不同類型豆類種子活力的檢測方法

賴 穎， 侯小歌， 劉中華， 劉瑞芳

(1.周口師范學(xué)院， 生命科學(xué)與農(nóng)學(xué)學(xué)院， 河南 周口 466001； 2.華中師范大學(xué)， 生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430079)

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不同類型豆類種子活力的檢測方法

賴 穎1， 侯小歌1， 劉中華1， 劉瑞芳2

(1.周口師范學(xué)院， 生命科學(xué)與農(nóng)學(xué)學(xué)院， 河南 周口 466001； 2.華中師范大學(xué)， 生命科學(xué)學(xué)院， 湖北 武漢 430079)

為獲得適合不同類型豆類種子活力檢測的方法，以黃豆和綠豆2種類型共4個品種(齊黃28、中豆31、綠寶八號和周研一號)的豆類種子為試材，分別采用加速老化、低溫冷浸和冷發(fā)芽3種環(huán)境測定法對其種子進(jìn)行活力檢測，通過不同種類、不同品種豆類種子對不同環(huán)境的響應(yīng)，確定不同豆類種子活力檢測的適宜方法。結(jié)果表明：低溫冷浸，齊黃28、中豆31、周研一號和綠寶八號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗高均顯著下降；冷發(fā)芽，齊黃28、中豆31的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗高下降均不顯著，綠寶八號的發(fā)芽勢和發(fā)芽率以及周研一號的發(fā)芽率下降不顯著；加速老化對綠寶八號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率影響不顯著，但對其苗高的影響顯著，并使齊黃28、中豆31和周研一號的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗高均顯著下降。加速老化和低溫冷浸適于齊黃28和中豆31的活力測定，低溫冷浸適合綠寶八號活力的測定，加速老化、低溫冷浸和冷發(fā)芽3種逆境條件都適于周研一號的活力測定。

豆類； 種子活力； 活力測定

豆類食品是人們獲得蛋白質(zhì)的主要來源[1]，因豆類種子中不僅含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、半纖維素、果膠、甘露聚糖、豆膠、可溶性纖維等，還含有一些有益于人體健康的生物活性物質(zhì)[2]，故具有降低血壓和膽固醇的功效。然而豆類種子活力(即種子的健壯度是種子發(fā)芽和出苗能力、幼苗生長的潛勢、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和)是種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，低品質(zhì)種子田間出芽率低，從而造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在美國，每年生產(chǎn)的種子中約25%的種子存在質(zhì)量問題，造成的經(jīng)濟(jì)損失價值可達(dá)5億美元[3]。雖然種子活力是種子質(zhì)量檢驗的重要指標(biāo)，但是直接在田間進(jìn)行測定不僅麻煩，且田間環(huán)境錯綜復(fù)雜，同時不同地區(qū)或者同地區(qū)不同時間測定的結(jié)果具有差異[4]。國際種子檢驗協(xié)會推薦種子活力室內(nèi)測定的方法有發(fā)芽測定、抗冷測定、加速老化試驗、電導(dǎo)率測定和酶活力測定[5]。種子活力也是對種子整體的描述，如種子發(fā)芽、幼苗生長的速率和整齊度及種子在不利環(huán)境條件下的出苗能力；貯藏后，能保持發(fā)芽力的性能[6]等。高活力種子即使在不適宜的環(huán)境條件下，仍具有良好性能的潛力，所以說種子活力較種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽率更能說明種子質(zhì)量的優(yōu)劣[6-9]。因此，了解影響種子活力的因素和種子活力的變化規(guī)律，對指導(dǎo)種子安全貯藏和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要意義[10]。

近年來，研究適宜不同類型豆類種子活力檢測方法的報道較少。對于類型不同的豆類或者類型相同品種不同的豆類種子，其內(nèi)在的基因型和化學(xué)組分都不同，其自身活力對外界不同環(huán)境因素的影響也不同，所以不同的豆類品種之間應(yīng)存在著不同的活力檢測方法。試驗以生產(chǎn)中常見的齊黃28、中豆31、綠寶八號、周研一號4個品種為試驗材料，通過人工加速老化、低溫冷浸和冷發(fā)芽3種環(huán)境的試驗得到各種豆類的發(fā)芽勢、發(fā)芽率和苗長的數(shù)據(jù)從而得出活力指數(shù)，對不同豆類種子活力進(jìn)行測定，以篩選出適合4種豆類活力測定的最適方法，以期為豆類質(zhì)量的鑒定和活力檢測提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

