收獲時(shí)期和烘干溫度對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響

宋金麗， 宋連啟， 王明磊， 劉 榜， 郜書范， 高金靈， 余 洪， 劉青培

(1.北京聯(lián)創(chuàng)種業(yè)有限公司， 北京 100081； 2.河南省種子站， 鄭州 450000)

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，玉米在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有舉足輕重的地位，種子質(zhì)量直接影響我國種子企業(yè)的效益與農(nóng)民的收入[1-3]，關(guān)系著國計(jì)民生、社會(huì)發(fā)展和國家糧食安全。近年來，玉米制種面積不斷擴(kuò)大，在種子生產(chǎn)過程中一些不安全的環(huán)境因素不僅不利于種子產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，而且制約著制種基地的建設(shè)。玉米種子在生產(chǎn)收獲過程中，常常存在種子水分控制不到位的問題，影響玉米種子的安全貯藏。在玉米收獲期，常有寒潮和凍害發(fā)生，嚴(yán)重影響玉米的種子質(zhì)量。玉米收獲后籽粒發(fā)生凍害的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，造成了不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。Vertucci 等[4]提出，種子含水量不是越低越好，只有處于某一適宜的含水量范圍時(shí)，種子壽命才能得到最大程度的延長(zhǎng)。種子水分含量與種子收獲的最佳時(shí)間、人工干燥的合理性、機(jī)械損傷和種子重量有密切的關(guān)系[5]。因此，在玉米成熟收獲期，及時(shí)收獲，嚴(yán)格控制種子的水分，保證種子的安全貯藏，對(duì)玉米種子產(chǎn)業(yè)有積極的作用。

迄今，種子成熟度對(duì)種子發(fā)芽率等的影響研究多集中在花生、煙草、大豆、小麥[6-9]等作物上，收獲時(shí)期對(duì)水稻、大豆等種子生產(chǎn)的影響已有報(bào)道[10-11]，對(duì)大田生產(chǎn)玉米產(chǎn)量的影響前人已有研究[12]，但收獲時(shí)期對(duì)玉米種子質(zhì)量的影響還未見報(bào)道。種子的烘干溫度對(duì)種子生活力和生理生化特性的影響已有報(bào)道[13]，但種子烘干處理和不同收獲時(shí)期對(duì)種子質(zhì)量的影響研究報(bào)道甚少。目前，對(duì)于種子的成熟度與不同烘干溫度對(duì)玉米種子質(zhì)量及田間表現(xiàn)的影響報(bào)道很少。在不影響

玉米制種產(chǎn)量及質(zhì)量的前提下，適時(shí)早收，可以避免霜凍等災(zāi)害，并在適宜的烘干溫度下對(duì)果穗進(jìn)行烘干，促進(jìn)種子提早達(dá)到安全水分，提高種子的發(fā)芽率。因此，本試驗(yàn)研究不同收獲時(shí)期和不同烘干溫度處理后對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響，以探尋玉米種子的適時(shí)收獲最佳時(shí)期，以及玉米種子加工烘干的最適宜溫度。

1 材料與方法

1.1 供試材料及處理

本試驗(yàn)選用的品種分別為聯(lián)創(chuàng)808和中科11號(hào)。取樣地點(diǎn)為甘肅省張掖市，取樣時(shí)間是2014年9月。兩個(gè)品種按其生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期，聯(lián)創(chuàng)808在4個(gè)時(shí)期進(jìn)行取樣，中科11號(hào)在3個(gè)時(shí)期進(jìn)行取樣，各時(shí)期依照標(biāo)準(zhǔn)各取帶苞葉樣品穗50穗(表1)。

表1 取樣時(shí)期的標(biāo)準(zhǔn)

1.2 試驗(yàn)方法

每個(gè)品種的果穗分成6組，每組3穗，兩次重復(fù)，以自然晾曬為對(duì)照。其中5組果穗分別在36 ℃、38 ℃、42 ℃、43 ℃、45 ℃烘箱進(jìn)行烘干24 h后，再放在43 ℃的烘箱中烘干至種子水分含量達(dá)12.5%時(shí)停止。每組預(yù)留1穗按試驗(yàn)設(shè)置的溫度隨烘干箱進(jìn)行烘干，用于估測(cè)樣品烘干的水分進(jìn)度以及統(tǒng)計(jì)不同收獲時(shí)期的籽粒水分含量。經(jīng)處理后的果穗進(jìn)行手工脫粒，充分混合均勻后取凈種子按照農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程GB/T 3543.4—1995的要求檢測(cè)室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。第一重復(fù)在2014年11月檢測(cè)室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，第二重復(fù)在2015年11月檢測(cè)室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，期間種子放在種質(zhì)資源庫保存。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel軟件和SPSS Statistics 20統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同收獲時(shí)期的籽粒水分變化

