含水量和劣變時(shí)間對高丹草種子活力及幼苗生長的影響

閆慧芳 ，孫娟 ，2*

（1. 青島農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，草地農(nóng)牧業(yè)研究中心，山東青島266109；2. 東營青農(nóng)大鹽堿地高效農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院，山東東營257300）

種子活力作為評價(jià)種子質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)，通常在其生理成熟期達(dá)到最高峰［1］。貯藏過程中，種子劣變導(dǎo)致其活力水平不可逆下降，進(jìn)而造成萌發(fā)滯緩，幼苗生長和植株發(fā)育受阻，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失［2］。種子活力水平由自身遺傳特性及外部環(huán)境條件共同決定［3］。McDonald［4］提出，種子含水量（moisture content，MC）和環(huán)境溫度是影響貯藏過程種子活力保持的重要因素，較高溫度和相對濕度促進(jìn)種子活力損失。楊晗等［5］研究貯藏溫度和含水量對扁穗冰草（Agropyron cristatum）種子質(zhì)量的影響發(fā)現(xiàn)，含水量對種子造成的劣變作用遠(yuǎn)大于溫度。Lehner 等［6］在小麥（Triticum aestivum）種子劣變生理研究中也報(bào)道，對種子內(nèi)部氧化代謝等反應(yīng)及種子壽命影響最關(guān)鍵的因子是含水量。貯藏的高含水量正常性種子（而非頑拗性種子），其呼吸和代謝活性迅速增加，儲藏物質(zhì)加速消耗，進(jìn)而導(dǎo)致種子發(fā)芽和活力潛力過早喪失［7］。長期貯藏禾谷類作物和牧草種子的安全含水量為6%～7%，臨 界 含 水 量 為 13%［8］。 燕 麥（Avena sativa）［9］、草 木 樨（Melilotus officinalis）［10］、老 芒 麥（Elymus sibiricus）［11］等多種植物中，均有關(guān)于含水量對種子活力影響的研究。

劣變（或貯藏）時(shí)間很大程度上也影響了種子壽命，是限制種子活力水平和發(fā)芽特性的重要因素［12］。陳泉竹等［9］在研究劣變時(shí)間對不同含水量燕麥種子活力影響中發(fā)現(xiàn)，45 ℃下隨劣變時(shí)間延長，10%和16%MC 種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均呈顯著下降趨勢。陳玲玲等［13］也報(bào)道，貯藏3 年的紫花苜蓿（Medicago sativa）種子活力下降，種用價(jià)值降低，不適宜在人工草地建植中使用。老芒麥種子隨老化時(shí)間或貯藏年限延長，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)也呈下降趨勢［14-15］。類似研究在狗尾草（Setaria viridis）［16］、羊草（Leymus chinensis）［17］等種子中均有報(bào)道。長時(shí)間劣變處理（或貯藏）會導(dǎo)致種子老化，抗氧化酶活性降低，細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，進(jìn)而造成種子活力下降。

高丹草（Sorghum bicolor×Sorghum sudanense）是由飼用高粱（S. bicolor）和蘇丹草（S. sudanense）雜交育成的一年生禾本科暖季型C4作物，具有非常明顯的雜種優(yōu)勢，抗旱抗寒能力強(qiáng)、莖粗葉寬、產(chǎn)量高、營養(yǎng)價(jià)值高、適口性好等優(yōu)良特性，可作為多種畜禽的優(yōu)質(zhì)飼草來源，在畜牧業(yè)和漁業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中具有非常重要的作用［18-20］。此外，作為新型牧草品種，高丹草還具有一定生態(tài)保護(hù)價(jià)值，其耐貧瘠、耐鹽堿等優(yōu)良抗性在減少水土流失和減輕水資源壓力方面發(fā)揮優(yōu)勢，是環(huán)境修復(fù)和資源開發(fā)利用方面具有廣闊應(yīng)用前景的生態(tài)修復(fù)植物［21-22］。隨著草地畜牧業(yè)快速發(fā)展及牧草種植企業(yè)化生產(chǎn)，作為禾本科一年生高大飼草，高丹草優(yōu)質(zhì)種子需求量激增，其研究、開發(fā)和利用也越來越受人們關(guān)注。目前，關(guān)于高丹草的研究主要集中在優(yōu)良品種選育與創(chuàng)制［23-24］、栽培與管理［25-27］、營養(yǎng)價(jià)值與飼用價(jià)值開發(fā)利用［28-29］等方面。高丹草所具有的優(yōu)良特性均為雜種一代優(yōu)勢的表現(xiàn)，種子質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到其有效建植與生產(chǎn)利用，并影響畜牧業(yè)健康發(fā)展。高丹草種子劣變及其對種子活力影響的研究較少，王媛媛等［30］在老化時(shí)間和溫度對高丹草種子發(fā)芽率影響的研究中報(bào)道，老化時(shí)間是促進(jìn)種子老化的關(guān)鍵因素。然而，含水量對高丹草種子活力的影響尚不清楚。因此，本試驗(yàn)采用控制劣變方法，研究不同含水量和劣變時(shí)間處理后高丹草種子活力及幼苗生長變化，比較不同含水量種子活力及抗劣變能力差異，以期為高丹草種質(zhì)資源保存與利用、劣變生理與分子機(jī)制深入探索提供科學(xué)理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

