玉米種子室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)中不正常幼苗發(fā)生的原因探究

邵立斌 寸朝文 劉體靖

（保山市種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心 云南保山678000）

種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的生產(chǎn)資料之一，種子質(zhì)量對(duì)整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有決定性的意義。 玉米是我國廣泛種植的農(nóng)作物之一，據(jù)2020 年統(tǒng)計(jì)全國約有5 億畝的種植面積。 任何種子進(jìn)入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)階段之前， 對(duì)種子質(zhì)量最簡單最有效的判斷方法就是室內(nèi)種子質(zhì)量檢驗(yàn)， 通常常規(guī)檢驗(yàn)包括水分、 凈度、發(fā)芽率和分子標(biāo)記層面的檢驗(yàn)純度、 真實(shí)性， 共計(jì)5 項(xiàng)， 其中發(fā)芽試驗(yàn)是評(píng)價(jià)種子質(zhì)量的主要措施之一， 通過發(fā)芽試驗(yàn)測定種子樣品的最大發(fā)芽潛力,估測種子批田間播種價(jià)值,對(duì)不同種子批的種子價(jià)值進(jìn)行比較。 種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性關(guān)乎種子企業(yè)對(duì)收獲、回收種子的處置決定，也關(guān)系到種子檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)能否對(duì)種子質(zhì)量作出正確有效的判斷[1]。 在試驗(yàn)過程中， 通常會(huì)有介于正常幼苗和死種子之間的不正常幼苗產(chǎn)生，而不正常幼苗的產(chǎn)生，一部分原因與種子本身狀況有關(guān)， 另一部分則可能與實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的人為操作有關(guān)，這對(duì)種子發(fā)芽率鑒定產(chǎn)生了干擾。 筆者通過對(duì)同一批種子進(jìn)行多變量對(duì)比試驗(yàn)分析， 以找出在種子發(fā)芽試驗(yàn)中的不正常幼苗發(fā)生的主要原因，為種子企業(yè)、種子檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)在玉米種子室內(nèi)發(fā)芽率試驗(yàn)中更準(zhǔn)確、真實(shí)得出結(jié)果做出參考。

1 試驗(yàn)方法及工具選擇

1.1 試驗(yàn)工具、材料選擇

試驗(yàn)選擇在西南推廣面積較大、發(fā)芽率較好、嚴(yán)格篩選的甘肅五谷種業(yè)生產(chǎn)的4 000 粒包裝的玉米品種五谷1790 作為試驗(yàn)材料，試驗(yàn)使用南京恒裕儀器設(shè)備制造有限公司制造的LHX-80 型智能老化培養(yǎng)箱， 使用南京恒裕儀器設(shè)備制造有限公司的RP-600A 型人工氣候箱， 震蕩器使用金壇市華軒實(shí)驗(yàn)儀器廠的HY-4 調(diào)速多用震蕩器，沙床選擇初次使用且經(jīng)過消毒處理的粗粒江沙。

1.2 試驗(yàn)方法的選擇

試驗(yàn)為多組試驗(yàn)，在玉米品種同為五谷1790 情況下， 對(duì)一部分種子進(jìn)行人工老化處理得到相近陳種，然后使用新鮮種子和陳舊種子（通常認(rèn)為種子的新陳程度對(duì)不正常幼苗的發(fā)生有顯著影響） 分別進(jìn)行使用單一變量為光照、沙床水分、發(fā)芽溫度、種子包衣劑的發(fā)芽試驗(yàn)，試驗(yàn)中使用相同規(guī)格的發(fā)芽盒，每一變量組中的重復(fù)為8 個(gè)發(fā)芽盒， 共計(jì)400 粒種子， 觀察 7 d， 依據(jù) 《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》（GB/T 3543.4-1995）發(fā)現(xiàn)并描述不正常幼苗，如果同組試驗(yàn)中誤差不在允許誤差內(nèi)的重復(fù)該組試驗(yàn)。 記錄植株達(dá)到待檢狀態(tài)的時(shí)間（平均苗高達(dá)到大約11 cm 的時(shí)間）、種子的發(fā)芽數(shù)、不正常幼苗數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 無變量新陳種子發(fā)芽試驗(yàn)比較

