抗冷測定法評價煙草種子活力

潘威 楊曉東 喬雨 羅秀 杜景誠 張軻 顧建龍 馬文廣

摘要：為了探索抗冷測定法評價煙草種子活力的可行性，以中國主栽的15份不同品種、年份的煙草種子作為材料，研究吸漲溫度、時間等因素對抗冷測定法評價煙草種子活力結(jié)果的影響。結(jié)果表明，于5 ℃低溫吸漲4 d后，在25 ℃標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽第7 d時，以子葉展開、幼苗正常為計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計發(fā)芽率，可以評價煙草種子的活力，該發(fā)芽率與種子實(shí)際出苗率的線性回歸方程的決定系數(shù)（R2）達(dá)到0.947 6，高于標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽條件下發(fā)芽指標(biāo)與出苗率回歸方程的R2，可以準(zhǔn)確反映煙草種子在田間的實(shí)際出苗表現(xiàn)，并且該方法的重復(fù)性良好。

關(guān)鍵詞：抗冷;煙草;種子活力;出苗率

中圖分類號：S722.1+3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-4440（2020）02-0312-06

Abstract：In order to explore the feasibility of cold resistance measurement （CRM） in detecting tobacco seeds vigor， 15 kinds of domestic major tobacco seeds with different varieties and producing time were used as materials to study the effects of factors such as imbibition temperature and time on evaluation results of tobacco seeds vigor by CRM. The results showed that the germination rate of tobacco seeds was counted on the 7th day of standard germination at 25 ℃ after four days of imbibition at 5 ℃， all the seeds with spreading cotyledon and normal seedlings met the counting standard. The determination coefficient（R2） of the linear regression equation of germination rate under this condition and actual seedling emergence rate was 0.947 6， which was higher than that of the linear regression equation of germination rate under standard germination condition and actual seedling emergence rate. The CRM results can reflect the field performance of tobacco seeds accurately， and the method shows good repeatability.

Key words：cold resistance;tobacco;seeds vigor;emergence rate

煙草行業(yè)在中國經(jīng)濟(jì)中扮演著舉足輕重的角色[1-2]，在中國經(jīng)濟(jì)走向高質(zhì)量發(fā)展的背景下[3-4]，推進(jìn)煙草農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展[5-7]是貫徹國家新發(fā)展理念的重要舉措。煙草種子是煙草農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)性生產(chǎn)資料[8-10]，提高煙草種子質(zhì)量、降低育苗成本、增加煙農(nóng)收入對于煙草農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。種子活力[11-12]是指在廣泛的田間條件下，決定種子迅速整齊出苗以及幼苗正常生長的潛力，是衡量種子質(zhì)量極為重要的指標(biāo)，能夠體現(xiàn)種子質(zhì)量的全面狀態(tài)。因此可見，提高種子活力是進(jìn)一步提高種子質(zhì)量的重要方法。高活力的種子[13-14]健康飽滿、完整無損，在各類環(huán)境甚至是逆境脅迫下，仍能快速整齊出苗，且生長健壯、正常發(fā)育，能夠達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。目前，煙草主要采用集約化、標(biāo)準(zhǔn)化漂浮育苗的方式育苗[15]，但仍常有低溫、高濕等逆境發(fā)生，從而影響種子的正常出苗。采用高活力的煙草種子是解決這類問題的重要手段，但是煙草種子質(zhì)量目前主要通過發(fā)芽率來檢測，發(fā)芽率僅能反映種子是否具有生活力、能否在理想環(huán)境下萌發(fā)，不能準(zhǔn)確反映種子在復(fù)雜田間環(huán)境中的實(shí)際出苗表現(xiàn)，因而不能用于評價種子的活力。因此，探索并建立煙草種子活力檢測的準(zhǔn)確方法[16-17]，并由此提升煙草種子質(zhì)量，對于煙草農(nóng)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。在國外，抗冷測定法[17]在玉米種子上的應(yīng)用廣泛，在國內(nèi)也有該方法在玉米[18]、甜瓜[19]種子上應(yīng)用的報道。該方法模擬早春田間溫度低、土壤含水量高的環(huán)境，檢測種子在逆境下的萌發(fā)表現(xiàn)，具有快速、簡單易行以及與出苗率相關(guān)性高等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)關(guān)于煙草種子活力檢測方法的報道較少，也沒有關(guān)于抗冷測定法評價煙草種子活力的系統(tǒng)研究報道。本研究將結(jié)合煙草種子現(xiàn)有的置種、種子發(fā)芽率檢測設(shè)備及方法，探索利用抗冷測定法評價煙草種子活力的可行性。

