果穗不同烘干溫度對(duì)玉米雜交種隆平206種子活力的影響

徐海青, 謝全剛, 田盛基, 余 海, 韓建龍, 王 進(jìn)

(1.甘肅隆平高科種業(yè)有限公司， 甘肅 張掖 734000;2.河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生態(tài)工程學(xué)院， 甘肅 張掖 734000)

果穗干燥是玉米種子加工的基本環(huán)節(jié)，目的是為了減少種子內(nèi)部水分，降低種子新陳代謝，提高種子貯藏性能，保存種子生命活力[1-4]。烘干機(jī)干燥可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)，操作簡(jiǎn)單省力，生產(chǎn)效率高[5-10]。種子是有生命的載體，對(duì)溫度的變化特別敏感，在干燥過程中必須采用低溫干燥、精確控溫，使種子受熱均勻、安全高效、節(jié)能和環(huán)保。干燥溫度過高降低種子發(fā)芽率，使種子本身產(chǎn)生應(yīng)力裂紋，增加種子的爆腰率和破碎率[10-14]。

隆平206 是安徽隆平高科種業(yè)有限公司選育的中熟、高產(chǎn)、適應(yīng)性廣的雜交玉米品種，2007 年通過安徽省農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定，審定編號(hào)：皖品審07050572 。2009—2011年先后通過河南、山東、河北(豫引玉2009010、魯農(nóng)審2011008號(hào)、冀審玉2011025 號(hào)) 等省引(審)[15]，適合種植區(qū)域?yàn)辄S淮海地區(qū)[16]，目前是甘肅隆平高科種業(yè)有限公司的主推品種。本研究以隆平206鮮果穗為材料，在不同溫度下進(jìn)行烘干處理，比較種子活力變化，以確定該品種最佳果穗烘干溫度。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試品種隆平206采集于隆平高科張掖市甘州區(qū)玉米制種基地。該地位于東經(jīng)100°40′64″，北緯38°84′37.33″，海拔高度1 533 m。該區(qū)土壤類型為灰灌漠土，肥力高，植株生長(zhǎng)健壯，葉色暗綠，花期相遇良好，在 2015年10月2日收獲果穗，剝?nèi)グ~，鮮果穗水分為36.38%，在烘箱內(nèi)以35 ℃、37 ℃、39 ℃、41 ℃、43 ℃、45 ℃烘至含水量下降速率為2%以下，取出果穗脫粒，清選精選后備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1不同烘干溫度下果穗脫水速率測(cè)定

在35 ℃、37 ℃、39 ℃、41 ℃、43 ℃、45 ℃的烘箱內(nèi)分別放入剝?nèi)グ~的鮮果穗20穗(稱重)，烘至含水量下降至12%以下，確定不同溫度下果穗脫水速率[17]。

1.2.2不同烘干溫度對(duì)隆平206種子細(xì)胞膜的影響

采用電導(dǎo)法測(cè)定玉米種子細(xì)胞膜受損程度。取各溫度處理的凈玉米種子50粒精確稱重，2次重復(fù)，取直徑80 mm左右的燒杯3個(gè)，用熱水或去離子水洗凈，將種子放入燒杯中，加入250 mL去離子水，重復(fù)2次，另一燒杯中加入去離子水做對(duì)照。燒杯用薄膜蓋好，于20 ℃黑暗條件下放置24 h，然后用電導(dǎo)儀測(cè)定浸泡液和對(duì)照的電導(dǎo)率[18]。

單位重量電導(dǎo)率[μS·(cm2·g)-1]=[(重復(fù)1的電導(dǎo)-對(duì)照電導(dǎo))/重復(fù)1重量+(重復(fù)2的電導(dǎo)-對(duì)照電導(dǎo))/重復(fù)2重量]÷2。

1.2.3不同烘干溫度對(duì)隆平206種子活力的影響

取各溫度處理的凈玉米種子400粒，每重復(fù)100粒，4次重復(fù)，播種于沙盒內(nèi)，覆沙2 cm于25 ℃光照條件下培養(yǎng)7 d,計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)[18-19]。