1.1.1 試驗(yàn)材料 供試高丹草種子（品種“冀草2 號”）保存于青島農(nóng)業(yè)大學(xué)草學(xué)實(shí)驗(yàn)室，種子初始含水量為9.4%；外形呈扁圓形；千粒重11 g。發(fā)芽情況：正常種苗96%，不正常種苗2%，新鮮未發(fā)芽種子0，死種子2%。

1.1.2 種子含水量測定 試驗(yàn)于2019 年10 月-2020 年1 月在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)草學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。參照國際種子檢驗(yàn)協(xié)會種子檢驗(yàn)規(guī)程［31］進(jìn)行種子含水量測定。選取均勻潔凈高丹草種子放入樣品鋁盒內(nèi)，用電子天平（AR223CN，奧豪斯，美國）準(zhǔn)確稱重約4.5 g（精確到0.001 g），設(shè)置2 次重復(fù)。預(yù)先將電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9140A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司，中國）設(shè)置為130 ℃，開啟樣品鋁盒蓋后放入干燥箱內(nèi)烘2 h。到達(dá)規(guī)定時(shí)間后，蓋好樣品鋁盒蓋，放入干燥器內(nèi)冷卻30 min 后再次稱重，并按照公式計(jì)算種子初始含水量（MC0）。

MC0=［（M2-M3）/（M2-M1）］×100%，M1為樣品鋁盒和蓋重量（g），M2為樣品鋁盒+蓋+樣品烘前重量（g），M3為樣品鋁盒+蓋+樣品烘后重量（g）。

1.1.3 種子含水量調(diào)整 采用飽和鹽溶液平衡靜態(tài)稱重法進(jìn)行種子含水量調(diào)整。根據(jù)已測定的種子MC0和初始重量（initial weight，M0），按照以下公式計(jì)算種子所需調(diào)整含水量（MCr，10%、12%和16%）對應(yīng)的種子重量（required weight，Mr）。將潔凈的高丹草種子放入盛有NaBr 飽和溶液（平衡相對濕度57%）的密閉容器內(nèi)，25 ℃下平衡并持續(xù)稱量種子重量，待種子重量達(dá)到Mr時(shí)，立即將其裝入120 mm×170 mm 鋁箔袋內(nèi)，并用多功能真空封裝機(jī)密封，每袋25 g。

Mr=［（100-MC0）/（100-MCr）］×M0，Mr為所需調(diào)整含水量（MCr）對應(yīng)的種子重量（g）；M0為種子初始含水量（MC0）對應(yīng)的初始重量（g）。

1.1.4 控制劣變處理 將裝有調(diào)整好含水量（MCr，10%、12%和16%）高丹草種子的鋁箔袋，置于45 ℃電熱恒溫水箱（CU-600，上海一恒科學(xué)儀器有限公司，中國）內(nèi)進(jìn)行控制劣變處理，每隔4 d 取樣一次，即分別在劣變0（對照）、4、8、12、16、20、24 和 28 d 進(jìn)行取樣。種子取出后保存于-20 ℃冰箱，以備種子發(fā)芽及幼苗生長試驗(yàn)所用。

