收獲期及后熟處理對甘藍型油菜種子活力的影響

馮新乾，楊倩，張海清，賀記外，鞠灝

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，長沙 410128）

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)?；?、機械化的發(fā)展，油菜生產(chǎn)已由傳統(tǒng)的育苗移栽種植逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橹辈?，因而迫切需要高活力的種子以滿足一播全苗的要求。種子活力除受遺傳因素影響外，還受種子收獲期、后熟、脫水干燥和貯存過程中諸多因素的影響。油菜開花后即進入種子形成階段，是油菜種子產(chǎn)量和品質(zhì)形成的重要時期。而在成熟收獲后，植株體內(nèi)還有物質(zhì)轉(zhuǎn)移活動［1］，即存在后熟過程。馬玉龍［2］研究指出，在大豆籽粒收獲后還會存在一個從收獲成熟到生理成熟的過程。進入后熟期的種子處于休眠狀態(tài)，而后熟對種子萌發(fā)具有積極意義［3］。油菜過早收獲，易造成種子胚胎發(fā)育不全，干物質(zhì)積累不足等問題，影響種子的品質(zhì)與活力；收獲過晚，遇到高溫高濕環(huán)境易出現(xiàn)角果內(nèi)發(fā)芽現(xiàn)象和種子劣變，徹底失去種用價值，并極大影響產(chǎn)量和品質(zhì)［4-10］。在南方油—稻—稻三熟制地區(qū)，為了爭搶季節(jié)而撩青收割油菜的做法相當(dāng)普遍，嚴重影響油菜種子產(chǎn)量和質(zhì)量［11］。以往對油菜種子成熟特性研究較多［12］，而對種子成熟過程及采后種子活力的研究甚少。對不同收獲期及后熟過程中種子活力變化的一般規(guī)律展開研究，對油菜種子生產(chǎn)以及糧油安全都具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

供試油菜雜交組合為甘藍型油菜湘雜油420和湘雜油787，由湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)油料研究所提供。

1.2 試驗方法

試驗于2017—2018年在湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)耘園基地進行。分別于制種母本盛花期（湘雜油420的制種母本中雙9號盛花期為3月15日；湘雜油787的制種母本99NA盛花期為3月30日）為起點記錄至收獲時止。湘雜油420制種母本于盛花期后34 d（4月18日）、湘雜油787制種母本于盛花期后35 d（5月4日）開始取樣。采樣時從油菜植株貼近地面的莖部切斷，每隔2 d取1次，每次隨機采18株，共取樣6次。各批次樣本按順序分別記為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，分別代表湘雜油420盛花期后34、36、38、40、42、44 d和湘雜油787盛花期后35、37、39、41、43、45 d收割。設(shè)置室外自然晾曬（將油菜植株置于通風(fēng)良好的自然光照下）和室內(nèi)陰干（將油菜植株懸掛于通風(fēng)良好的室內(nèi)）2種后熟處理方式和0、2、4 d 3種后熟處理時間，每處理3株。后熟處理完成后立即脫粒，除去雜物，于40℃恒溫烘干脫水至安全含水量（9%）備用。

1.3 測試項目與方法

1.3.1 種子活力

參照GB/5520—2011《糧油檢驗 發(fā)芽試驗》對發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)進行測定和計算，計算公式為：

發(fā)芽勢=24 h內(nèi)油菜種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽率=72 h內(nèi)油菜種子發(fā)芽數(shù)/供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)：GI=∑（Gt/Dt）

式中：Dt—發(fā)芽日數(shù)；Gt—與Dt相對應(yīng)的當(dāng)天發(fā)芽種子數(shù)。

活力指數(shù)：VI=S×GI

式中：S—幼苗鮮質(zhì)量（g）。

1.3.2 電導(dǎo)率

稱取大小均勻、無損傷、吸濕平衡后的凈種子1 g，用去離子水清洗3次，用濾紙吸干浮水后置于潔凈的100 mL燒杯中，加入50 mL去離子水，于20℃恒溫條件下浸泡16 h，用DDS-11A數(shù)顯電導(dǎo)率儀測定浸泡液的電導(dǎo)率。以去離子水為對照，實際電導(dǎo)率=電導(dǎo)率讀數(shù)—對照讀數(shù)［4］。重復(fù)3次，取平均值。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2007和SPSS 19.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，運用LSD方法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子千粒質(zhì)量的影響