材料：綠豆為綠寶八號(鄭州富達(dá)種業(yè)有限公司)和周研一號(中國周口市周研種業(yè))。黃豆為齊黃28(中國周口市周研種業(yè))和中豆31(鄭州富達(dá)種業(yè)有限公司)。

儀器：BCD-156K新飛冰箱(中國能效標(biāo)識)，1011型電熱鼓風(fēng)干燥箱(北京科偉永興儀器有限公司)，DHP9162型電子恒溫培養(yǎng)箱(上海恒科學(xué)儀器有限公司)，ZHWY2101C型雙層恒溫培養(yǎng)震蕩器(上海智誠分析儀器有限公司)，SYQ PSX280B型手提式不銹鋼壓力蒸汽滅菌鍋(上海申安醫(yī)療器械廠)。

1.2 人工加速老化試驗

首先把培養(yǎng)皿制成老化盒，在培養(yǎng)皿內(nèi)加入25 mL蒸餾水，蒸餾水距離培養(yǎng)皿口1 cm左右，然后用紗布緊緊的蒙住培養(yǎng)皿口，在紗布上放入大約30粒的豆子，注意豆子一定不能與水接觸。再用一個大小相同的培養(yǎng)皿蓋住有豆子的培養(yǎng)皿并用膠帶緊緊密封，置于40℃恒溫箱中放置2 d，注意在拿的過程中要平穩(wěn)，千萬不能傾斜以免豆子與水接觸，2 d后取出并進(jìn)行消毒(次氯酸鈉與蒸餾水以1∶6的比例)，大約消毒5～10 min后取出，把豆子放入培養(yǎng)皿中并標(biāo)號，加入蒸餾水至淹沒種子，轉(zhuǎn)入20℃光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽。在規(guī)定的時間內(nèi)進(jìn)行各種指標(biāo)的測定。

1.3 冷發(fā)芽試驗

將各種豆子進(jìn)行消毒5～10 min后用蒸餾水沖洗，每種豆子挑選出較好的30粒種子放入培養(yǎng)皿中并加蒸餾水淹沒種子，置于12℃光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)并保持種子不缺水。一周后取出培養(yǎng)皿再轉(zhuǎn)入20℃光照培養(yǎng)箱中，第4天開始統(tǒng)計發(fā)芽勢。第8天統(tǒng)計豆子的發(fā)芽率。

1.4 低溫冷浸發(fā)芽試驗

將4種豆子分別進(jìn)行消毒，每種豆子挑選出30粒分裝在刺破的自封袋里并進(jìn)行編號，把自封袋放入培養(yǎng)皿中，使自封袋里的豆子平鋪在培養(yǎng)皿中，然后在培養(yǎng)皿中加入蒸餾水并保證蒸餾水能淹沒每粒種子。將培養(yǎng)皿放入4℃條件下的冰箱里，4 d后取出，把豆子從自封袋里取出并消毒5～10 min。再把經(jīng)消毒的種子放入培養(yǎng)皿中編號并加入蒸餾水淹沒種子，轉(zhuǎn)入20℃光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽，并保持種子不缺水。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗

