強(qiáng)氯精高效處理早秈稻種子快速去休眠的方法研究

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(1.浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院， 浙江 嘉興 314016； 2.中國水稻研究所， 浙江 杭州 310006)

新種子具有一定的休眠性，是其在長期進(jìn)化中應(yīng)對極端環(huán)境得以生存的一種本能現(xiàn)象[1-2]。一般水稻種子也具有休眠特性，能夠有效避免穗發(fā)芽，延長貯藏時(shí)間，提高種子的利用價(jià)值，減少經(jīng)濟(jì)損失。然而對于需要快速加代種植的早秈稻，休眠特性會(huì)嚴(yán)重影響其發(fā)芽率，不利于種子發(fā)芽檢驗(yàn)、純度鑒定和生產(chǎn)實(shí)踐[3]。對種子進(jìn)行破休眠處理，是提高早秈稻種子發(fā)芽率的有效措施。中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》中推薦破除種子休眠的方法有多種，如加熱干燥法、雙氧水浸種、強(qiáng)氯精浸種、硝酸溶液浸種[4]等。一般早稻種子收獲至播種，時(shí)間較短，為了搶播種時(shí)間，為下一季返秋提供充足的時(shí)間，需要對新收獲的種子進(jìn)行快速破除休眠處理，藥劑浸種是破除休眠最直接有效的方法。強(qiáng)氯精是一種高效種子殺菌劑，不僅可以有效預(yù)防種子腐爛，而且能快速破除新種子休眠，提高種子發(fā)芽率，并具有壯芽作用[5]。本試驗(yàn)采用強(qiáng)氯精對2個(gè)早稻品種進(jìn)行破除休眠處理，在不同浸種濃度和不同浸種時(shí)間處理?xiàng)l件下，考察2個(gè)品種的發(fā)芽勢和發(fā)芽率的差異，以期獲得精準(zhǔn)的浸種處理方式，快速破除種子休眠，縮短發(fā)芽所需的時(shí)間，提高發(fā)芽勢和發(fā)芽率，為早秈稻快速高效加代提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料為2個(gè)早秈稻品種，分別為中早35和嘉育938，前者為中國水稻研究所選育，后者為嘉興市農(nóng)科院選育。2個(gè)品種均于2016年11月底在海南陵水繁種，2017年3月底收獲，新種子自然曬干后帶回嘉興進(jìn)行試驗(yàn)。強(qiáng)氯精(三氯異氰尿酸)為廣西南寧化工集團(tuán)有限公司生產(chǎn)，購于海南陵水農(nóng)藥市場。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同強(qiáng)氯精濃度浸種處理

設(shè)置強(qiáng)氯精浸種時(shí)間為6，12，24 h和48 h等4種處理。同時(shí)設(shè)置6個(gè)強(qiáng)氯精濃度，分別為700，600，500，400，300倍(稀釋濃度，如1 g強(qiáng)氯精配制成700 g溶液則稀釋成700倍的濃度)及清水；試驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)均挑選飽滿種子100粒。浸種和催芽方法按照早秈稻具體生產(chǎn)實(shí)踐方法進(jìn)行，總浸種時(shí)間為2 d，強(qiáng)氯精浸種后用清水沖洗并用清水繼續(xù)浸種，補(bǔ)足2 d，之后瀝干保濕遮光催芽，溫度控制在35～37 ℃。催芽1 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢，3 d后統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，清水浸種2 d作為對照。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析

采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，采用Duncan新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較分析和差異顯著性檢驗(yàn)[6]。

2 結(jié)果與分析

2.1 2個(gè)品種不同處理方式發(fā)芽勢和發(fā)芽率狀況

不同處理?xiàng)l件下，2個(gè)品種的發(fā)芽勢情況列于表1。從表1可看出，強(qiáng)氯精浸種處理發(fā)芽勢和清水浸種差異極顯著。從整體上看，較高濃度、浸種時(shí)間6 h或者12 h時(shí)，發(fā)芽勢達(dá)到最佳，而隨著強(qiáng)氯精浸種時(shí)間的延長，其濃度越低，發(fā)芽勢表現(xiàn)越好。浸種6 h和12 h條件下，隨著強(qiáng)氯精濃度的增加，2個(gè)品種的發(fā)芽勢均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。浸種6 h，在400倍濃度下，2個(gè)品種的發(fā)芽勢達(dá)最大值。而浸種12 h時(shí)，中早35在400倍和500倍濃度下，發(fā)芽勢差異不顯著，嘉育938在500倍強(qiáng)氯精濃度下，發(fā)芽勢達(dá)最佳。濃度偏低時(shí)(700倍或600倍)，能一定程度上破除種子休眠，提升發(fā)芽率，但是總體發(fā)芽勢偏低，需要延長浸種時(shí)間來提升發(fā)芽勢。300倍濃度時(shí)，2個(gè)品種的發(fā)芽勢均有所下降，隨著浸種時(shí)間的延長，下降越明顯，據(jù)此推測強(qiáng)氯精濃度過高時(shí)，會(huì)一定程度上抑制種子的發(fā)芽。