1.2.4不同烘干溫度對(duì)隆平206種子耐儲(chǔ)性的影響

采用人工老化法，測(cè)定玉米種子耐儲(chǔ)性。取各處理的凈玉米種子各250粒，在45 ℃、RH 100%條件下處理72 h，然后在1 h內(nèi)做標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)，每重復(fù)50粒，共4次重復(fù)，計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)[18-19]。

1.2.5不同烘干溫度對(duì)隆平206種子抗低溫活力的影響

抗低溫活力測(cè)定采用低溫發(fā)芽盒法。取各溫度處理的凈玉米種子400粒，每重復(fù)100粒，4次重復(fù)，播種于沙盒內(nèi)，覆沙2 cm于10 ℃低溫黑暗條件下處理7 d,然后轉(zhuǎn)入25 ℃條件下(12 h光/12 h暗)培養(yǎng)7 d，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)[18-19]。

1.2.6不同烘干溫度對(duì)隆平206種子抗復(fù)合逆境活力的影響

復(fù)合逆境活力測(cè)定采用低溫冷浸法。取各溫度處理的凈玉米種子400粒，每重復(fù)100粒，4次重復(fù)，用紗布松松包好，掛上標(biāo)簽，在6 ℃低溫水中浸泡處理3 d,然后取出種子按標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)法測(cè)定種子活力，計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等指標(biāo)[18-19]。

1.2.7統(tǒng)計(jì)分析

利用Microsoft Excel 2003軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，用SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以單因素方差分析(One-way ANOVAs)和Duncan新復(fù)極差法在0.05和0.01概率水平確定各平均值間的差異顯著性，分析結(jié)果以“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同烘干溫度下隆平206果穗脫水速率差異

由圖1可見，隨烘干溫度的升高，脫水速率加快，在41～45 ℃的烘干溫度下，隆平206種子72 h水分降至12%左右；37～39 ℃的烘干溫度下，隆平206種子96 h水分降至12%左右；35 ℃下，隆平206種子118 h水分降至12%左右。

圖1 不同烘干溫度下隆平206果穗脫水情況

2.2 不同烘干溫度下隆平206種子細(xì)胞膜完整性差異

由表1可見，45 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷極顯著高于43 ℃的種子(p<0.01)，43 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷極顯著高于35～41 ℃烘干的種子(p<0.01),37～41 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷程度差異不顯著(p>0.05)，35 ℃烘干的種子細(xì)胞膜完整性顯著好于37～41 ℃烘干的種子(p<0.05)。

表1 不同烘干溫度下隆平206的種子細(xì)胞膜完整性比較

2.3 不同烘干溫度對(duì)隆平206 種子活力的影響

由表2可見，在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽條件下， 35～45 ℃條件下烘干的種子，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)高達(dá)97%和99%以上，在45 ℃條件下烘干的種子發(fā)芽指數(shù)顯著降低(p<0.01)；從活力指數(shù)來看，35～41 ℃條件下，活力指數(shù)隨溫度的升高而升高， 41～45 ℃條件下，活力指數(shù)隨溫度升高而降低，43～45 ℃ 條件下，活力指數(shù)顯著低于41 ℃烘干的玉米種子活力指數(shù)(p<0.01)。

表2 不同烘干溫度下隆平206的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)發(fā)芽情況比較

由表3可見，在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下，5苗鮮重和根冠比差異不顯著，35～41 ℃條件下，5苗鮮重和壯苗指數(shù)隨烘干溫度的升高而升高， 41～45 ℃條件下， 5苗鮮重和壯苗指數(shù)隨烘干溫度的升高而降低。綜合表2、表3，隆平206種子在適宜播種條件下，保持活力最適宜的烘干溫度為35～41 ℃。

表3 不同烘干溫度對(duì)隆平206幼苗生長(zhǎng)的影響

2.4 隆平206種子在不同烘干溫度下的老化試驗(yàn)活力比較

由表4可見，在人工老化條件下，隆平206發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)變化差異不顯著，與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比無(wú)變化，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)在不同溫度間差異不顯著，但與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比，極顯著降低。在35～41 ℃條件下烘干的種子，老化后種子活力指數(shù)隨溫度升高而升高，41～45 ℃條件下烘干的種子，老化后種子活力指數(shù)隨溫度升高而降低。