本組試驗(yàn)使用2020 年銷售的五谷1790 新生產(chǎn)包衣種子及經(jīng)過智能老化培養(yǎng)箱處理的同批次五谷1790 新生產(chǎn)包衣種子，發(fā)芽箱溫度為恒定25℃，24 h持續(xù)光照，沙床水分適宜。

不正常幼苗主要為初生根殘缺、種子根缺失、子葉畸形等。

從表1 可以看出， 在各項(xiàng)條件都相對(duì)適宜的情況下，保存較好的3 年左右的陳種發(fā)芽率發(fā)生下降，不正常幼苗數(shù)增加， 但在室內(nèi)發(fā)芽率試驗(yàn)中并未發(fā)生斷崖式的種子質(zhì)量改變，在質(zhì)量監(jiān)督檢測試驗(yàn)中，檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)鑒定陳種91%的發(fā)芽率依然符合種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[2]。

表1 新陳種子發(fā)芽比較試驗(yàn)

2.2 不同光照發(fā)芽試驗(yàn)比較

本組試驗(yàn)中選取新陳種子分別試驗(yàn)， 選取的變量為光照度， 人工氣候箱RP-600A 中6 組光照全開時(shí)光照度（lx）標(biāo)注≥2 500 lx，選取H0 模式無光照、HI 模式 2 組光照、H3 模式 6 組光照進(jìn)行 3 組試驗(yàn)，試驗(yàn)在黑暗遮光的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行， 其他條件均為規(guī)程要求的標(biāo)準(zhǔn)條件。

在本組試驗(yàn)中，無光照組新種子、陳種子整體發(fā)芽幼苗呈現(xiàn)整株白色，無法進(jìn)行判斷。 其他兩組試驗(yàn)中不正常幼苗主要分為初生根殘缺、種子根缺失、子葉畸形等。

從表2、表3 可以看出，除無光照組無法判斷其各項(xiàng)指標(biāo)外， 橫向?qū)Ρ刃玛惙N子發(fā)現(xiàn)在2 組光照及6 組光照情況下對(duì)其達(dá)到最佳待檢時(shí)間、 發(fā)芽數(shù)、不正常幼苗數(shù)影響并不明顯，根據(jù)“3.1”的試驗(yàn)比較縱向?qū)Ρ鹊牟町?，判斷為新陳種子本身的差異。 理論上6 組光照更適宜玉米生長， 但在實(shí)際試驗(yàn)中，2 組光照的生長情況、發(fā)芽勢優(yōu)于6 組光照，需要進(jìn)一步探究原因。

表2 新鮮種子不同光照發(fā)芽比較試驗(yàn)

表3 陳舊種子不同光照發(fā)芽比較試驗(yàn)

2.3 不同沙床水分發(fā)芽試驗(yàn)比較

本組試驗(yàn)使用新陳種子分別進(jìn)行， 選取不同沙床水分為變量，分別為發(fā)芽盒中明顯滲出水分、濕潤沙土至握在手中成塊狀散開 （實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)水分）、發(fā)芽盒中沙床出現(xiàn)細(xì)微裂紋3 組試驗(yàn)， 其他條件均為試驗(yàn)要求的標(biāo)準(zhǔn)條件，中途按緊發(fā)芽盒盒蓋，不進(jìn)行加水處理。

試驗(yàn)中不正常幼苗主要為初生根殘缺、 種子根缺失、子葉畸形、胚芽鞘畸形、胚芽鞘初生感染引起的腐爛、 初生葉初生感染引起的腐爛、 整株幼苗畸形、整株幼苗環(huán)狀或螺旋狀、整株幼苗嚴(yán)重彎曲等。