表1 2個(gè)品種的發(fā)芽勢

品種處理濃度時(shí)間(h)6122448中早35清水ck13.9±0.6f13.0±1.0d14.3±1.5e16.3±2.0f30059.7±2.1e56.7±1.5c 53.3±1.5d49.0±1.3e40081.7±1.5a80.7±1.5a66.3±1.3c65.3±1.3d50079.7±0.5b80.7±1.1a71.3±2.1b70.3±1.8c60075.3±1.5c77.0±1.7b78.3±2.0a75.7±1.6b70073.3±1.2d76.0±1.0b78.7±1.8a81.0±2.0a嘉育938清水ck16.0±1.0e17.3±1.5e22.0±0.8f24.7±1.8f30061.7±1.5d51.7±1.3d49.0±2.2e47.0±1.7e40083.7±0.5a79.0±2.0b63.7±2.3d61.7±0.8d50081.0±1.0b82.3±1.7a69.7±1.4c68.3±2.2c60075.0±1.0c77.7±1.2b78.0±1.2b73.7±1.4b70073.3±0.5c75.0±2.0c81.0±0.8a78.3±1.1a

注：數(shù)據(jù)為平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(n=3)，同一列不同小寫字母表示不同處理在p=5%差異顯著。下同。

2個(gè)品種不同處理方式發(fā)芽率狀況列于表2。從整體看，發(fā)芽率變化趨勢和發(fā)芽勢相似，較高濃度時(shí)，浸種時(shí)間較短，可達(dá)到較佳的發(fā)芽率，而隨著浸種時(shí)間的增加，強(qiáng)氯精濃度越低，發(fā)芽率越高。浸種6 h條件下，400倍濃度時(shí)，2個(gè)品種的發(fā)芽率達(dá)最佳，而浸種12 h，500倍濃度下，2個(gè)品種的發(fā)芽率達(dá)最佳。濃度越高，對種子發(fā)芽越不利。

2.2 2個(gè)品種間各濃度和處理時(shí)間的發(fā)芽勢、發(fā)芽率差異分析

品種、濃度、處理時(shí)間三因子試驗(yàn)發(fā)芽勢方差分析結(jié)果見表3。從表3可知，品種間差異不顯著(p=0.561 6)，浸種濃度和浸種時(shí)間均達(dá)極顯著差異(p<0.000 1)。品種和浸種時(shí)間之間互作效應(yīng)顯著(p=0.030 1)，品種和濃度、濃度和浸種時(shí)間之間的互作效應(yīng)達(dá)極顯著(p<0.000 1)，3個(gè)因子的主效均為極顯著(p<0.000 1)。

品種、濃度、處理時(shí)間三因子試驗(yàn)發(fā)芽率方差分析結(jié)果見表4。從表4可知，三因子及其之間的變化趨勢和發(fā)芽勢基本相似。品種間差異不顯著(p=0.203 3)， 浸種濃度和浸種時(shí)間均達(dá)差異極顯著(p<0.000 1)。品種和浸種時(shí)間之間互作效應(yīng)極顯著(p=0.001 1)，品種和濃度、濃度和浸種時(shí)間之間的互作效應(yīng)達(dá)極顯著(p<0.000 1)，3個(gè)因子的主效均為極顯著(p<0.000 1)。