表4 不同烘干溫度下隆平206的人工老化試驗(yàn)發(fā)芽情況比較

由表5可見，在老化處理下， 35～41 ℃條件處理的種子 5苗鮮重、5苗干重變化差異不顯著，43～45 ℃處理的種子鮮重和干重降低，隨烘干溫度的升高，根冠比降低，但根冠比比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下顯著提高，說明老化對(duì)種子芽的損傷比根損傷大。幼苗壯苗指數(shù)在43～45 ℃處理下極顯著降低。綜合表4和表5認(rèn)為，對(duì)一年繁種多年使用的玉米種子，建議在35～41 ℃之間烘干，以保持種子較好的活力。

表5 不同烘干溫度下隆平206人工老化實(shí)驗(yàn)條件下幼苗比較

2.5 不同烘干溫度下隆平206種子的低溫試驗(yàn)活力比較

由表6可見，低溫處理?xiàng)l件下，45 ℃烘干的種子，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率極顯著降低，發(fā)芽指數(shù)在各處理間差異不顯著；43～45 ℃烘干的種子活力指數(shù)顯著降低，與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比，在低溫處理下，各處理活力指數(shù)極顯著提高。結(jié)合表2可見，隆平206種子有很好耐低溫發(fā)芽的能力，低溫處理對(duì)種子萌發(fā)有很好的引發(fā)效果。

表6 不同烘干溫度下隆平206的低溫發(fā)芽試驗(yàn)發(fā)芽情況比較

由表7可見，低溫處理?xiàng)l件下， 37～39 ℃條件處理的種子， 5苗鮮重極顯著高于35 ℃和41～45 ℃的苗鮮重，37～39 ℃條件處理的種子，幼苗干重差異不顯著，35 ℃和41～45 ℃的苗干重差異不顯著，但極顯著低于37 ℃幼苗干重。隨烘干溫度的升高，根冠比呈下降趨勢(shì)，35～37 ℃、37～39 ℃、39～45 ℃各溫度段根冠比差異不顯著，但根冠比比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下顯著降低，說明低溫對(duì)種子根的損傷比芽損傷大。苗壯苗指數(shù)在41～45 ℃處理下極顯著降低。綜合表6、表7，在春季冷涼地區(qū)種植的隆平206種子，建議溫度在37～39 ℃之間烘干，以保持幼苗健壯生長(zhǎng)。

表7 不同烘干溫度下隆平206的低溫發(fā)芽試驗(yàn)幼苗生長(zhǎng)情況比較

2.6 不同烘干溫度對(duì)隆平206種子抗復(fù)合逆境活力的影響

由表8可見，在冷浸處理下，隨烘干溫度的上升，種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率降低，35～39 ℃條件下烘干的種子，發(fā)芽率極顯著高于41～45 ℃烘干的種子， 35～37 ℃條件下烘干的種子，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)高于 39～45 ℃烘干的種子。在冷浸條件下播種，建議采用35～37 ℃烘干條件，以提高種子萌發(fā)時(shí)抗冷浸能力。

表8 不同烘干溫度下隆平206的冷浸試驗(yàn)發(fā)芽情況比較

由表9可見， 37～39 ℃烘干的種子幼苗鮮重和干重顯著高于其他溫度下的鮮重和干重，37～41 ℃下幼苗根冠比高于其他溫度下的根冠比。結(jié)合表8和表9，在冷浸試驗(yàn)條件下，保持種子活力和幼苗生長(zhǎng)量最適宜的烘干溫度為37 ℃。

表9 不同烘干溫度下隆平206冷浸發(fā)芽實(shí)驗(yàn)條件下幼苗比較

3 結(jié)論與討論

隨烘干溫度的升高，種子脫水速率加快。在41～45 ℃的烘干溫度下，隆平206種子72 h水分降至12%左右，37～39 ℃的烘干溫度下，96 h水分降至12%左右，35 ℃下，種子118 h水分降至12%左右。

45 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷極顯著高于43 ℃的種子(p<0.01)，43 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷極顯著高于35～41 ℃烘干的種子(p<0.01),37～41 ℃烘干的種子細(xì)胞膜損傷程度差異不顯著(p>0.05)，35 ℃烘干的種子細(xì)胞膜完整性顯著好于37～41 ℃烘干的種子(p<0.05)。