不同處理油菜種子的千粒質(zhì)量如表1所示。自然成熟條件下，油菜種子的千粒質(zhì)量隨著收獲期的延遲呈遞增趨勢。自然晾曬條件下后熟處理2和4 d，油菜種子的千粒質(zhì)量隨收獲期的延遲呈先增后降的趨勢，湘雜油420以第Ⅲ、Ⅳ期收獲、后熟處理4 d的種子千粒質(zhì)量最高，為3.71 g；湘雜油787以第Ⅳ期收獲、后熟處理4 d的種子千粒質(zhì)量最高，為6.24 g。在室內(nèi)陰干條件下后熟處理2和4 d，種子千粒質(zhì)量隨收獲期延遲也呈先增后降趨勢，其增幅較自然晾曬條件下更大，湘雜油420和湘雜油787均以第Ⅴ期收獲、后熟處理4 d的種子千粒質(zhì)量最高，分別為3.99 g和6.44 g，但與第Ⅳ期收獲的種子差異不顯著。

從試驗結(jié)果可以看出，湘雜油420第Ⅳ期收獲，在自然晾曬條件下后熟處理2和4 d，千粒質(zhì)量分別為3.70和3.71 g，基本可達到田間自然成熟的水平（3.74 g）；在室內(nèi)陰干條件下后熟處理2和4 d，千粒質(zhì)量分別為3.79和3.97g，相較于田間成熟到第Ⅵ期收獲的種子后熟處理2 d千粒重基本無差異，后熟處理4 d千粒質(zhì)量高3.78%。湘雜油787在田間自然成熟到第Ⅵ期收獲，種子千粒質(zhì)量為6.09 g；提早到第Ⅳ期收獲，在自然晾曬條件下后熟處理2和4 d，千粒質(zhì)量分別為6.15和6.24 g，較田間自然成熟到第Ⅵ期收獲的種子千粒質(zhì)量略有增加；在室內(nèi)陰干條件下后熟處理2和4 d，千粒質(zhì)量分別為6.34和6.44 g，分別較田間成熟到第Ⅵ期收獲的種子千粒質(zhì)量高4.11%和5.75%。說明提早到第Ⅳ期收獲再后熟處理2～4 d，種子千粒質(zhì)量可達到或超過田間自然成熟到第Ⅵ期的種子，且室內(nèi)陰干后熟處理優(yōu)于自然晾曬的效果。

表1 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子千粒質(zhì)量變化Table 1 Variation of 1000-seed weight of rapeseed with different harvest period and post-ripening treatments g

2.2 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子發(fā)芽勢的影響

不同處理油菜種子的發(fā)芽勢如表2所示。自然成熟條件下，湘雜油420為第Ⅵ期收獲的種子發(fā)芽勢最高，而湘雜油787則為第Ⅴ期，分別為72.0%和88.0%。后熟處理均能顯著提高種子發(fā)芽勢。在自然晾曬條件下后熟處理2和4 d，第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子發(fā)芽勢均呈先增后降的趨勢，湘雜油420和湘雜油787均以第Ⅴ期收獲、后熟處理4 d的種子發(fā)芽勢最高，分別為92.67%和90.33%。室內(nèi)陰干后熟處理2和4 d，湘雜油420種子發(fā)芽勢隨收獲期的延遲而遞增，至第Ⅴ期達到最高，分別為93.67%和96.00%，但與第Ⅳ期收獲后熟處理4 d差異不顯著；湘雜油787以第Ⅳ期收獲后熟處理4 d的種子發(fā)芽勢最高，為93.00%。2品種均為室內(nèi)陰干后熟處理效果優(yōu)于自然晾曬。

表2 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子發(fā)芽勢變化Table 2 Changes of germination potential of rapeseed with different harvest period and post-ripening treatments %

續(xù)表2

2.3 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子發(fā)芽率的影響

不同處理油菜種子的發(fā)芽率如表3所示。自然成熟條件下，隨著收獲期的延長，種子發(fā)芽率呈遞增趨勢，其中湘雜油420以第Ⅵ期最高，為77.33%，顯著高于其他各處理，湘雜油787以第Ⅴ期最高，為97.00%，第Ⅵ期略有下降。在自然晾曬條件下后熟處理2 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅴ期收獲的種子發(fā)芽率顯著提高，以第Ⅴ期最高，為98.33%，顯著高于其他各處理；湘雜油787第Ⅰ、Ⅱ期的發(fā)芽率顯著提高，以后各期提高不顯著。后熟處理4 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅳ期的發(fā)芽率均較處理2 d顯著提高，以第Ⅳ期最高，為100%，但與第Ⅲ期差異不顯著，以后趨于平穩(wěn)或下降；湘雜油787第Ⅰ～Ⅲ期的發(fā)芽率均提高到97%以上，顯著高于后熟2 d的處理，其中以第Ⅲ期最高，為99.33%，以后趨于下降。在室內(nèi)陰干條件下，湘雜油420后熟處理2 d，第Ⅱ～Ⅵ期的發(fā)芽率均顯著提高，以第Ⅴ期最高，為97.00%，但與自然晾曬處理2和4 d的差異不顯著；后熟處理4 d，第Ⅱ～Ⅳ期的發(fā)芽率均較處理2 d顯著提高，第Ⅴ期發(fā)芽率達100%，但與處理2 d的差異不顯著。湘雜油787室內(nèi)陰干處理2 d，第Ⅰ期的發(fā)芽率顯著提高，達88.00%，以后各期與未后熟處理無顯著差異；后熟處理4 d，第Ⅰ～Ⅲ期的發(fā)芽率均提高到99.00%以上，但與自然晾曬4 d無顯著差異。

