吉林地區(qū)甜玉米種子低溫發(fā)芽臨界溫度的研究

(長春市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，　吉林 長春 130000)

甜玉米又稱水果玉米，作為玉米種中的一個亞種，是栽培玉米種中的甜質(zhì)型，最明顯特征是乳熟期籽粒褶皺呈角質(zhì)透明狀，一般品質(zhì)性狀如賴氨酸、色氨酸等均高于普通玉米[1]。因此，素有“水果玉米”、“蔬菜玉米”之稱[2-3]。鮮食品質(zhì)良好，具有很大的市場潛力。作為甜玉米主產(chǎn)區(qū)之一的北方，尤其在北緯32°左右的吉林、河北、北京北部等地，產(chǎn)品品質(zhì)和甜嫩程度均優(yōu)于南方。但是在上述地區(qū)甜玉米只能種植1～2茬，且在早春播種時常遇低溫、冷害，導(dǎo)致芽勢弱、出苗差，大大減少成苗。然而，在室內(nèi)條件下進(jìn)行多個溫度梯度比較甜玉米種子的發(fā)芽情況，進(jìn)而綜合評估其耐低溫發(fā)芽能力的相關(guān)研究卻罕見報(bào)道?；诖耍驹囼?yàn)選擇了4份吉林地區(qū)推廣面積較大的甜玉米品種為供試材料，在不同低溫梯度下進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)，對甜玉米種子的發(fā)芽和發(fā)芽指數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，進(jìn)而判斷甜玉米種子的低溫發(fā)芽臨界溫度和耐冷性，以期對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1　材料和方法

1.1　材　料

供試甜玉米品種由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)特用玉米育種研究室提供，在吉林地區(qū)栽培推廣面積均較大，分別為吉甜10、吉甜14、吉甜6、吉甜18，品種代號分別為T 10、T 14、T 16、T 18。

1.2　方　法

選擇外觀完好無破損、大小均勻一致的甜玉米種子各300粒，分別浸入濃度為70%的乙醇溶液中進(jìn)行消毒，2 min后用蒸餾水清洗3～4次后收集起來。將已經(jīng)浸有CaCl2溶液的發(fā)芽紙置于干燥培養(yǎng)皿中，而后將供試4種甜玉米品種均分3等份(100粒)，平鋪在培養(yǎng)皿的發(fā)芽紙上，保證胚面向上。而后，分別置于溫度為6，8，11，26 ℃的黑暗條件下進(jìn)行萌發(fā)。每個處理設(shè)3次重復(fù)，以胚根長2 mm為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)作發(fā)芽[4]。每天記錄3次，直至發(fā)芽率不再變化為止，并計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)的計(jì)算參照陶宗婭等[5]的方法。

發(fā)芽率(%)=發(fā)芽試驗(yàn)?zāi)┢谝?guī)定日期內(nèi)正常的發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑Gt/Dt(式中：Dt為發(fā)芽天數(shù)，Gt為與Dt相對應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù))。

綜合運(yùn)用Excel 2013及DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)算溫度(x)與發(fā)芽指數(shù)(y)的回歸方程，其中回歸直線與X軸的交點(diǎn)(y=0)即為低溫發(fā)芽起始的臨界溫度[4]。

2　結(jié)果與分析

2.1　溫度對種子萌發(fā)時間的影響

將不同梯度溫度處理的甜玉米種子的發(fā)芽所需天數(shù)列于表1。由表1可知，26 ℃時，供試4份甜玉米種子均可在1 d內(nèi)發(fā)芽；溫度降至11 ℃時，不同品種的種子發(fā)芽表現(xiàn)為延遲，延遲天數(shù)均為6～7 d；溫度降至8 ℃時，不同品種的種子發(fā)芽延遲天數(shù)增加，最少為12 d，最多為17 d，且T 16在30 d內(nèi)不能萌發(fā)；溫度降至6 ℃時，只有T 18在30 d內(nèi)可以萌發(fā)。

2.2　溫度對種子發(fā)芽率的影響

將不同梯度溫度處理的甜玉米種子的平均發(fā)芽率列于表2。由表2可知，低溫將抑制甜玉米種子的發(fā)芽，具體表現(xiàn)為隨著溫度的降低，發(fā)芽率越低。其中，6 ℃時，T 18雖能發(fā)芽，但發(fā)芽率僅為0.3%，其他3個品種發(fā)芽率則為0。同一甜玉米品種，隨著溫度的升高，種子發(fā)芽率逐漸提高。不同甜玉米品種間，溫度對發(fā)芽率的影響也有較大差異，在溫度為6～26 ℃變幅間，T 18發(fā)芽率的增幅小于其它3個品種，增幅最大的是T 10，為94.3%。

表1不同溫度下種子發(fā)芽所需天數(shù)(d)