由圖1和圖2可以看出，隨著種子的不斷成熟，籽粒的含水量呈明顯的下降趨勢(shì)，不同品種的下降趨勢(shì)略有不同。收獲從P時(shí)期到S 時(shí)期，聯(lián)創(chuàng)808籽粒含水量從48.1%下降到31.2%，從Q時(shí)期到S時(shí)期，中科11號(hào)籽粒含水量從45.7%下降到38.8%。

圖1 不同取樣時(shí)期聯(lián)創(chuàng)808的籽粒水分變化

圖2 不同取樣時(shí)期中科11號(hào)的籽粒水分變化

2.2 收獲時(shí)期和烘干溫度對(duì)玉米種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響

由表2可知，聯(lián)創(chuàng)808和中科11號(hào)不同取樣時(shí)期種子室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)差異不顯著。聯(lián)創(chuàng)808、中科11號(hào)不同烘干溫度種子室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)差異不顯著，不同烘干溫度與不同取樣時(shí)期的互作效應(yīng)差異也不顯著。

表2 不同取樣時(shí)期和不同烘干溫度種子室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)的方差分析

方差分析結(jié)果(表3)顯示，聯(lián)創(chuàng)808不同取樣時(shí)期種子室內(nèi)發(fā)芽率差異不顯著，中科11號(hào)不同取樣時(shí)期種子室內(nèi)發(fā)芽率差異不顯著。聯(lián)創(chuàng)808、中科11號(hào)不同烘干溫度種子室內(nèi)發(fā)芽率差異不顯著，不同烘干溫度與不同取樣時(shí)期的互作效應(yīng)差異也不顯著。

表3 不同取樣時(shí)期和不同烘干溫度種子室內(nèi)發(fā)芽率的方差分析

3 小結(jié)與討論

3.1 收獲時(shí)期(取樣時(shí)期)對(duì)玉米種子籽粒含水量和發(fā)芽的影響

玉米種子在授粉后進(jìn)入籽粒生長(zhǎng)的乳熟期，果穗中部籽粒干重迅速增加并基本建成，在乳熟中期，玉米胚根、胚芽、胚軸都已經(jīng)分化完成，種子已具有較強(qiáng)的生活力，此時(shí)種子含水量較高，籽粒的重量會(huì)較成熟期低，但種子生理已完全成熟，可以正常發(fā)芽。隨著種子生長(zhǎng)的不斷成熟，籽粒的含水量均呈下降趨勢(shì)，但下降的速率不同。Rossman等[14]研究認(rèn)為，影響玉米種子活力的因素包括溫度、低溫持續(xù)期、種子含水量、品種、有無苞葉、種子的生理成熟度等。種子的成熟包括形態(tài)上的成熟和生理上的成熟，玉米種子成熟度是決定其受低溫凍害程度的首要因素，成熟度越低，種子越容易受凍害。在本試驗(yàn)條件下，收獲期對(duì)種子室內(nèi)發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率的影響均未達(dá)顯著水平。因此，本試驗(yàn)所設(shè)置的收獲時(shí)期均為適宜收獲期，對(duì)于制種企業(yè)來說，及早收獲可以避免種子水分過高，晾曬降水慢而受低溫天氣的影響，如果由于其他因素導(dǎo)致玉米成熟較差，可以提早收獲晾曬，并不影響玉米種子的正常發(fā)芽。

3.2 烘干溫度對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響

不同的品種在不同的烘干溫度下，烘干表現(xiàn)有所差異，過高的烘干溫度會(huì)使玉米種子內(nèi)相關(guān)酶、蛋白質(zhì)變性失活，影響玉米種子的發(fā)芽率。烘干溫度設(shè)定一般不超過43 ℃，烘干溫度過高，會(huì)降低玉米種子的發(fā)芽率。某些玉米品種烘干溫度在40 ℃條件下比在43 ℃條件下發(fā)芽率較高。種子發(fā)芽勢(shì)是種子發(fā)芽初期正常發(fā)芽種子數(shù)占供試種子數(shù)的百分率，發(fā)芽勢(shì)高，則表示種子的活力強(qiáng)發(fā)芽整齊，出苗一致，增產(chǎn)潛力大[15]。發(fā)芽率是種子在發(fā)芽試驗(yàn)?zāi)┢谌空０l(fā)芽種子數(shù)占供試種子數(shù)的百分率。種子發(fā)芽率高，則表示有生活力的種子多，播種后出苗多[16]。前人在玉米[17-18]、水稻[19]、小麥[20]、蔬菜[21]、及大豆[22]種子相關(guān)研究中指出，越接近于自然干燥溫度(35～40 ℃)干燥條件下的樣品，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率與對(duì)照的差異愈小，而在更高溫度的干燥條件下其活力受到一定程度的影響。本試驗(yàn)設(shè)置的烘干溫度是果穗分別在36 ℃、38 ℃、42 ℃、43 ℃、45 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干24 h后，在43 ℃條件下烘干至所需水分和晾曬果穗至所需水分。試驗(yàn)表明，在本試驗(yàn)條件下，不同的烘干處理溫度不會(huì)影響種子的室內(nèi)發(fā)芽率。