從試驗田中取少量砂土，篩選去除有機(jī)物、碎石等雜質(zhì)，進(jìn)行清洗后，放入120℃的干燥箱中，干燥處理后，放入160℃的滅菌箱中進(jìn)行滅菌，約2 h后取出。在培養(yǎng)皿底部平鋪3 cm的砂土，按實(shí)。將豆子進(jìn)行消毒5～10 min取出，并用蒸餾水沖洗，每種豆子挑選出50粒撒入砂土中，然后再覆蓋1 cm的砂土并澆水保持種子濕潤，定期觀察，進(jìn)行各項指標(biāo)的測定。在轉(zhuǎn)入20℃光照培養(yǎng)箱后的第4天取出，記錄每個培養(yǎng)皿中的豆類發(fā)芽數(shù)。澆水后再放入20℃光照培養(yǎng)箱中，8 d后數(shù)出每個培養(yǎng)皿中豆子的發(fā)芽數(shù)并記錄。到第8天，發(fā)芽結(jié)束后每種豆子選取強(qiáng)壯的長勢好的具有代表性的10株幼苗，用軟尺測量每株的苗長并記錄，求出每種豆子苗長的平均值。

發(fā)芽勢(GE)：發(fā)芽初期第4天的發(fā)芽率。發(fā)芽率(FGP)：發(fā)芽終期第8天的發(fā)芽率。苗長(SL)：10株苗芽長的平均值?；盍χ笖?shù)[11]：VI=FGP×SL。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)芽條件對2種黃豆活力的影響

由表1可知,不同發(fā)芽條件下的2種黃豆活力和各指標(biāo)的下降百分比，通過與標(biāo)準(zhǔn)對照得出：齊黃28在加速老化處理后、低溫冷浸，冷發(fā)芽3種人工老化，GE分別下降15.1%、71.4%和2.1%，其中，加速老化處理下降較明顯，低溫冷浸處理顯著下降，冷發(fā)芽的下降不明顯；FGP分別下降21.5%、73.4%和3.1%，其中，加速老化處理明顯下降，低溫冷浸處理顯著下降，冷發(fā)芽的下降不明顯；SH分別下降30.4%、59.6%和0.9%，其中,加速老化和低溫冷浸處理的顯著下降，冷發(fā)芽的下降不明顯；VI分別下降45.4%、89.3%和4.0%。中豆31在加速老化、低溫冷浸、冷發(fā)芽3種人工老化處理后，GE分別下降16.9%、27.1%和0.1%，其中，加速老化和低溫冷浸處理的顯著下降，冷發(fā)芽處理的下降不明顯；FGP分別下降16.8%、29.4%和0.5%，其中加速老化和低溫冷浸處理有明顯下降，冷發(fā)芽的下降不明顯；SH分別下降17.1%、35%和2.1%，其中加速老化和低溫冷浸處理有明顯下降，冷發(fā)芽的下降不明顯；VI分別下降31.1%、54.1%和1.8%，其中，加速老化處理下降較明顯，低溫冷浸處理顯著下降，冷發(fā)芽的下降不明顯。

表1 不同發(fā)芽條件下2種黃豆種子的活力與下降百分比

注：表中的值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，同列不同小寫字母表示顯著水平為α=0.05(下同)。

Note：The values in the table indicate mean±SD. Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference at 0.05 level. The same below

表2 不同發(fā)芽條件下2種綠豆種子的活力與下降百分比

2.2 不同發(fā)芽條件對2種綠豆活力的影響

由表2可知，在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽、加速老化、低溫冷浸和冷發(fā)芽不同的環(huán)境下對不同類型綠豆種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高以及活力指數(shù)影響情況和各指標(biāo)的下降百分比。通過與標(biāo)準(zhǔn)對照比較得出：綠寶八號在加速老化、低溫冷浸、冷發(fā)芽3種發(fā)芽條件下，其GE分別下降0.1%、50.0%和1.5%，F(xiàn)GP分別下降1.1%、46.2%和2.2%，SH分別明顯下降23.6%、27.6%和18.7%，VI分別明顯下降24.4%、61.0%和20.5%。周研一號在加速老化、低溫冷浸、冷發(fā)芽3種發(fā)芽條件下，GE分別下降69.6%、60.6%和44.8%，F(xiàn)GP分別下降64.6%、55.6%和6.7%，SH分別下降57.3%、51.4%和57.9%，VI分別下降85.0%、78.8%和65.8%，加速老化、低溫冷浸、冷發(fā)芽均有明顯的下降。

由表3可以看出,兩種類型豆類種子的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗的發(fā)芽勢、苗高和活力指數(shù)3個測定指標(biāo)與發(fā)芽率均存在顯著正相關(guān)關(guān)系。

