不同播種密度對玉米自交系種子活力的影響

雷 凱，張皖秋，張文明*，高燦紅，姚大年，李 巖，胡 晉

(1.安徽農業(yè)大學，安徽合肥 230036；2.山東農業(yè)大學，山東泰安 271018；3.浙江大學，浙江杭州 310058)

不同播種密度對玉米自交系種子活力的影響

雷 凱1，張皖秋1，張文明1*，高燦紅1，姚大年1，李 巖2，胡 晉3

(1.安徽農業(yè)大學，安徽合肥 230036；2.山東農業(yè)大學，山東泰安 271018；3.浙江大學，浙江杭州 310058)

[目的]研究不同播種密度對玉米自交系種子活力的影響。[方法]以鄭58和Ph6wc這2個玉米自交系為試驗材料，設置7個播種密度處理，對收獲種子進行有關活力指標測定。[結果] 隨著播種密度的增加，2個玉米自交系種子的芽長、苗鮮重、活力指數、ADH和CAT活性，以及鄭58的發(fā)芽勢、Ph6wc的根長、干重和發(fā)芽指數，均呈現先增加后減小的趨勢，浸泡液電導率基本呈下降趨勢，平均發(fā)芽日數鄭58各處理無顯著差異，Ph6wc以135 000株/hm2處理最小。[結論]該研究初步認為，兩個玉米自交系均以135 000株/hm2處理的種子活力較好。

玉米；密度；種子活力

種子活力即種子的健壯度，是種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長的潛勢、植株抗逆能力和生產潛力的總和，是種子品質的重要指標。高活力的種子發(fā)芽早、出苗整齊迅速，對不良環(huán)境的抵抗能力強，具有明顯的生長優(yōu)勢和生長潛能；低活力的種子在適宜的條件下雖然能發(fā)芽，但是發(fā)芽緩慢，在不良的環(huán)境條件下出苗不整齊，甚至不能出苗[1]。 近年來的研究表明，不同的播種密度對雜交玉米種子活力有一定的影響。隨著播種密度的增大，玉米植株表現為株高增加，節(jié)間增長，收獲的玉米穗粒數和千粒重下降，種子活力降低[2]。然而，關于不同播種密度對玉米自交系種子活力的影響研究報道甚少。該研究以鄭58、Ph6wc這2個玉米自交系為材料，采用幼苗生長測定、電導率測定以及與種子活力有關的酶活性測定等方法測定種子活力，探討不同密度處理對玉米自交系收獲種子活力的影響，以期為雜交玉米種子生產提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料供試2個玉米自交系品種為:鄭58(鄭單958母本)、Ph6wc(先玉335母本)，種子由山東農業(yè)大學農學院提供。試驗按單因素隨機區(qū)組設計，每小區(qū)行長3.0 m，行距60.0 cm，每廂兩頭設2行保護行，廂間溝寬50.0 cm。每小區(qū)(處理)種4行，3次重復。共設7個密度處理，分別為處理①60 000株/hm2(株距27.3 cm)、處理②75 000株/hm2(株距23.1 cm)、處理③90 000株/hm2(株距18.8 cm)、處理④105 000株/hm2(株距15.8 cm)、處理⑤120 000株/hm2(株距13.6 cm)、處理⑥135 000株/hm2(株距12.5 cm)和處理⑦150 000株/hm2(株距11.1 cm)，每穴播2粒，播深5 cm，播種日期為2014年6月13日，出苗后于3～4葉期間苗(或移栽)留1株。自然授粉，果穗收獲日期為當年10月10日，果穗晾曬后脫粒，種子自然干燥貯藏，于11月取樣測定種子各項活力指標。

1.2 研究方法

1.2.1幼苗生長測定。 參照孫剛等[3]的方法，采用紙卷法進行發(fā)芽試驗，隨機取50粒凈種子，3次重復，在25 ℃智能人工氣候培養(yǎng)箱中恒溫培養(yǎng)(設置8 h光照)，逐日記載發(fā)芽種子數(以胚根達種子長、胚芽達種子1/2長為標準)，第4天計算發(fā)芽勢，第7天統(tǒng)計發(fā)芽率，同時測定正常幼苗(隨機取10株/重復)芽長、根長、苗鮮重、苗干重(103±2 ℃，烘8 h)，并計算發(fā)芽指數、活力指數和平均發(fā)芽日數。

GI=∑(Gt/Dt);VI=GI×S;MLIT=∑(Gt×Dt)/G

式中，GI為發(fā)芽指數，VI為活力指數，Dt為發(fā)芽日數，Gt為Dt對應的每天發(fā)芽種子數，G為發(fā)芽率，S為苗干重(mg/株)，MLIT為平均發(fā)芽日數。

1.2.2電導率測定。參照郝楠等[4]的方法，每處理隨機數50粒凈種子，稱重，2次重復。用雙重蒸餾水沖洗2遍，濾紙吸干浮水，將種子放入潔凈的250 ml燒杯中，加入100 ml雙重蒸餾水，用保鮮膜封住燒杯口，于20 ℃恒溫條件下浸泡24 h，用DDS-12D型電導儀測定浸泡液電導率。

