淺談低寒條件對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響

丁亞芝

摘 要：隨著國(guó)家糧食直補(bǔ)與良種補(bǔ)貼政策的實(shí)施，玉米種植面積呈直線上升趨勢(shì)，玉米種子的質(zhì)量安全，直接影響玉米種植成本、農(nóng)民增收與農(nóng)業(yè)增效。玉米種子發(fā)芽率是種子質(zhì)量高低的重要指標(biāo)之一，影響玉米種子發(fā)芽率的因素有種子成熟度、病蟲(chóng)害、水分、溫度等。本文介紹了玉米低溫發(fā)芽的原理，分析了低寒條件對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響，并指出低溫冷害的防控方法。

關(guān)鍵詞：玉米；種子；發(fā)芽率；低寒影響；措施

玉米是喜溫作物，原產(chǎn)于亞熱帶和熱帶地區(qū)，其種子萌發(fā)、生長(zhǎng)發(fā)育及干物質(zhì)積累一般需要較高的溫度。玉米種子發(fā)芽更是需要合適的溫度、足夠的水分和氧氣。然而，隨著玉米種植向高緯度及冷涼地區(qū)擴(kuò)展，玉米生產(chǎn)對(duì)品種的耐冷性提出了新的要求。我國(guó)玉米生產(chǎn)上部分地區(qū)受低寒氣候的不利影響，平均每年因低溫冷害造成農(nóng)作物受災(zāi)面積超過(guò)364 萬(wàn)hm2。低寒氣候?qū)τ衩灼焚|(zhì)會(huì)造成很大的影響，主要體現(xiàn)在玉米種子的萌發(fā)和出苗整齊度上，導(dǎo)致出苗率降低，甚至使種子失去活力，出現(xiàn)爛、粉種現(xiàn)象。嚴(yán)重影響了玉米的正常生長(zhǎng)，導(dǎo)致玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了較大損失。

一、影響玉米低溫發(fā)芽的相關(guān)因素

1.玉米種子的成熟度

種子成熟度是種子活力的重要內(nèi)在指標(biāo)。種子活力是決定種子或種子批在發(fā)芽和出苗期間的活性強(qiáng)度， 也是種子特性的綜合表現(xiàn)。成熟度不好的種子其芽率、芽勢(shì)、拱土能力、成苗率和苗整齊度等綜合指標(biāo)下降，嚴(yán)重影響種子質(zhì)量，最終對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)造成較大影響。不同成熟度的玉米種子發(fā)芽力差異較大，處于乳熟末期的種子需經(jīng)2 周以上的干燥才能發(fā)芽；萌發(fā)期種子也需經(jīng)1 周以上的干燥后才能發(fā)芽。造成未完全成熟的種子發(fā)芽率低或不能發(fā)芽的原因主要是因?yàn)闆](méi)有完全成熟的種子未形成全套的酶系統(tǒng)。

2.玉米品種

相同條件下，不同玉米品種發(fā)芽能力也不盡相同。不同類型籽粒玉米品種在萌發(fā)期對(duì)低溫的耐受能力不同。當(dāng)不同熟期和籽粒類型的玉米品種在萌發(fā)期遭到1d0℃的低溫侵襲，發(fā)芽率下降度不同，如早熟、硬粒型玉米品種發(fā)芽率下降5%；而晚熟、馬牙類型玉米品種發(fā)芽率下降接近18%。生產(chǎn)上， 早、中、晚熟玉米多同期播種時(shí)，由于早熟玉米品種比中、晚玉米品種生長(zhǎng)、發(fā)育更快，因此不同熟期玉米品種生長(zhǎng)期間對(duì)溫度的要求是不同，也呈現(xiàn)出發(fā)芽率的差異。

3.土壤水分含量

玉米種子的發(fā)芽過(guò)程，主要是有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過(guò)程，當(dāng)水分含量高時(shí)，有機(jī)物質(zhì)積累少，酶活性低，不能滿足種子萌發(fā)所需能量，導(dǎo)致發(fā)芽率降低。田間土壤濕度過(guò)大時(shí)，由于種子呼吸代謝過(guò)慢、種子過(guò)快吸脹使細(xì)胞膜不能及時(shí)修復(fù)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)可溶性糖、氨基酸、有機(jī)酸、低分子蛋白和無(wú)機(jī)離子的泄漏增加，導(dǎo)致種子萌發(fā)和出苗率下降，造成種子吸脹損傷。