從表4、表5 可以看出，在水分稍微不足的情況下，后期無論新陳種子都未達(dá)到最佳待檢狀態(tài)，發(fā)芽率降低，出現(xiàn)大量不正常幼苗，幼苗表現(xiàn)為矮小、粗壯、子葉纖細(xì)。 水分過多的情況則出現(xiàn)發(fā)芽率下降，陳舊種子組中不正常幼苗數(shù)增加， 出現(xiàn)了多株因?yàn)槌跎腥疽鸬母癄€的不正常幼苗， 且部分正常幼苗頂端出現(xiàn)腐爛發(fā)黃的情況。 兩組試驗(yàn)縱向?qū)Ρ劝l(fā)現(xiàn)， 水分是否適宜對(duì)陳種子的發(fā)芽率和不正常幼苗發(fā)生率影響更為突出， 推測原因是因?yàn)殛惙N子的抗逆性和生活力發(fā)生下降引起的[3]。

表4 新鮮種子不同沙床水分發(fā)芽比較試驗(yàn)

表5 陳舊種子不同沙床水分發(fā)芽比較試驗(yàn)

2.4 不同溫度下發(fā)芽試驗(yàn)比較

本組試驗(yàn)使用新陳種子分別試驗(yàn)， 選取變量為不同溫度， 分別為 20℃、25℃、30℃恒溫及 20～30℃的變溫處理［依據(jù)《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 發(fā)芽試驗(yàn)中玉米種子適宜的四個(gè)溫度選擇》（GB/T 3543.4-1995）］，其他條件均為試驗(yàn)要求的標(biāo)準(zhǔn)條件。

不正常幼苗主要為初生根殘缺、種子根缺失、整株幼苗黃化、整株幼苗畸形。

從表6、表7 可以看出，溫度屬于人工氣候箱智能控制， 故選擇的4 個(gè)變量溫度都在農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的范圍以內(nèi)，就試驗(yàn)數(shù)據(jù)來看，適宜溫度范圍內(nèi)溫度對(duì)整體試驗(yàn)中不正常幼苗發(fā)生的影響不明顯，但在試驗(yàn)發(fā)芽幼苗的計(jì)數(shù)中發(fā)現(xiàn)20～30℃變溫中新陳種子的發(fā)芽勢及幼苗的整齊程度最好，30℃變量試驗(yàn)中種子發(fā)芽、生長最為迅速，也最早達(dá)到待檢狀態(tài)，但幼苗整體呈現(xiàn)纖細(xì)、發(fā)黃的情況，陳舊種子組中30℃變量部分幼苗由于生長過快出現(xiàn)整株幼苗畸形的不正常幼苗。 推測在發(fā)芽溫度適宜區(qū)中較高溫度對(duì)不正常幼苗有催化作用， 使得不正常幼苗顯得較為高大一些，增加區(qū)分難度，但依然無法生長成為一顆完整植株。

表6 新鮮種子不同溫度發(fā)芽比較試驗(yàn)

表7 陳舊種子不同溫度發(fā)芽比較試驗(yàn)

2.5 種子使用包衣劑發(fā)芽試驗(yàn)比較

本組試驗(yàn)使用新陳種子分別試驗(yàn)， 選取變量為是否使用種子包衣劑，方法為使用HY-4 調(diào)速多用震蕩器，加水震蕩去除新陳種子上的包衣劑，水不能完全覆蓋過玉米種子，避免種子死亡，但試驗(yàn)中去除包衣劑的種子優(yōu)先被水浸泡過， 在一定程度上可能會(huì)減少玉米種子的發(fā)芽時(shí)間， 對(duì)是否影響不正常幼苗的發(fā)生未做證實(shí)。

不正常幼苗主要為初生根殘缺、種子根缺失、子葉畸形等。

從表7、表8 可以看出，去除包衣劑與否對(duì)玉米種子發(fā)芽數(shù)、不正常幼苗數(shù)發(fā)生并未造成影響，筆者推測是因?yàn)樵囼?yàn)用的沙土經(jīng)過嚴(yán)格消毒， 不攜帶真菌， 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)試驗(yàn)周期較短且與外界隔絕避免蟲害的產(chǎn)生， 而包衣劑中含有的激素和少量肥料在種子發(fā)芽條件都適宜的情況下， 并不能對(duì)發(fā)芽起到?jīng)Q定性的作用， 所以在室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)中種子包衣劑對(duì)整個(gè)試驗(yàn)無明顯影響， 推測在抗逆性較強(qiáng)的田間種植中，種子包衣劑才能發(fā)揮作用。