1.2.3酶活性測定。脫氫酶(ADH)參照崔秀娜[5]的方法測定。過氧化氫酶(CAT)參照Mukherjee等[6]的方法進行測定。

試驗于2014年6～12月在安徽農業(yè)大學教學科研示范基地和種子科學與工程實驗室進行，主要統(tǒng)計分析采用DPS軟件Duncan’s新復極差法。

2 結果與分析

由表1可知，不同播種密度處理的鄭58種子，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗干重、發(fā)芽指數、活力指數和平均發(fā)芽日數處理間差異不顯著。Ph6wc處理間各指標均存在顯著或極顯著差異。隨著播種密度的增加，鄭58的發(fā)芽勢、芽長、苗鮮重、發(fā)芽指數和活力指數，Ph6wc的芽長、根長、苗鮮重、苗干重、發(fā)芽指數、活力指數，均呈現先增加后減小的趨勢。

電導率的大小可以間接反映種子活力的高低，一般高活力種子細胞膜修復較快，且能最大限度修復損傷，而劣變種子由于膜完整性的破壞，細胞膜損傷，吸漲過程中會滲漏出較多的電解質，因此電導率一般與種子活力呈負相關。從表1可以看出，隨著播種密度的增加，2個玉米自交系種子的浸泡液電導率基本呈下降趨勢，即隨播種密度增大種子活力增強。

在種子劣變衰老的過程中，活性氧自由基會在種子內部產生并危害細胞膜脂功能，使種子正常生理代謝過程紊亂，而種子內部的ADH、CAT、POD、SOD等酶促系統(tǒng)會調節(jié)和維護種子活力[7-11]，因此，種子內一些保護酶的活性被認為是種子活力的間接指標。從表1可知，隨著播種密度的增加，2個玉米自交系種子的ADH和CAT活性均呈現先增加后減小的趨勢，均在播種密度為135 000株/hm2時種子的酶活性較高。

表1 玉米自交系種子活力指標測定結果及比較(SSR測驗)

注：表中同列不同大小寫字母分別表示在0.01和0.05水平上差異顯著。

3 結論與討論

合理的種植密度是保證玉米制種高產優(yōu)質的重要措施，生產中制種密度過大或過小，都會影響田間通風透光條件及父母本授粉，導致種子產量和質量下降[4]。因此，雜交玉米種子生產中，玉米自交系合理的種植密度，對生產高活力的雜交種尤為重要。不同播種密度對玉米自交系種子活力有明顯影響，綜合各項種子活力指標分析，初步認為2個玉米自交系均以135 000株/hm2處理的種子活力較好。

該試驗2個玉米自交系收獲種子均為自然授粉結實，結果表明播種密度為135 000株/hm2時種子活力較好，這是否與自交系套袋授粉以及自交系雜交制種的種子活力結果一致，還有待于進一步研究。

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[2] 梁書榮，趙會杰.不同密度和種植方式對夏玉米發(fā)育特征的影響[D].鄭州：河南農業(yè)大學，2010.

[3] 孫剛,曹敏建,張弘,等.赤霉素、PEG對玉米種子活力的影響[J].玉米科學,2013,21(6):73-75.

[4] 郝楠,李月明,孫楠,等.不同雜交制種密度對遼單565種子活力的影響[J].園藝與種苗,2014(5):43-44,46.

[5] 崔秀娜,王海英,趙富寶.不同含水量對薏苡種子活力的影響[J].種子,2013,31(3):50-53.

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[9] 劉亞萍,計巧靈,周小云,等.胡楊種子萌發(fā)過程中幾種相關酶的活性變化[J].植物生理學通訊,2005,41(5):607-609.

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[11] 莫開菊.過氧化物酶在園藝植物研究中的應用[J].四川果樹,1993,21(2):25-27.

Effects of Different Sowing Densities on Maize Inbred Seed Vigor

LEI Kai, ZHANG Wan-qiu, ZHANG Wen-ming*et al

(Anhui Agricultural University, Hefei, Anhui 230036)

[Objective] The paper was to study the seed vigor under different seed production densities. [Method] Taking Zheng 58 and Ph6wc, two maize inbred lines of grain seed as the test material, setting seven seed production densities, seed vigor under different seed production densities were studied. [Result] The result showed, with increasing of density, two maize inbred lines of grain seed bud length, seed fresh weight, vigor indexes, ADH, CAT and Zheng 58 germination energy, Ph6wc Root length, seed dry weight, germination indexes, all showed a trend of decrease after the first increase, electrical conductivities all showed a trend of decrease. The average germination, Zheng 58 each treatment had no significant difference, Ph6wc deal with minimum 135 000 plants/hm2. [Conclusion] It was preliminary thought that two maize inbred lines at 135 000 plants/hm2the seed vigor were better.

Maize; Density; Vigor of seeds

公益性行業(yè)(農業(yè))科研專項(201203052)。

雷凱(1989-)，男，陜西西安人，碩士研究生，研究方向：種子科學與技術。*通訊作者，副教授，碩士生導師，從事種子科學與技術研究。

2015-03-23

S 513

A

0517-6611(2015)13-021-02