在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽條件下， 35～45 ℃條件下烘干的隆平206種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)高達(dá)97%和99%以上，在45 ℃條件下烘干的隆平206玉米種子發(fā)芽指數(shù)顯著降低(p<0.01)；從活力指數(shù)來看，35～41 ℃條件下，活力指數(shù)隨溫度的升高而升高， 41～45 ℃條件下，活力指數(shù)隨溫度升高而降低，43～45 ℃ 條件下，活力指數(shù)顯著降低于41 ℃烘干的玉米種子活力指數(shù)(p<0.01)。

在標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下，5苗鮮重和根冠比差異不顯著，35～41 ℃條件下，5苗鮮重和壯苗指數(shù)隨烘干溫度的升高而升高， 41～45 ℃條件下， 5苗鮮重和壯苗指數(shù)隨烘干溫度的升高而降低。綜合表2和表3，隆平206種子在適宜播種條件下，保持活力最適宜的烘干溫度為35～41 ℃。

在人工老化條件下，隆平206種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)變化差異不顯著，與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比無(wú)變化，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)在不同溫度間差異不顯著，但與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比，極顯著降低。在35～41 ℃條件下烘干的種子，老化后種子活力指數(shù)隨溫度升高而升高，41～45 ℃條件下烘干的種子，老化后種子活力指數(shù)隨溫度升高而降低。

在老化處理下， 35～41 ℃條件處理的種子 5苗鮮重、5苗干重變化差異不顯著，43～45 ℃處理的種子鮮重和干重降低，隨烘干溫度的升高，根冠比降低，但根冠比比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下顯著提高，說明老化對(duì)種子芽的損傷比根損傷大。幼苗壯苗指數(shù)在43～45 ℃處理下極顯著降低。綜合表4和表5，對(duì)一年繁種多年使用的玉米種子，建議溫度在35～41 ℃之間烘干，以保持種子好的發(fā)芽活力。

低溫處理?xiàng)l件下，45 ℃烘干的種子，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率極顯著降低，發(fā)芽指數(shù)在各處理間差異不顯著，在43～45 ℃烘干的種子活力指數(shù)顯著降低，與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)相比，在低溫處理下，各處理活力指數(shù)極顯著提高。結(jié)合表2可見，隆平206種子有很好耐低溫發(fā)芽能力，低溫處理對(duì)種子萌發(fā)有很好的引發(fā)效果。

低溫處理?xiàng)l件下， 37～39 ℃條件處理的種子， 5苗鮮重極顯著高于35 ℃和41～45 ℃的苗鮮重，37～39 ℃條件處理的種子，幼苗干重差異不顯著，35 ℃和41～45 ℃的苗干重差異不顯著，但極顯著低于37 ℃幼苗干重。隨烘干溫度的升高，根冠比呈下降趨勢(shì)，35～37 ℃條件處理的種子根冠比差異不顯著，37～39 ℃條件處理的種子差異不顯著，39～45 ℃條件處理的種子差異不顯著。但根冠比比標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)條件下顯著降低，說明低溫對(duì)種子根的損傷比芽損傷大。壯苗指數(shù)在41～45 ℃處理下極顯著降低。綜合表6、表7，在春季冷涼地區(qū)種植的隆平206種子，建議在37～39 ℃間烘干，以保持幼苗健壯生長(zhǎng)。

在冷浸處理下，隨烘干溫度的上升，種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率降低，35～39 ℃條件下烘干的種子，發(fā)芽率極顯著高于41～45 ℃烘干的種子， 35～37 ℃條件下烘干的種子，發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)高于 39～45 ℃烘干的種子，在冷浸條件下播種，建議采用35～37 ℃烘干條件，以提高種子萌發(fā)時(shí)抗冷浸能力。

37～39 ℃烘干的種子幼苗鮮重和干重顯著高于其他溫度下的鮮重和干重，37～41 ℃下幼苗根冠比高于其他溫度下的根冠比。結(jié)合表8和表9認(rèn)為，在冷浸試驗(yàn)條件下，保持種子活力和幼苗生長(zhǎng)量最適宜的烘干溫度為37 ℃。