1.2 測定指標(biāo)與方法

1.2.1 種子發(fā)芽試驗(yàn) 參照國際種子檢驗(yàn)協(xié)會種子檢驗(yàn)規(guī)程［31］，選取均勻飽滿、大小一致的高丹草種子50粒，將其擺入盛有10 mL 蒸餾水潤濕3 層濾紙的有蓋培養(yǎng)皿（110 mm×110 mm）中；將培養(yǎng)皿置于光照培養(yǎng)箱（GXZ-380A 型，寧波江南儀器廠，中國）內(nèi)，在30 ℃光照8 h、20 ℃黑暗16 h 條件下進(jìn)行發(fā)芽培養(yǎng)。每個處理設(shè)置4 次重復(fù)。以正常種苗作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，每24 h 統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽情況，待第10 天發(fā)芽結(jié)束后，參照Abdul-Baki 等［32］的方法，計(jì)算種子發(fā)芽率（germination percentage，GP）、發(fā)芽指數(shù)（germination index，GI）和種子活力指數(shù)（vigor index，VI），以反映種子劣變后的活力水平變化。

式中：n為前10 d 全部正常種苗數(shù)；N為供試種子總數(shù)；Gt為第t天內(nèi)的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；WF為幼苗鮮重（g）。

1.2.2 幼苗生長狀況測定 按照1.2.1 中方法進(jìn)行高丹草種子發(fā)芽試驗(yàn)。待種子發(fā)芽第10 天結(jié)束后，用刻度尺測量全部正常種苗苗長（shoot length，SL）和根長（root length，RL），分別為從種胚到最長葉葉尖或最長根根尖的長度；用電子天平（AR223CN，奧豪斯，美國）稱量苗鮮重（shoot weight，SW）和根鮮重（root weight，RW）。參照 Abdul-Baki 等［32］的方法，計(jì)算幼苗活力指數(shù)（seedling vigor index，SVI），SVI=（ASL+ARL）×GP，ASL（average shoot length）為平均苗長（cm），ARL（average root length）為平均根長（cm）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Excel 2010 和SPSS 17.0 軟件分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯著性，采用單因素方差分析（ANOVA）檢驗(yàn)和Duncan 檢驗(yàn)比較不同處理平均值（P＜0.05），結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示。采用SigmaPlot 10.0 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 含水量和劣變時(shí)間對高丹草種子活力的影響

隨劣變時(shí)間延長，10%MC 高丹草種子GP 呈先升高后下降趨勢，并在劣變4 d 達(dá)最大值94%，且顯著（P＜0.05）高于其他各劣變時(shí)間處理；12%MC 種子GP 在劣變過程中則呈不斷下降趨勢，并在劣變4、8、12 和 16 d 之間差異顯著（P＜0.05）；16%MC 種子 GP也呈不斷下降趨勢，且劣變0、4 和8 d 之間差異顯著（P＜0.05）（圖 1A）。同時(shí)，10%MC 種子 GP 在劣變28 d 時(shí)仍為10%，而12%和16%MC 種子GP 分別在劣變16 和8 d 時(shí)降低為1%，可見，3 種含水量種子的抗劣變能力存在差異。此外，控制劣變4～12 d 時(shí)，不同含水量種子間GP 均差異顯著（P＜0.05）；其中，劣變8 d 時(shí)，各含水量種子GP 分別為83%、53%和1%，相比于對照（0 d），下降了2%、28%和88%；控制劣變16～28 d 時(shí)，10%MC 種子 GP 顯著（P＜0.05）高于12%和16%MC 種子，而12%和16%MC 種子間差異不顯著（P＞0.05）。

圖1 含水量和劣變時(shí)間對高丹草種子活力的影響Fig. 1 Effect of moisture content and deterioration time on seed vigor of S. bicolor×S. sudanense seeds

