草種子的平均發(fā)芽率與貯藏1 a的柱花草種子平均發(fā)芽率相比顯著下降，平均發(fā)芽率下降為72.89%～77.41%。而貯藏年限達(dá)5 a后，9份柱花草種子的平均發(fā)芽率急劇下降，年限為6、7和8 a的柱花草種子對(duì)應(yīng)的平均發(fā)芽率僅為62.89%、49.78%和34.37%。見表2。

表2中結(jié)果顯示，雖然9份不同柱花草資源種子的發(fā)芽率均隨著貯藏年限的增加而不斷降低，但是不同貯藏年限對(duì)不同柱花草資源種子發(fā)芽率的影響并不完全一致。西卡柱花草種子的發(fā)芽率明顯要低于圭亞那柱花草種子，且其發(fā)芽率在低溫貯藏1～4 a內(nèi)無顯著降低，但貯藏4 a后急劇下降。在圭亞那柱花草資源中，隨貯藏年限增加，發(fā)芽率下降最快的為TPRC90144柱花草，貯藏3 a TPRC90144柱花草種子的發(fā)芽率和貯藏1 a的發(fā)芽率存在顯著差異，貯藏7 a后其發(fā)芽率就由93.33%降至36.00%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他圭亞那柱花草資源。而TPRC90105柱花草種子最耐貯藏，低溫貯藏8 a后，其種子發(fā)芽率仍可達(dá)62.00%，顯著高于其他圭亞那柱花草資源。

國(guó)家豆科草種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB4161-2008中規(guī)定，圭亞那柱花草和西卡柱花草發(fā)芽率低于70%（三級(jí)）的種子應(yīng)不予收購(gòu)、出售，不準(zhǔn)作為種用[11]。因此，從發(fā)芽率來看，圭亞那柱花草種子在低溫環(huán)境下貯藏時(shí)間以不超過5 a為宜，而西卡柱花草種子不應(yīng)超過4 a。

2.2 低溫貯藏年限對(duì)柱花草種子發(fā)芽指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)可以反映種子萌發(fā)的速度和整齊度。通過對(duì)不同貯藏年限柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，同發(fā)芽率一樣，9份不同柱花草資源種子的發(fā)芽指數(shù)均隨著貯藏年限的增加而不斷降低。9份種子發(fā)芽指數(shù)最高的均為貯藏1 a的種子，平均發(fā)芽指數(shù)達(dá)31.12，其中最高的是TPRC90105柱花草達(dá)33.50，最低的是西卡柱花草為26.42。貯藏2～3 a的柱花草種子，發(fā)芽指數(shù)略有下降，但平均發(fā)芽指數(shù)仍在28.40以上，且與貯藏1 a的柱花草種子發(fā)芽指數(shù)之間差異不顯著。貯藏4～5 a，9份柱花草種子的平均發(fā)芽指數(shù)與貯藏1 a的柱花草種子平均發(fā)芽指數(shù)相比顯著下降，平均發(fā)芽指數(shù)下降為24.99～26.93。而貯藏年限達(dá)5 a后，9份柱花草種子的平均發(fā)芽指數(shù)急劇下降，貯藏6、7和8 a柱花草種子的平均發(fā)芽指數(shù)分別僅為21.64、17.25和11.73。見表3。

雖然9份不同柱花草資源種子的發(fā)芽指數(shù)均隨著貯藏年限的增加而不斷降低，但是不同柱花草資源種子發(fā)芽指數(shù)受貯藏年限的影響并不完全一致。從表3可發(fā)現(xiàn)，西卡柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)明顯要低于圭亞那柱花草種子，且其發(fā)芽指數(shù)在低溫貯藏1～4 a內(nèi)無顯著降低，但貯藏4 a后開始急劇下降。在圭亞那柱花草資源中，隨貯藏年限的增加，發(fā)芽指數(shù)下降最快的為TPRC90144柱花草，貯藏3 a TPRC90144柱花草種子的發(fā)芽指數(shù)和貯藏1 a的發(fā)芽指數(shù)之間存在顯著差異，貯藏6 a后其發(fā)芽指數(shù)就由32.50降至19.50，明顯低于其他圭亞那柱花草資源。發(fā)芽指數(shù)下降速度最慢的是TPRC90105柱花草種子，低溫貯藏8 a后，其種子發(fā)芽指數(shù)仍可達(dá)22.42，顯著高于其他圭亞那柱花草資源。因此，從發(fā)芽指數(shù)的變化也可以看出，供試的8份圭亞那柱花草資源中，最不耐貯藏的是TPRC90144柱花草，最耐貯藏的是TPRC90105柱花草。