1材料與方法

1.1供試材料

本試驗(yàn)所用煙草種子來自玉溪中煙種子有限責(zé)任公司，共包括5個品種（系）15個批號的種子：云煙85[批號：2003-0144、2001-0164（云煙85雄性不育系）、2008-0927（云煙85雄性不育系）]、云煙105（批號：2015-0030、2007-0010、2015-0059）、云煙97（批號：2005-0228、2005-0178、2012-0971）、云煙87[批號：2001-0064、2002-0138、2014-2882（云煙87雄性不育系）]、K326（雄性不育系）（批號：2004-0402、2004-0387、2013-0229）。這些品種每年在全國的種植面積合計超過80%，具有較高的代表性。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽處理在培養(yǎng)皿中墊置1層海綿、2層濾紙，加水至濾紙濕潤，分別取上述煙草種子各100粒均勻置于濾紙上，每份設(shè)3次重復(fù)，蓋上培養(yǎng)皿蓋，放入培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行萌發(fā)培養(yǎng)，保持箱內(nèi)溫度為（25±1） ℃，每天光照12 h，發(fā)芽期間保持濾紙濕潤。從第5 d開始，每天記錄種子的發(fā)芽數(shù)量，以胚根正常、胚軸頂端見綠為種子發(fā)芽的計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)計至第14 d。第7 d記錄種子發(fā)芽勢（GP），第14 d記錄種子發(fā)芽率（GR），并計算發(fā)芽指數(shù)（GI），GI的計算公式：GI=Σ（Gt/Tt）。式中，Gt表示t時間的發(fā)芽數(shù);Tt表示發(fā)芽時間（d）。

1.2.2種子的抗冷測定分別取15份不同批號的煙草種子，均勻置于墊有海綿、濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿放置100粒，在培養(yǎng)皿底部加入自來水，確保種子萌發(fā)期間的水分充足。先分別于10 ℃、8 ℃和5 ℃低溫吸漲2 d、4 d和8 d，然后于25 ℃進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)，每個批號的種子設(shè)3次重復(fù)。在第5 d以胚根正常、胚軸頂端見綠為計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在第7 d、14 d以幼苗2張子葉展開和幼苗正常、健壯為計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分別計算種子在第5 d、7 d和14 d的發(fā)芽情況。

1.2.3漂浮育苗種子出苗率檢測將育苗溫度劃分為4個時間階段：00∶00-06∶00，8 ℃;06∶00-12∶00，20 ℃;12∶00-18∶00，25 ℃;18∶00-24∶00，12 ℃。育苗基質(zhì)采購于玉溪果木林場，采用595孔漂盤，按1粒/孔的密度播種，育苗過程嚴(yán)格依照公司內(nèi)部烤煙漂浮育苗技術(shù)規(guī)程進(jìn)行，在第22 d，以2張子葉展開和幼苗正常、健壯為判斷依據(jù)統(tǒng)計出苗率。

1.2.4差異顯著性分析與回歸分析用SPSS 17.0軟件進(jìn)行同一品種不同批號種子間標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽指標(biāo)、出苗率、種子活力（抗冷測定法）的差異顯著性分析;用Excel 2013進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽指標(biāo)、抗冷測定結(jié)果與出苗率的線性回歸分析。

2結(jié)果與分析

2.1標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽結(jié)果與出苗率

漂浮育苗的出苗率是衡量煙草種子活力高低的最終依據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽結(jié)果、抗冷測定結(jié)果都應(yīng)與之進(jìn)行比較。為了保證試驗(yàn)結(jié)果具有較高代表性，本試驗(yàn)統(tǒng)計分析了全國煙區(qū)約180份育苗溫度數(shù)據(jù)，在人工氣候室內(nèi)進(jìn)行模擬，白天12 h的溫度設(shè)定為20～25 ℃，晚上12 h的溫度設(shè)定為8～12 ℃。由表1可以看出，每個品種（系）3個批號種子的出苗率均不相同，其中云煙85、云煙87、云煙97的3個批號間均有顯著差異，說明這3個品種的3個批號種子間活力差異顯著;而K326（雄性不育系）、云煙105則是生產(chǎn)年份最早的第1個批號種子的出苗率較低，與后2個批號間差異明顯，但后2個批號間的出苗率接近，無顯著差異。