控制劣變過程中，10%MC 種子GI 呈先升高后下降趨勢，在劣變4 d 時(shí)達(dá)最大值，且顯著（P＜0.05）高于對照和劣變 12～28 d；12%MC 種子 GI 隨劣變時(shí)間延長則呈不斷下降趨勢，且劣變 4、8、12 和 16 d 之間差異顯著（P＜0.05）；16%MC 種子 GI 也呈不斷下降趨勢，并在劣變 0、4 和 8 d 之間差異顯著（P＜0.05）（圖1B）?？刂屏幼?、8 和12 d 時(shí)，不同含水量種子間GI均 差 異 顯 著（P＜0.05）；控 制 劣 變 16～28 d 時(shí) ，10%MC 種 子 GI 顯著（P＜0.05）高于 12% 和 16%MC，而 12% 和 16%MC 種 子 間 GI 差 異 不 顯 著（P≥0.05）。

隨劣變時(shí)間延長，10%MC 種子VI 呈先升高后下降趨勢，劣變4 d 時(shí)達(dá)最大值，且顯著（P＜0.05）高于其他劣變時(shí)間處理；12%MC 種子VI 在劣變過程中則呈不斷下降趨勢，且劣變0、4、8 和12 d 處理間差異顯著（P＜0.05）；16%MC 種子 VI 也呈下降趨勢，并在劣變 0、4 和 8 d 處理間差異顯著（P＜0.05）（圖 1C）?？刂屏幼?4 和 8 d時(shí)，不同含水量種子間 VI 均差異顯著（P＜0.05）；控制劣變 12～28 d 時(shí)，10%MC 種子 VI 顯著（P＜0.05）高于12%和16%MC，而12%和16%MC 間差異不顯著（P≥0.05）。

2.2 含水量和劣變時(shí)間對高丹草幼苗生長特性的影響

10%MC 高丹草種子劣變 4～20 d 時(shí)，幼苗 SL 均與對照（0 d）差異不顯著（P≥0.05）；劣變 24 和 28 d 后，幼苗SL 顯著（P＜0.05）低于對照和劣變 4 d 時(shí)的 SL；與對照相比，幼苗 SW 在劣變4 d 時(shí)變化不顯著（P≥0.05），但隨劣變時(shí)間延長，幼苗SW 呈下降趨勢，且各劣變時(shí)間之間差異顯著（P＜0.05）。然而，劣變時(shí)間對幼苗RL 影響不大，4～28 d 處理與對照間均差異不顯著（P≥0.05）；而對幼苗 RW 影響較大，相比于對照，4～28 d 處理均顯著（P＜0.05）降低幼苗RW，且各劣變時(shí)間處理間均差異顯著（P＜0.05）。SVI在劣變4～12 d 時(shí)均與對照差異不顯著（P≥0.05），而劣變時(shí)間延長至16～28 d 時(shí)顯著（P＜0.05）降低（表1）。