表8 新鮮種子包衣劑使用發(fā)芽試驗(yàn)

表9 陳舊種子包衣劑使用發(fā)芽試驗(yàn)

3 結(jié)論

不正常幼苗通常也長出了幼苗的一部分甚至大部分，但是幼苗本身存在缺陷，在成長為一棵完整植株之前就會(huì)死亡。 鑒別中通常對(duì)照不正常幼苗圖鑒及對(duì)照種子檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行， 是種子室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

在光照組試驗(yàn)中可以發(fā)現(xiàn)， 在玉米種子發(fā)芽試驗(yàn)中沒有得到光照的只能得到整株白色的植株，如果按照不正常幼苗的鑒定標(biāo)準(zhǔn)， 就全部都可以算作白化的不正常幼苗， 但只要得到一定的光照通常就可以得到真實(shí)可靠的結(jié)果， 對(duì)不正常幼苗發(fā)生影響不大。

在不同沙床水分組中可以發(fā)現(xiàn)，在種子發(fā)芽試驗(yàn)中， 種子對(duì)沙床水分的敏感度極高，3 種沙床水分在非檢驗(yàn)專業(yè)人員看來幾乎沒有區(qū)別， 但在實(shí)際操作中，水分過多或者水分不足都會(huì)明顯導(dǎo)致不正常幼苗的發(fā)生， 特別對(duì)于生活力和抗逆性較差的陳舊種子，影響更為巨大。 同理可以推測出，在田間玉米種植中，播種后經(jīng)過水淹或者干旱的田地，種子發(fā)芽率會(huì)大幅下降。

在不同溫度分組中可以發(fā)現(xiàn)， 只要溫度在種子檢驗(yàn)規(guī)程中規(guī)定的范圍內(nèi)， 溫度對(duì)玉米種子不正常幼苗的發(fā)生幾乎是沒有影響的。 但溫度較高時(shí)，種子發(fā)芽生長迅速， 容易頂?shù)桨l(fā)芽盒盒蓋致使頂端發(fā)生霉壞，以及幼苗纖細(xì)容易扭曲，這會(huì)增加判斷不正常幼苗的難度，從而影響整體結(jié)果的準(zhǔn)確性。

在種子包衣劑發(fā)芽分組中可以發(fā)現(xiàn)， 在室內(nèi)玉米種子發(fā)芽試驗(yàn)中，如果保證發(fā)芽床清潔，種子是否包衣對(duì)種子發(fā)芽率及不正常幼苗發(fā)生沒有影響。

通過整個(gè)試驗(yàn)，在玉米種子室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)中，影響玉米種子不正常幼苗發(fā)生的原因是由多個(gè)方面造成的，主要受玉米種子新陳程度、沙床水分影響，過高的檢驗(yàn)溫度在加快試驗(yàn)完成速度的同時(shí)， 會(huì)對(duì)不正常幼苗的鑒定產(chǎn)生不利的影響。 在實(shí)際檢驗(yàn)工作和種植中，玉米種子經(jīng)過長時(shí)間的放置，特別在貯存技術(shù)或倉儲(chǔ)條件不佳的情況下， 生活力與抗逆性發(fā)生大幅度下滑, 并且可能出現(xiàn)自身感染攜帶真菌、病毒、蟲卵的情況，對(duì)比種子的影響比實(shí)驗(yàn)室內(nèi)老化處理后的玉米種子更為嚴(yán)重。 種子檢驗(yàn)部門及種子企業(yè)的檢驗(yàn)人員， 在對(duì)玉米種子進(jìn)行室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)選用消毒無菌的沙床， 控制好沙床水分， 使用25℃或20～30℃變溫進(jìn)行檢驗(yàn)，這樣才能減少由人為因素引起的不正常幼苗產(chǎn)生， 使得室內(nèi)發(fā)芽率檢驗(yàn)結(jié)果更加接近于種子批的真實(shí)值。