煙草種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均在溫度為25 ℃、水分充足但不淹沒種子的理想環(huán)境下測定。由表1還可以看出，同一煙草品種3個不同批號種子的發(fā)芽指標(biāo)均不相同，總體變化趨勢與出苗率一致，說明它們與出苗率呈正相關(guān);但是發(fā)芽勢、發(fā)芽率均高于實(shí)際出苗率，如批號為2001-0164的云煙85（雄性不育系）的發(fā)芽率為83.33%，實(shí)際出苗率僅為52.37%，批號為2003-0144的云煙85的發(fā)芽率為95.00%，出苗率僅為71.90%，批號為2008-0927的云煙85（雄性不育系）的發(fā)芽率為97.67%，出苗率為90.52%。這說明發(fā)芽指標(biāo)很難有效代表種子的實(shí)際出苗情況，尤其是活力較低的種子，即發(fā)芽結(jié)果與出苗情況不符。對于發(fā)芽指數(shù)僅相差0.83個百分點(diǎn)、發(fā)芽率僅相差2.67個百分點(diǎn)且無顯著差異的云煙85（批號：2003-0144）與云煙85（雄性不育系）（批號：2008-0927）而言，兩者漂浮育苗的出苗率相差18.62個百分點(diǎn)，表現(xiàn)出顯著差異;對于云煙87、云煙97而言，結(jié)果與云煙85類似。總體分析可知，發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)等發(fā)芽指標(biāo)難以準(zhǔn)確反映種子活力。

2.2抗冷測定法煙草種子活力檢測結(jié)果

2.2.1溫度對抗冷測定結(jié)果的影響中國煙區(qū)的育苗時間一般在12月至次年2月之間，常遭遇低溫逆境，從而影響種子出苗。抗冷測定試驗(yàn)在煙草種子快速吸水膨脹與平穩(wěn)吸水階段[20]給予低溫逆境，然后用種子發(fā)芽指標(biāo)判斷種子活力。在逆境影響下，種子酶活性降低，代謝減弱，膜系統(tǒng)修復(fù)能力受損，吸漲過程會發(fā)生損傷，且萌發(fā)、幼苗生長也會受到抑制，高活力種子經(jīng)逆境后恢復(fù)至理想環(huán)境仍會正常萌發(fā)生長，而低活力種子則無法萌發(fā)或造成幼苗弱小甚至畸變。本試驗(yàn)采用容易實(shí)現(xiàn)且能穩(wěn)定保持的10 ℃、8 ℃和5 ℃低溫環(huán)境，讓種子吸漲4 d后再進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽處理，15個批號的種子在不同萌發(fā)時間的發(fā)芽結(jié)果見表2。比較不同溫度逆境對種子發(fā)芽的影響發(fā)現(xiàn)，溫度越低，種子前期（第5 d、第7 d）發(fā)芽率受到的影響越大;生產(chǎn)年份越早、活力越低的種子，受低溫的影響越大，發(fā)芽率降低明顯，如批號為2001-0164的云煙85（雄性不育系）在10 ℃、8 ℃、5 ℃低溫處理后，第5 d的發(fā)芽率分別為46.67%、37.67%、2.00%;生產(chǎn)年份較晚、活力較高的種子，受低溫的影響較小。但萌發(fā)第14 d時，這種由于不同低溫處理引起的發(fā)芽率差異縮小，不同低溫處理的同一批號種子的發(fā)芽率基本接近，這說明種子發(fā)芽前期（第5 d、第7 d）的結(jié)果更能體現(xiàn)種子間活力的差異。在統(tǒng)計第5 d的結(jié)果時發(fā)現(xiàn)，煙草種子的子葉一般尚未完全從種皮中脫離，只能以見到綠色作為計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，但在實(shí)際出現(xiàn)綠色的子葉中，子葉生長后期畸形、弱小的情況時有發(fā)生，且該計數(shù)標(biāo)準(zhǔn)由人為引起誤差的可能性較高，重復(fù)性不好。綜合分析后，采用處理第7 d的結(jié)果評價煙草種子活力更加適宜。

分析可知，在10 ℃、8 ℃條件下，多數(shù)煙草品種（系）的后2個批號間第7 d的發(fā)芽率未表現(xiàn)出顯著差異，如批號為2014-2882的云煙87（雄性不育系）在10 ℃吸漲處理后，第7 d的發(fā)芽率為96.00%，批號為2002-0138的云煙87的發(fā)芽率為90.33%，二者差異不大;而在5 ℃低溫吸漲后，對同一品種（系）3個批號的種子第7 d的發(fā)芽率進(jìn)行兩兩比較的結(jié)果顯示，除云煙105外，不同批號的種子間在0.05水平均表現(xiàn)出顯著差異，如批號為2014-2882（云煙87雄性不育系）的發(fā)芽率為93.00%，而批號為2002-0138（云煙87）的發(fā)芽率降為85.00%，二者之間差異顯著。由此得出，5 ℃的抗冷測定結(jié)果相比10 ℃、8 ℃的更能體現(xiàn)煙草種子活力的差異，更能反映其田間的實(shí)際表現(xiàn)。由于溫度低于5 ℃后，控制溫度并保持高穩(wěn)定性的難度較大，結(jié)果重復(fù)性會受到影響，因此本研究并未進(jìn)一步探討更低溫度對種子活力測定結(jié)果的影響。

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（責(zé)任編輯：徐艷）