綜上所述，湘雜油420在自然成熟條件下以第Ⅵ期收獲的種子發(fā)芽率最高，若提早到第Ⅲ～Ⅳ期收獲并自然晾曬4 d，其發(fā)芽率可達99%以上，室內(nèi)陰干處理與自然晾曬無明顯差異。湘雜油787在自然成熟條件下以第Ⅴ期期收獲的種子發(fā)芽率最高，若提早到第Ⅰ～Ⅲ期收獲，需要后熟處理4 d，而推遲到第Ⅳ期后收獲，后熟處理效果不明顯。

表3 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子發(fā)芽率變化Table 3 Variation of seed germination rate of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments %

2.4 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

不同處理油菜種子的發(fā)芽指數(shù)如表4所示。自然成熟條件下，隨著收獲期的延遲，湘雜油420的種子發(fā)芽指數(shù)呈遞增趨勢，最高達172.51，而湘雜油787的發(fā)芽指數(shù)呈現(xiàn)先增后減的趨勢，以第Ⅴ期最高，達211.76。在自然晾曬條件下后熟處理2 d，第Ⅰ～Ⅴ期收獲的種子發(fā)芽指數(shù)顯著增加，以第Ⅴ期收獲的最高，湘雜油420和湘雜油787分別增加到218.28和217.20，顯著高于其他各處理；后熟處理4 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅳ期與湘雜油787第Ⅰ～Ⅴ期發(fā)芽指數(shù)呈遞增趨勢，最高分別增加到213.74、222.36，以后趨于平穩(wěn)或下降。在室內(nèi)陰干處理中，湘雜油420從第Ⅰ～Ⅴ期收獲的種子后熟2與4 d發(fā)芽指數(shù)顯著增加，至第Ⅴ期最高，分別為218.75和225.32，第Ⅵ期略有下降。湘雜油787從第Ⅰ～Ⅳ期收獲的種子后熟2與4 d發(fā)芽指數(shù)顯著增加，至第Ⅳ期最高，分別為220.74和226.63，之后開始下降。

由此可知，后熟處理能顯著提高種子的發(fā)芽指數(shù)，室內(nèi)陰干處理比自然晾曬處理更好。湘雜油420適宜收獲期為第Ⅳ期，需要后熟處理4 d，若推遲2～4 d收獲，至少要后熟處理2 d；湘雜油787第Ⅴ期收獲、自然晾曬后熟處理4 d，或第Ⅲ～Ⅳ期收獲、室內(nèi)陰干后熟處理4 d為宜。

表4 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子發(fā)芽指數(shù)變化Table 4 Changes of seed germination index of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments

2.5 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子活力指數(shù)的影響

不同處理油菜種子的活力指數(shù)如表5所示。自然成熟條件下，隨著收獲期的延長，種子發(fā)芽指數(shù)呈遞增趨勢，其中湘雜油420的發(fā)芽指數(shù)由0遞增到306.50，湘雜油787的發(fā)芽指數(shù)由146.7遞增到893.16。在室外自然晾曬條件下后熟處理2 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子發(fā)芽指數(shù)均顯著增加，最高達453.58；湘雜油787第Ⅰ～Ⅴ期收獲的種子發(fā)芽指數(shù)顯著增加，第Ⅵ期下降；后熟處理4 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅳ期收獲的種子發(fā)芽指數(shù)顯著增加，第Ⅴ期開始下降；湘雜油787第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子發(fā)芽指數(shù)均顯著增加，最高為1005.04。在室內(nèi)陰干處理中，湘雜油420與湘雜油787第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子后熟2 d，其發(fā)芽指數(shù)均顯著增加，最高分別為599.83、1235.46；后熟處理4 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅴ期的發(fā)芽指數(shù)顯著增加，之后下降，湘雜油787第Ⅰ～Ⅳ期發(fā)芽指數(shù)逐漸顯著增加，之后下降。