2.3 低溫貯藏年限對(duì)柱花草種子活力指數(shù)的影響

活力指數(shù)不僅反映了初期的出芽情況，還反映了幼苗的生活力強(qiáng)弱。通過對(duì)不同貯藏年限柱花草種子的活力指數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，9份不同柱花草資源種子的活力指數(shù)變化趨勢(shì)與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)的變化趨勢(shì)接近，均隨著貯藏年限的增加而不斷降低。9份種子活力指數(shù)最高的均為貯藏1 a的種子，平均活力指數(shù)達(dá)175.76，其中最高的是TPRC90105柱花草達(dá)234.65，最低的是西卡柱花草為114.50。貯藏2 a的柱花草種子，其活力指數(shù)略有下降，平均活力指數(shù)為156.32，但與貯藏1 a的柱花草種子發(fā)芽指數(shù)之間差異不顯著。貯藏3～5 a，9份柱花草種子的平均發(fā)芽指數(shù)與貯藏1 a的柱花草種子平均發(fā)芽指數(shù)相比顯著下降，并呈逐年下降的趨勢(shì)，平均活力指數(shù)分別為145.73、132.81、121.90，但相互之間差異不顯著。而貯藏年限達(dá)5 a后，9份柱花草種子的平均活力指數(shù)急劇下降，貯藏6、7和8 a柱花草種子的平均活力指數(shù)分別僅為95.13、75.41和47.35。見表4。

表4中結(jié)果還表明，雖然9份不同柱花草資源種子的活力指數(shù)均隨著貯藏年限的增加而不斷降低，但是不同貯藏年限對(duì)不同柱花草資源種子活力指數(shù)的影響有一定差異。西卡柱花草種子的活力指數(shù)明顯要低于圭亞那柱花草種子，且其活力指數(shù)在低溫貯藏1～4 a內(nèi)無顯著降低，但貯藏4 a后急劇下降。在圭亞那柱花草資源中，隨貯藏年限增加，活力指數(shù)下降最快的為TPRC90144柱花草，貯藏6 a后其活力指數(shù)就由163.70降至67.60，顯著低于其他圭亞那柱花草資源。而TPRC90105柱花草種子最耐貯藏，低溫貯藏8 a后，其種子活力指數(shù)仍可達(dá)113.30，顯著比其他圭亞那柱花草資源高。

2.4 不同種質(zhì)柱花草種子活性及幼苗生長(zhǎng)狀況比較

從以上結(jié)果可知，不同柱花草資源種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均隨著貯藏年限的增加而不斷降低，但不同貯藏年限對(duì)不同柱花草資源種子活性及幼苗生長(zhǎng)狀況的影響存在一定差異。在相同的貯藏年限下，9份不同柱花草資源種子中，西卡柱花草的發(fā)芽率均值和發(fā)芽指數(shù)均值都顯著低于圭亞那柱花草種子，而在8份圭亞那柱花草資源之間，發(fā)芽率均值和發(fā)芽指數(shù)均值無顯著差異。但9份不同柱花草資源種子的活性指數(shù)均值相互之間存在顯著差異，且活力指數(shù)均值和幼苗的生長(zhǎng)狀況有一定的相關(guān)性，如活力指數(shù)均值最高的TPRC90105柱花草種子，貯藏8 a后其幼苗健壯，生長(zhǎng)整齊，其次是E4、90139和熱研5號(hào)柱花草，種子經(jīng)低溫貯藏1～5 a后，其幼苗仍生長(zhǎng)良好；然后是USE873017、 CIAT11365和TPRC90144柱花草，種子經(jīng)低溫貯藏6 a后，其幼苗生長(zhǎng)后期腐爛嚴(yán)重；活性表現(xiàn)最差是西卡柱花草種子貯藏至5 a，發(fā)芽率低，出芽不齊，后期90%以上幼苗腐爛。見表5。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