表2 2品種的發(fā)芽率

品種處理濃度時(shí)間(h)6122448中早35清水ck18.7±1.1d19.3±1.2d31.7±1.2e33.7±3.2f30067.3±2.0c69.0±1.2c66.3±1.0d63.3±2.2e40091.0±1.5a85.0±1.8b70.7±1.4c69.3±1.2d50084.7±1.5b87.3±0.6a81.7±1.4b77.7±1.4c60083.3±1.0b84.3±0.6b87.0±1.8a87.3±1.2b70082.3±3.2b83.0±1.8b87.7±0.7a91.0±1.4a嘉育938清水ck21.3±1.5e21.0±1.6e36.3±0.8e38.3±2.0f30071.7±1.5d64.0±2.3d58.3±0.6d56.0±2.4e40091.3±1.5a86.0±2.2b70.3±1.0c66.3±1.9d50085.0±1.0b88.3±2.4a79.7±1.0b75.0±0.8c60084.0±1.0bc83.7±1.6c87.0±1.0a87.7±0.8b70082.7±0.6c82.3±1.2c88.0±1.8a90.3±1.3a

表3 品種、濃度、處理時(shí)間三因子試驗(yàn)發(fā)芽勢方差分析

指標(biāo)平方和自由度均方F值p值A(chǔ)0.6010.600.340.5616B67422.36513484.477616.85<0.0001C711.263237.09133.92<0.0001A×B250.20550.0428.27<0.0001A×C16.5035.503.110.0301B×C2630.7915175.3999.07<0.0001A×B×C140.48159.375.29<0.0001誤差169.95961.77總和71342.14143

注：表中A為品種，B為濃度，C為處理時(shí)間。

表4 品種、濃度、處理時(shí)間三因子試驗(yàn)發(fā)芽率方差分析

指標(biāo)平方和自由度均方F值p值A(chǔ)4.0014.001.640.2033B61317.64512263.535031.19<0.0001C102.89334.3014.07<0.0001A×B167.75533.5513.76<0.0001A×C42.44314.155.800.0011B×C4721.0315314.74129.12<0.0001A×B×C147.14159.814.02<0.0001誤差234.00962.44總和66736.89143

3 討 論

為了更好的貼近生產(chǎn)實(shí)際，考察早稻新種子發(fā)芽效果時(shí)，記錄了發(fā)芽勢和發(fā)芽率，一般為了更高效地促使早稻加代，種子浸種和催芽的總時(shí)間為3 d，即浸種2 d，催芽1 d，能保證較好的種子發(fā)芽率，且相對可以縮短加代時(shí)間。本試驗(yàn)為育種者南繁北育工作內(nèi)容的一部分，異地加代時(shí)間緊迫，需要快速破除種子休眠，以提高育種效率。筆者從事早秈育種工作，一年兩地三季，即當(dāng)年3月底4月初播種(嘉興，正季)，7月初收獲曬干編號后馬上播種(嘉興，返秋季)，11月中旬收獲繼續(xù)加代(海南，返冬季)，次年4月初收獲種子帶回嘉興，繼續(xù)下一個(gè)周期。因此，采用藥劑浸種，快速催芽播種是整個(gè)育種進(jìn)程中重要的一環(huán)。以往研究發(fā)現(xiàn)，通過熱干燥處理破除種子休眠一般需要高溫處理5～7 d[7-8]，才能有效破除其休眠特性，過于耗時(shí)，不利于早秈稻的快速加代育種。

本試驗(yàn)通過模擬早秈稻育種的具體生產(chǎn)實(shí)踐，選用浙江省近些年選育的比較典型的粒型中長偏短型高產(chǎn)品種，采用強(qiáng)氯精浸種新種子，優(yōu)化浸種濃度和時(shí)間，高效獲得發(fā)芽良好的種子，以提高加代育種的效率，為育種工作者提供參考。林長懷等研究發(fā)現(xiàn)，采用80%強(qiáng)氯精300倍濃度時(shí)，對早稻種子浸藥24 h，可以提高其發(fā)芽勢[9]，這與筆者的試驗(yàn)結(jié)果有一定差別。余明云等研究發(fā)現(xiàn)，采用300～500倍液浸種，因濃度過高抑制胚芽的正常生長，導(dǎo)致發(fā)芽率降低或者提高不明顯[10]，這與筆者的試驗(yàn)結(jié)果基本一致。本試驗(yàn)中參試的2個(gè)早秈品種在400倍強(qiáng)氯精濃度下，浸種6 h即可最大幅度的破除其休眠，達(dá)到最佳的發(fā)芽效果。而當(dāng)強(qiáng)氯精濃度適當(dāng)降低時(shí)，可延長其浸種時(shí)間，也可以達(dá)到較好的發(fā)芽效果，但是藥劑浸種時(shí)間不宜過長，一般不超過12 h。