4.發(fā)芽溫度

通常玉米種子萌發(fā)最適溫度為25-35℃，低于7℃或高于40℃則萌發(fā)受阻，個(gè)別玉米品種能在5.5℃的低溫環(huán)境下緩慢萌發(fā)。玉米種子最適萌發(fā)溫度能由人工氣候箱或精密種子發(fā)芽箱測(cè)定。大田生產(chǎn)上，玉米種子萌發(fā)時(shí)最常遭遇的逆境為低溫和干旱，南方地區(qū)多由于冬春連旱影響發(fā)芽率，北方地區(qū)主要是低溫危害。干旱造成的種子出苗困難易在降雨或人工灌溉后緩解，但低溫危害易造成種子發(fā)芽緩慢并長(zhǎng)時(shí)間留土，極易引起種子腐爛粉化。如果玉米種子播期同時(shí)遭遇低溫冷害和吸漲損傷，則易對(duì)種子造成永久性傷害，不能正常發(fā)芽、成苗。

二、玉米種子低溫發(fā)芽原理及低寒條件對(duì)種子萌發(fā)造成的影響

1.玉米低溫發(fā)芽的原理

玉米低溫發(fā)芽實(shí)驗(yàn)的溫度和濕度是參照大田生產(chǎn)的逆境條件設(shè)定。通過(guò)低溫發(fā)芽實(shí)驗(yàn)得出的發(fā)芽率是玉米種子在不利條件下的最低發(fā)芽率，而通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽實(shí)驗(yàn)得出的發(fā)芽率是玉米種子在條件適宜時(shí)的最高發(fā)芽率。大田生產(chǎn)的實(shí)際出苗率通常介于2 者之間。低溫與高濕土壤條件下，種子發(fā)芽率受土壤粘性、種子機(jī)械損傷程度、種子處理和種子生理?xiàng)l件的影響，通過(guò)該實(shí)驗(yàn)可以測(cè)定逆境因素對(duì)種子發(fā)芽和出苗率的綜合影響。如低溫發(fā)芽結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽結(jié)果相近，表明該材料種子抗發(fā)芽逆境能力強(qiáng)，可以在較大的土壤溫度和濕度范圍內(nèi)出苗

2.種子低溫萌發(fā)的生理生化變化

由于溫度的降低，細(xì)胞膜孔隙增大，細(xì)胞內(nèi)離子大量外泄，造成電導(dǎo)率增大。電導(dǎo)率與低溫及低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)：溫度越低，低溫持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的破壞越嚴(yán)重，電導(dǎo)率越大。如，當(dāng)籽粒含水量在15-20% 以上時(shí)，短時(shí)間的-10℃低溫處理就會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率的顯著顯著。不同籽粒類型種子低溫發(fā)芽能力不同。硬粒型種子對(duì)低溫具有一定的抵御能力，抗凍能力強(qiáng)，而馬齒型種子低溫下極易失去發(fā)芽能力。低溫凍害使玉米種子SOD 和POD 活性升高，但對(duì)不同粒型玉米種子內(nèi)部保護(hù)酶系統(tǒng)平衡影響不同。低溫凍害條件下硬粒型玉米種子較馬齒型和中間型玉米種子POD 活性和SOD 活性強(qiáng)，可溶性糖含量越高，抗低溫凍害能力強(qiáng)。玉米種子在遭遇低溫冷害時(shí)，通常會(huì)增強(qiáng)淀粉酶活性，減少淀粉積累。

三、玉米低溫冷害的防控方法

低溫冷害是玉米生產(chǎn)上主要的氣象災(zāi)害之一。在北方地區(qū)早春和晚秋常發(fā)生低溫冷害現(xiàn)象，一般3到5年就遇到1 次，常年減產(chǎn)15% 以上，嚴(yán)重影響玉米產(chǎn)量和品質(zhì)。玉米制種田受低溫冷害影響，當(dāng)季玉米制種產(chǎn)量、生產(chǎn)的商品種子芽率均將遭受較大影響。低溫對(duì)大田玉米苗期危害表現(xiàn)為發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)降低，出現(xiàn)出苗延遲，苗小、苗弱等現(xiàn)象，同時(shí)苗期低溫還會(huì)降低葉片光合作用的強(qiáng)度，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且溫度恢復(fù)后還會(huì)產(chǎn)生一定時(shí)間的低溫后效作用，植株生長(zhǎng)速率恢復(fù)緩慢。低溫抑制植株功能葉片的生長(zhǎng)，減少了植物的有效葉面積，造成光合速率的下降。因此，為了防治玉米受到低溫冷害時(shí)造成的發(fā)芽率降低、發(fā)育受阻等情況，可采取相應(yīng)措施以提高發(fā)芽率，減少低溫冷害造成的不利影響。如，根據(jù)玉米品種對(duì)低溫冷害的能力不同，應(yīng)因地制宜選用適合當(dāng)?shù)氐募雀弋a(chǎn)又耐低溫的優(yōu)良雜交玉米新品種。根據(jù)氣候區(qū)劃確定適宜播種時(shí)間，適當(dāng)早播。底肥和苗肥適當(dāng)增施磷肥，以改善生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)防治地位冷害具有積極作用。條件允許時(shí)也可采用育苗移栽的方法，對(duì)預(yù)防玉米低溫冷害有一定的效果。

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