種子活力受遺傳基因、耐脫水性和貯藏方式等多種因素的影響，但是不管以什么方式貯藏，種子活性都會(huì)隨時(shí)間的增加而逐漸降低[12]。柱花草種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)都隨著貯藏時(shí)間的增加而降低，在低溫貯藏1～5 a（西卡柱花草1～4 a）內(nèi)，下降較為緩慢，而在貯藏5 a后，迅速下降。蔣海玉等[13]研究表明，在自然貯藏條件下，貯藏1～7 a后，油菜種子的發(fā)芽率由92.13%降至88.92%，而在貯藏8 a后，發(fā)芽率迅速降至59.38，貯藏10 a后，發(fā)芽率降至1.19%，貯藏12 a后，完全不發(fā)芽[13]。百喜草種子利用布袋貯藏法只能貯藏1 a，貯藏2 a后，其平均生活力就由85%以上降至20%以下[14]。紀(jì)亞君和劉勇[15]研究表明，燕麥種子的最適常溫貯藏時(shí)間為1～3 a，存放8～9 a的燕麥種子則失去發(fā)芽力。研究結(jié)果表明，與其他作物，柱花草種子活性隨著低溫貯藏年限的增長(zhǎng)而降低，且在安全貯藏期種子活性隨貯藏時(shí)間增加緩慢下降，而超過安全貯藏期，其活性迅速下降。

因遺傳背景的不同，不同來源種子的最適貯藏時(shí)間存在很大的差異。李建祥等[16]研究表明，不同樹木種子的有效時(shí)間差異很大，最長(zhǎng)的為4 a（如日本落、刺槐等），最短的為越冬（如板栗、核桃、楓楊等）[16]。寧秀呈[17]研究表明，不同水稻類型品種安全貯藏年限差異很大，為12～50 a甚至更長(zhǎng)時(shí)間，秈稻種子的安全貯藏年限要大于粳稻種子，而不同秈稻種子的安全貯藏年限也不同，短的只有12 a，最長(zhǎng)的可達(dá)129 a[17]。研究表明不同柱花草種子的安全貯藏時(shí)間也有很大的不同，綜合發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及幼苗生長(zhǎng)狀況，結(jié)合國(guó)家豆科草種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB6141-2008的規(guī)定，確定西卡柱花草種子的安全貯藏年限為4 a，低于圭亞那柱花草種子；圭亞那柱花草種子的安全貯藏年限為5 a，而最耐貯藏的TPRC90105柱花草安全貯藏年限可達(dá)7 a。

3.2 結(jié)論

根據(jù)本研究結(jié)果及國(guó)家豆科草種子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)GB4161-2008規(guī)定柱花草種子發(fā)芽率不能低于70%（三級(jí)）水平，建議圭亞那柱花草種子在低溫庫(kù)中的貯藏時(shí)間不超過5 a，西卡柱花草種子貯藏時(shí)間不超過4 a。且不同柱花草資源種子的耐貯藏能力有一定的差異，9份柱花草在低溫環(huán)境下的有效貯藏限分別為：TPRC90105柱花草7 a，90139柱花草、澳克雷柱花草、USE873017柱花草、TPRC90144柱花草、E4柱花草、熱研5號(hào)柱花草和CIAT11365柱花草5 a，西卡柱花草4 a。

參考文獻(xiàn)

[1] 林志強(qiáng). 柱花草栽培技術(shù)[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（7）：135-136.

[2] 傅小霞，漆智平，何華玄. 柱花草RAPD品種鑒定方法[J]. 種子，2005，24（12）：6-9.

[3] 黃慧德，易克賢. 60Co-γ輻射對(duì)柱花草種子發(fā)芽的影響[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)，2001，92（4）：22-25.

[4] 莊南生，唐燕瓊，王 英， 等. He～Ne激光對(duì)柱花草

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