以上結(jié)果說明后熟處理能顯著提高種子的活力指數(shù)。湘雜油420以第Ⅳ期收獲自然晾曬后熟處理4 d或第Ⅴ期收獲室內(nèi)陰干后熟處理4 d為宜。湘雜油787以第Ⅴ期收獲自然晾曬后熟處理2 d或第Ⅵ期收獲室內(nèi)陰干后熟處理2 d為宜。

表5 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子活力指數(shù)變化Table 5 Variation of seed vigor index in rapeseed with different harvest periods and post ripening treatments

2.6 不同收獲期及后熟處理方式對油菜種子電導(dǎo)率的影響

不同處理油菜種子的電導(dǎo)率如表6所示。自然成熟條件下，隨著收獲期的延遲，種子電導(dǎo)率呈遞減趨勢。在自然晾曬條件下后熟處理2和4 d，湘雜油420第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子電導(dǎo)率呈先降后增趨勢，以第Ⅳ期收獲后熟處理4 d的電導(dǎo)率最低，為56.3 us/cm，顯著低于其他各處理；湘雜油787第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子電導(dǎo)率呈遞減趨勢，以第Ⅵ期最低，為65.1 us/cm，顯著低于其他各處理。在室內(nèi)陰干條件下后熟處理2和4 d，第Ⅰ～Ⅵ期收獲的種子電導(dǎo)率總體呈下降趨勢，但有波動，湘雜油420和湘雜油787均以第Ⅳ收獲期后熟處理4 d的電導(dǎo)率最低，分別為68.3和45.7 us/cm。因此，從電導(dǎo)率變化來看，湘雜油420以第Ⅳ期收獲、自然晾曬后熟處理4 d為宜；湘雜油787以第Ⅳ期收獲、自然晾曬或室內(nèi)陰干后熟處理4 d為宜。

表6 不同收獲期及后熟處理方式的油菜種子電導(dǎo)率變化Table 6 Changes of electrical conductivity of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments us/cm

3 討論

研究表明，種子的成熟度不僅影響其發(fā)芽力和整齊度，還進一步影響幼苗的健壯度、生育狀況和品質(zhì)［13］。未完成后熟的油菜種子生理上還沒有完全成熟，胚的發(fā)育也未結(jié)束，表現(xiàn)為呼吸旺盛，發(fā)芽率低，出苗不整齊，影響成苗率，耐貯性差，而且影響籽粒的加工和食用品質(zhì)［14］。完成后熟作用的油菜種子呼吸作用減弱，穩(wěn)定性加強，發(fā)芽率升高，同時能保障種子活力［15］。本研究結(jié)果表明，隨著收獲期的延遲，油菜種子逐漸發(fā)育成熟，種子千粒質(zhì)量增加，活力也隨之提高，但是收獲過晚，種子發(fā)生自然老化，種子活力會下降，因此在種子達到生理成熟時應(yīng)及時收獲。提早收獲的情況下，后熟處理具有顯著提高種子千粒質(zhì)量和活力的效果。在后熟處理過程中，前幾個收獲時期隨著后熟時間的延遲，種子活力逐漸提高，但在第Ⅵ期收獲的種子后熟效果并不明顯。后熟處理效果還存在品種間差異。

本研究結(jié)果還表明，室內(nèi)陰干比自然晾曬后熟效果更好。主要原因可能是4月下旬陰雨天氣較多（4月20日至5月1日，有8 d是雨天），5月中旬出現(xiàn)連續(xù)高溫天氣（5月13日至20日，日最高氣溫均高于30℃，最低氣溫在23℃以上），而室內(nèi)環(huán)境相對較溫和、穩(wěn)定，避免了日曬雨淋和高溫高濕對后熟過程的影響［16］，降低了植株體內(nèi)水分蒸發(fā)量，減緩了葉綠素的降解作用和種子的老化劣變［17，18］，使植株體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)向種子轉(zhuǎn)移較快、較多，具體原因有待進一步研究驗證。

4 結(jié)論

綜合供試品種不同收獲期、不同后熟處理方式對油菜種子各項活力指標(biāo)的測定結(jié)果表明，在開花盛期后34～45 d內(nèi)收獲，隨著收獲期的延遲，種子千粒質(zhì)量、發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)同步提高，電導(dǎo)率逐步下降。后熟處理具有顯著提高種子粒重和活力的效果，室內(nèi)陰干比自然晾曬后熟處理效果更佳。收獲期太遲，后熟處理效果不明顯，且種子活力有下降趨勢。湘雜油420和湘雜油787均在盛花后第Ⅳ～Ⅴ期收獲，后熟處理4 d，其種子活力最高。