品種代號溫度(℃)261186T101816—T141712—T1617——T18171727

注：“—”表示第30天仍未發(fā)芽。

表2不同溫度下平均發(fā)芽率(%)

品種代號溫度(℃)261186T1094．340．613．10T1492．943．714．50T1693．730．900T1894．529．412．80．3

2.3　溫度對種子發(fā)芽指數(shù)的影響

將不同梯度溫度處理的甜玉米種子的發(fā)芽指數(shù)列于表3。由表3可知，溫度越低，發(fā)芽率越低。供試4份甜玉米種子的發(fā)芽指數(shù)均隨溫度的降低而下降。其中，6 ℃時，4份甜玉米種子發(fā)芽指數(shù)均在1%以下，以T 18最高，僅為0.1%；8 ℃時，T 16發(fā)芽指數(shù)最小(0)，T 10最大(0.11%)；11 ℃時，T 18發(fā)芽指數(shù)最小(1.48%)，T 14最大(3.66%)；26 ℃時，T 18發(fā)芽指數(shù)最大(15.27 %)，T 14最小(11.92%)。綜上試驗(yàn)結(jié)果表明，僅T 16的種子發(fā)芽指數(shù)對溫度變化較為敏感，與其發(fā)芽率類似，說明變溫處理對其發(fā)芽的整齊度影響更大[4]。

表3不同溫度下平均發(fā)芽指數(shù)(%)

品種代號溫度(℃)261186T1013．753．420．110T1411．923．660．070T1613．831．9400T1815．271．480．040．01

2.4　不同品種的發(fā)芽臨界溫度

由發(fā)芽指數(shù)對發(fā)芽溫度作回歸分析，回歸曲線與X軸交點(diǎn)即為低溫發(fā)芽的臨界溫度[4]。將4份甜玉米種子的發(fā)芽回歸方程和發(fā)芽臨界溫度列于表4。由表4可知，經(jīng)t測驗(yàn)，發(fā)芽指數(shù)與溫度的回歸關(guān)系在0.01水平上顯著，說明回歸方程較為可靠。由回歸方程求出的4份甜玉米種子的發(fā)芽臨界溫度分別為T 10=6.34 ℃、T 14=6.18 ℃、T 16=6.29 ℃、T 18=5.97 ℃，不同品種間差異明顯。品種發(fā)芽臨界溫度愈低，品種的耐低溫發(fā)芽能力愈強(qiáng)，4份甜玉米種子發(fā)芽耐低溫性的排序?yàn)門 18>T 14>T 16>T 10。

表4各相關(guān)系數(shù)

品種回歸方程相關(guān)系數(shù)(r)信度水平(a)T(℃)T10y=0．5931x-3．91830．99410．016．34T14y=0．6988x-4．15600．99730．016．18T16y=0．6122x-4．12230．99670．016．29T18y=0．7423x-4．46170．99930．015．97

3　結(jié)論與討論

發(fā)芽臨界溫度與田間苗期耐冷性總選擇指數(shù)緊密相關(guān)，通過室內(nèi)鑒定可以對田間耐冷反應(yīng)做出可靠估計(jì)，發(fā)芽臨界溫度是評估玉米苗期耐冷性的有效的室內(nèi)鑒定法[6]。由本試驗(yàn)結(jié)果可知，不同甜玉米品種萌發(fā)的低溫發(fā)芽臨界溫度不同。4份甜玉米品種在低溫下發(fā)芽能力差異顯著，這在很大程度上緣于種子發(fā)芽過程中的耐冷性。發(fā)芽指數(shù)與溫度呈負(fù)相關(guān)。隨著溫度的降低，發(fā)芽所需天數(shù)增加，甜玉米的發(fā)芽率降低。不同甜玉米品種對低溫條件的承受能力不同。T 18在26 ℃和11 ℃條件下，發(fā)芽率在10 d內(nèi)均可達(dá)到92.0%以上，發(fā)芽率降低幅度很小；T 10、T 14、T 16在26 ℃和11 ℃條件下的發(fā)芽率則受溫度影響較大，發(fā)芽率分別降低了60.3%、39.8%、20.9%。

適宜的田間溫度是甜玉米栽培上最重要的生長條件之一。甜玉米播種于大田環(huán)境中出苗易受到多種環(huán)境條件的影響[7-8]。吉林省地處北半球的中緯地帶接近亞寒帶，播種時低溫冷害成為主要自然災(zāi)害之一，早春時候低溫冷害嚴(yán)重影響甜玉米出苗，降低種子出苗速度，是限制吉林地區(qū)栽培的甜玉米出苗和生長的重要影響因素之一。在室內(nèi)進(jìn)行測定的發(fā)芽臨界溫度低的品種，在田間早播時苗勢強(qiáng)否、持續(xù)低溫是否會使種子生活力喪失，以及不同甜玉米種子生活力喪失的溫度和時間臨界點(diǎn)還有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

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