表Ta ab 8B 0C 0C ba 6F bb 0D 0C Aa bb 0C 0B 28 d .167±0.0.0.0.0.0 0..0.0 03±0±0±0±0±0 8±±0±0 5.00 0.00 0.21 0.00 0.00 0..700 0.00 0.ab ba 0C 8B bb Aa 0C bb 5E 0C 420C.0.0 10 0B.0 24 d±0.0.0 0D.0 0..0.0 5600±0±0 00±0±0±0 8±±0±0 4.0.0.52 0.00 0.00 0..500 0.00 0.4A 0C bb Ba 0C 0D ab 0D b Aa 0C bb 0C 0B.0.0.1.1 20 d .0±0.0 0.±0 55.0±0.0±0±0±0 080±±0 00±0 00 0.6.34 1.0.00 0.00 0..700 0.00 0.12 7A ab bb 10 0C Ba 0C 6C 0D b 0C Aa bb 0C 0B.0.1.0.0 16 d e .0±0±0 tion .0 0.±0.0±0.0 07±0±0 88 n tim ra 0072 00002±±0 00±0 0000 0.5.0.Deterioratio 1.0.0..4 eterio 110.0.B a 7A 5B fter d ab ab c 0C 9B 8C 0C Aa Ba 0B b.1 tents a 間.371.0.0.0 0.12 d±02.55±0±0±0.0.0變62±0±0 0±006±22±0 08280000劣6.6.0.2.時(shí)oisture con 0.0..0 12.8 100.ab Ba 9B 5B ab 9B c 2C Ab Aa 6B c 4C.0.8.011.1.0.035±0±0 8 d 0.±00.±0±0.7±0±1 709929 1202 846±7±ifferent m 0.6.6.1.1.0.76.8 1..4 1013 1A aa se seeds w 0B ba 7A ith d a bc 9A 7A 3B AB 9A Aa Aa 87.040.1.1.2 0.4 d±0.0 0.21±00..0±0±0 604389±0 en 54±0 0±139±884±7.5.2..1 2..7 0.7..7 an 11 1010變.sud 8A AB Aa aa aa 6A 2A的2A 9A aa Aa化a icolor×S 5A 25.1.0.1.119 0..0±0 0 d±00.±0 31±0.1±0長生.b 8±62狀46況28±0 52 0.4±69苗f S 5±7.7.64 7.2.2.2..8.0.3 11后wth o 1011變r(jià)o幼草丹f seedlin g g ten t（%）re con劣101216101216101216水種子含量es o istu高水ng Mo含ha t h量ab 4G 0C ba 0C 1F 0D bb 0C.0.0.0.4.0.0±0±0±0±0±0±0 5）17 0.00 0.00 0.50 2.00 0.00 0..ab ba bb 3F 0C 0C 9E 0D 0C .0.0.0.0.4.0.0＜0±0±0±0±0±0±0 43 0.00 0.00 0.47 4.00 0.00 0.tent（P ab 7E b Da 0C bb 0C 0D 670C oisture con.0.0.0 0..0.0±0±0±0 6±±0±0 0500 1.0.00 0.00.000 0.0.nificance in m b Ca bb ab 4D 0C 0C 410D 0C icate sig.0.0.0 0..0.0±0±0±0 4±±0 46±0 n ind 00000000 1.0.0..2 130.0.e colum a 4C bc 0C Ba bc 1C 0C 40.0.0.0 0..5.0±0±0±0 9±63±0 20±0 0049 0.6C 00 1.0..9 141.0.（P＜0 5）ercase letters in the sam a c 8D BC Bb bc顯ifferent low.0 5B 2C 881C 82.0.2.0 0.0..1著±0±0±0 7±8±±0 4781 1.0.0211 0..2 14.5 100.異間差wh ile d a aa 3B b Aa Ab 水6A 4B 2041之e，3B 含c量.0.0.0 0.0..3示ration tim表±0±0±0 3±9±±0 79677074 1.1.0..6 16.1 155.母eterio寫小同ab ab字5A AB Ab Aa 9A 不nificance in d 6A 24列4540.0.0.0 0.0.±00.，同±0 ab±0著2±7±4±977286顯dicate sig 1.1.1..6 15.0.8 15異in之間e row間 變劣差101216101216示。16表母字ital letters in the sam寫t 數(shù)eigh大or ble 1 C同ig指dex同gt eigh標(biāo)不不ifferent cap In 力t w lant-1）指（cm）gth重長oo lant-1）t len重活ling v行1 oo苗Sh 鮮Sh（g·p 長根Ro （cm）鮮ot w根Ro時(shí)10 ot len苗同苗（g·p幼Seed in dex：te：D注No

12%MC 高丹草幼苗 SL 和 SW 均隨劣變時(shí)間延長而呈下降趨勢，盡管劣變4 d 時(shí)均與對照差異不顯著（P≥0.05），但劣變8～28 d 顯著（P＜0.05）降低，且 SW 在劣變4、8、12 和 16 d 之間差異顯著（P＜0.05）。幼苗RL 對劣變時(shí)間響應(yīng)較晚，相比于對照 ，劣變 4～12 d 時(shí)均 無 顯著變化（P≥0.05）；隨劣變時(shí)間延長，幼苗RW 呈下降趨勢，除在劣變4 d 時(shí)與對照差異不顯著（P≥0.05）外，劣變 8～28 d 時(shí)均顯著（P＜0.05）降低，且在劣變 4、8 和 12 d 之間差異顯著（P＜0.05）。SVI 在劣變 0～28 d 的變化情況與SW 一致（表1）。

隨劣變時(shí)間延長，16%MC 高丹草SL、SW、RL、RW 和 SVI 均呈下降趨勢（表 1）。除 RL 外，劣變 4 d 時(shí) SL、SW、RW 和 SVI 均顯著（P＜0.05）低于對照；劣變 8 d 則顯著（P＜0.05）降低了SL、SW、RL、RW 和SVI，且與劣變4 d 之間差異顯著（P＜0.05）。