表3 不同豆類活力測定指標(biāo)與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗 發(fā)芽率的相關(guān)系數(shù)

Table 3 Correlation coefficients between vigor index and germination rate in different legume seeds

品種Varieties發(fā)芽率FGP發(fā)芽勢GE苗高SH活力指數(shù)VI黃豆Soybean10.9540.9610.978綠豆Mungbean10.9570.9770.989

3 結(jié)論與討論

由于豆類種子的類型不同，基因型和化學(xué)成分也不同，因而其適合的活力測定方法也就不同。試驗結(jié)果同樣表明，采用人工老化法測定種子活力優(yōu)于直接對各豆類種子進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽，與劉自剛[12]認(rèn)為的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽是大豆種子活力測定最為可靠的觀點(diǎn)不同。由于高溫高濕對各豆類種子的不良影響均顯著，我國干燥大豆的方法多采用自然干燥法和機(jī)械干燥法，而南方多采用自然干燥法，北方多采用機(jī)械干燥法[13]。故在干燥過程中還要注意一些環(huán)境因素的影響。

試驗以齊黃28、中豆31、綠寶八號、周研一號4種常見的豆類品種為試驗材料，通過人工加速老化、低溫冷浸和冷發(fā)芽3種環(huán)境下試驗得到各種豆類的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高和活力指數(shù)，兩種類型豆類種子的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗的發(fā)芽勢、苗高和活力指數(shù)3個測定指標(biāo)與發(fā)芽率均存在顯著正相關(guān)。由此可知，加速老化和低溫冷浸適于大豆活力的檢測，3種方法均適合周研一號的活力檢測，低溫冷浸適于綠寶八號活力的檢測，3種方法均適于綠豆活力的檢測。所以，對于同一類型不同品種的豆類要采取不同的活力測定方法，對于不同類型的豆類種子受不同的老化方式的影響從而推測出豆類種子適宜的儲存條件，因此，在不同的地區(qū)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件選擇適合該地區(qū)的種子進(jìn)行種植以提高產(chǎn)量。

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(責(zé)任編輯： 孫小嵐)

Study on Appropriate Methods to Determinate Vigor of Different Legume Seeds

LAI Ying1, HOU Xiaoge1, LIU Zhonghua1, LIU Ruifang2

(1.CollegeofLifeScienceandAgriculture,ZhoukouNormalUniversity,Zhoukou,Henan466001; 2,SchoolofLifeScience,CentralChinaNormalUniversity,Wuhan,Hubei430079,China)

The vigor of different legume seeds (soybean and mung bean) treated with three different determination methods (accelerated ageing, low temperature soaking and cold germination) was detected to obtain the appropriate methods of determining the vigor of different legume seeds. Results:Low temperature soaking reduces germination vigor, germination rate and seedling height of four tested varieties significantly. Cold germination has no obvious effect on germination vigor, germination rate and seedling height of Qihuang 28 and Zhongdou 31, germination vigor and germination rate of Lvbao 8 and germination rate of Zhouyan 1. Accelerated ageing has no obvious effect on germination vigor and rate of Lvbao 1 but the significant effect on its seedling height. Accelerated ageing reduces germination vigor, germination rate and seedling height of Qihuang 28, Zhongdou 31 and Zhouyan 1 significantly. Accelerated ageing and low temperature soaking methods both are suitable to detect seed vigor of Qihuang 28 and Zhongdou 31. Low temperature soaking method is suitable to detect seed vigor of Lvbao 1. The seed vigor of Zhouyan 1 can be detected by accelerated ageing, low temperature soaking and cold germination methods.

legume; seed vigor; vigor determination

2014-09-01； 2015-06-20修回

2014年度河南省教育廳科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項目(14B416008)

賴 穎(1981-)，女，講師，從事發(fā)酵、生物能源與農(nóng)學(xué)方面的研究。E-mail:23798542@qq.com

1001-3601(2015)07-0354-0031-03

S643．7

A

生理生化·耕作栽培

Physiology and Biochemistry·Tillage and Cultivation