控制劣變 4、8 和 12 d 時(shí)，10% 和 12%MC 高丹草 SL 差異不顯著（P≥0.05），但均顯著（P＜0.05）高于16%MC；而不同含水量間的 SW 和 SVI 均差異顯著（P＜0.05）。就RL 而言，各含水量種子在劣變4 d 時(shí)差異不顯著（P≥0.05），而在劣變8 d 時(shí)差異顯著（P＜0.05）；劣變 12 d 時(shí)，盡管 10% 和12%MC 間差異不顯著（P≥0.05），但均顯著（P＜0.05）高于 16%MC。至于 RW，劣變 4 d 時(shí) 10% 和 12%MC 間差異不顯著（P≥0.05），但 均 顯 著（P＜0.05）高 于16%MC；劣變 8 和 12 d 時(shí)，各含水量間差異 顯著（P＜0.05）。此外，劣變 16～28 d 時(shí)，10%MC 幼苗 SL、SW、RL、RW 和 SVI 均顯著（P＜0.05）高于 12% 和16%MC，但12%和16%MC 間差異不顯著（P≥0.05，表1）。

2.3 含水量和劣變時(shí)間對高丹草種子活力及幼苗生長的雙因素方差分析

雙因素方差分析表明（表2），種子含水量、劣變時(shí)間及兩者互作對種子GP、GI、VI 和幼苗SL、SW、RL、RW、SVI 均具有極顯著（P＜0.01）影響，二者對高丹草種子劣變過程中活力水平及幼苗生長變化起關(guān)鍵作用。

表2 含水量和劣變時(shí)間對高丹草種子活力及幼苗生長特性影響的雙因素方差分析Table 2 Two-way variance analysis of moisture content and deterioration time on seed vigor and seedling growth characteristics of S.bicolor×S.sudanense

3 討論

種子活力反映種子質(zhì)量和綜合特性，決定了其在復(fù)雜田間環(huán)境下萌發(fā)、出苗及幼苗生長的能力［33］。種子壽命及抗劣變能力也是種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，受遺傳、生理保護(hù)和貯藏條件影響［34］。通常種子活力越高，其萌發(fā)及幼苗生長潛在活性水平越高，種子抗劣變能力也越明顯［35］。有關(guān)種子劣變生理研究報(bào)道，種子活力變化與含水量密切相關(guān)，長期貯藏應(yīng)保持在適宜范圍內(nèi)［36-38］，如水稻（Oryza sativa）種子含水量應(yīng)在12%～14%以下［39］。本試驗(yàn)中，不同含水量高丹草種子劣變后活力水平均呈整體下降趨勢，幼苗生長受到明顯抑制，但變化速率因含水量差異而不同。10%MC 種子GP、GI 和VI 均下降最慢，至劣變28 d 時(shí)仍分別保持有原水平的10.0%、14.1%和1.5%，而12%和16%MC 種子活力各項(xiàng)指標(biāo)均下降較快，分別在劣變12 和8 d 時(shí)已幾乎降為0（圖1），表明高丹草種子含水量越高，其活力越容易喪失，抗劣變能力也越差。這與對水稻［40］、紫花苜蓿［41］和香椿（Toona sinensis）［42］種子的研究結(jié)果相一致，均表明含水量是影響種子活力水平的重要因素，且隨含水量升高，劣變后的種子活力下降速度加快。水分作為種子內(nèi)細(xì)胞的重要組成成分，參與細(xì)胞生理代謝和種子正常生命活動。朱萍等［11］研究發(fā)現(xiàn)活性氧積累是引起4%～16%MC 老芒麥種子劣變和活力下降的原因，李吟平等［43］則發(fā)現(xiàn)15%高含水量造成黃精（Polygonatum sibiricum）種子膜系統(tǒng)破壞，也加快了劣變進(jìn)程，進(jìn)而導(dǎo)致種子活力下降。同時(shí)，由含水量引起的種子劣變也對高丹草幼苗生長產(chǎn)生了明顯抑制作用。短時(shí)間（4 d）劣變處理時(shí)，除幼苗RL 不受影響外，16%高含水量導(dǎo)致幼苗生長狀況（SL、SW、RW 和SVI）均顯著低于10%安全含水量劣變后的幼苗生長，且隨劣變時(shí)間延長，高含水量引起的種子劣變對后續(xù)幼苗生長造成的抑制作用越明顯（表2）。種子萌發(fā)和幼苗生長過程主要發(fā)生有機(jī)物轉(zhuǎn)化，適宜條件下種子貯藏物質(zhì)被酶解為小分子化合物，而高含水量可能過度激活種子呼吸，消耗大量脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等物質(zhì)，無法滿足幼苗生長所需要能量，從而使幼苗生長受到抑制。本試驗(yàn)表明，高丹草種子抗劣變能力與含水量密切相關(guān)，高含水量既加劇種子活力下降，又阻礙幼苗正常生長。

種子活力隨貯藏時(shí)間延長而逐漸下降，陳泉竹等［9］研究劣變時(shí)間對10%和16%MC 燕麥種子活力影響發(fā)現(xiàn)，45 ℃條件下，劣變時(shí)間延長導(dǎo)致兩種含水量種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均顯著下降。金小雯等［35］在研究貯藏1～8 年的燕麥種子活力變化中也報(bào)道，種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、幼苗芽長和根長均隨貯藏年限增加而顯著下降，種子浸提液電導(dǎo)率明顯上升，膜透性增大。王媛媛等［30］認(rèn)為，老化時(shí)間是促進(jìn)高丹草種子老化的關(guān)鍵因素，其發(fā)芽率在老化60 h 后降幅最大。本試驗(yàn)中，隨劣變時(shí)間延長，除10%MC 高丹草種子GP、GI 和VI 呈先升高后下降趨勢外，12%和 16%MC 種子活力指標(biāo)（GP、GI 和 VI）及幼苗生長指標(biāo)（SL、SW、RL、RW 和 SVI）均呈不斷下降趨勢，尤其16%MC 種子各項(xiàng)指標(biāo)下降非常迅速（圖1 和表2），表明長時(shí)間的高含水量條件對種子安全貯藏危害很大。Xia 等［44］在研究劣變1～40 d 對不同含水量燕麥種子發(fā)芽及生理變化影響中發(fā)現(xiàn)，10%含水量種子胚中抗壞血酸過氧化物酶、脫氫抗壞血酸還原酶、單脫氫抗壞血酸還原酶、谷胱甘肽還原酶活性隨劣變時(shí)間延長先升高后降低，認(rèn)為相對溫和的劣變階段有助于激活某些抗氧化酶的活性或合成。本試驗(yàn)中，10%MC 高丹草種子短期劣變4 d 后，種子活力升高，或許是因?yàn)橄鄬睾偷膿p傷或活性氧增加暫時(shí)激活了某些抗氧化酶活性，進(jìn)而有效調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)氧化狀態(tài)，而隨含水量升高和劣變時(shí)間延長，抗氧化酶保護(hù)和清除作用受限，細(xì)胞氧化還原失衡，物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量代謝等紊亂，從而使種子活力降低。

高丹草種子活力及幼苗生長指標(biāo)隨含水量增加與劣變時(shí)間延長均呈下降趨勢。在相同劣變條件處理下，與10%安全含水量相比，16%高含水量導(dǎo)致高丹草種子活力下降更迅速，幼苗生長所受抑制作用也更明顯；短時(shí)間（8 d）劣變就會使16%高含水量種子喪失活力，說明含水量是影響高丹草種子活力保持的關(guān)鍵因素。綜合比較，高丹草種子含水量越高，種子活力越容易喪失，抗劣變能力也越差。45 ℃條件下劣變8 d 處理可以較好地評價(jià)不同含水量種子的活力水平。

4 結(jié)論

控制劣變處理降低了高丹草種子的活力水平、抑制了幼苗生長，且這種影響與種子含水量、劣變時(shí)間及兩者互作有關(guān)。種子含水量越高，劣變時(shí)間越長，高丹草種子活力下降越快，幼苗生長所受抑制作用越明顯。另外，10%、12%和16%含水量高丹草種子抗劣變時(shí)間分別為28、16 和8 d，劣變8 d 能夠?qū)⒏鞑煌糠N子區(qū)分開，可較好地評價(jià)不同含水量高丹草種子的活力水平。