河南省牧草種子質量調查

李慧瑩，張曉霞,盧家頂,劉 昊,王成章,3,4，李德鋒,3,4*，史瑩華,3,4*

(1.河南農業(yè)大學，河南 鄭州 450046；2.河南省飼草飼料站，河南 鄭州 450002；3.河南省草地資源創(chuàng)新與利用重點實驗室，河南 鄭州 450046；4.河南省牧草工程技術研究中心，河南 鄭州 450046)

草牧業(yè)對促進農業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展、保障國家食物安全有重要作用。草種是草牧業(yè)發(fā)展的重要基礎，草種質量的好壞是影響牧草的產量、品質和種植者經濟效益的主要因素之一，因此在種植牧草之前，對其草種進行檢驗至關重要。同時，種子檢驗對規(guī)范草種行業(yè)發(fā)展、規(guī)范生產用種和促進草牧業(yè)發(fā)展具有十分重要的意義[1]。

草種品質的檢測包括發(fā)芽率、純凈度、含水量、生活力和種子包衣等指標[2]，其中發(fā)芽率和純凈度是種子質量好壞的最直觀表現。發(fā)芽率是最重要的指標，發(fā)芽率決定播種量和基本苗的數量，牧草要實現優(yōu)質高產首先必須做到苗齊苗壯，發(fā)芽率低會導致基本苗數不夠，影響產量和品質，苗過稀還會引起雜草泛濫，造成經濟損失。凈度主要分析待測品種種子所占的百分比，有雜質的種子需要提高其播種量，混雜有其他植物的種子如寄生植物菟絲子等不能作為種用。種子包衣是在種子上包裹一層能迅速固化的膜，在膜內可加入針對作物和土壤的農藥、微肥、有益微生物或植物生長調節(jié)劑等。隨著種子內胚胎的逐漸發(fā)育以及幼苗的不斷生長，種衣劑將含有的各種有效成分緩慢地釋放，被種子幼苗逐步吸收，從而達到防治苗期病蟲害、促進根瘤形成和植株生長發(fā)育、提高作物產量的目的[3]。種子標簽是為了加強農作物種子管理，根據《中華人民共和國種子法》[4]的有關規(guī)定，在中華人民共和國境內銷售的農作物種子應當附有標簽，標簽的制作、標注、使用和管理應遵守規(guī)定。種子標簽能最直接表明種子質量信息，有利于加強管理，保護種子生產、經營、使用者各方的合法權益[5]。為了控制草種質量，各國草種法規(guī)和標準都明確規(guī)定了凈度、發(fā)芽率、水分、有毒和有害草種的種類與含量等，凡低于凈草種重量百分比規(guī)定標準或高于雜草草種規(guī)定數目標準的，一律不準在市場上流通或用于播種。目前，世界上大部分國家將牧草種子質量分為3級，中國牧草種子質量1級標準略高于國外，便于中國種子出口；2級和3級標準略低于國外，以適應中國國情，3級以下種子不予出售[5]。

2019年，河南省啟動黃河灘區(qū)優(yōu)質草業(yè)帶建設，飼草種植面積迅速擴大，草種使用量不斷增加。為進一步規(guī)范生產用種、提高河南省草業(yè)帶建設和草牧業(yè)發(fā)展水平，本次調查隨機抽取黃河灘區(qū)優(yōu)質草業(yè)帶、牧草建設重點縣和高產優(yōu)質苜蓿示范建設項目承擔單位所用草種共28個批次，檢驗指標包括草種的純凈度、發(fā)芽率、發(fā)芽速度、種子包衣和標簽等，以期為種植企業(yè)及時調整播種量、保證出苗密度和避免影響產量造成經濟損失提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2020年9月在河南省黃河灘區(qū)優(yōu)質草業(yè)帶及牧草建設重點縣中選取蘭考、長垣、原陽、沈丘、新蔡、平輿等縣區(qū)的牧草種植企業(yè)，抽取紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、百脈根(LotuscorniculatusL.)、白三葉(TrifoliumrepensL.)、燕麥(AvenasativaL.)、小黑麥(wheat-ryehybrid.)、無芒雀麥(BromusinermisLeyss)、葦狀羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)、多花黑麥草(LoliummultiflorumLam.)、多年生黑麥草(LoliumperenneL.)、普通早熟禾(PoatrivialisL.)、蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)牧草種子28份。根據草種子檢驗規(guī)程(GB/T2930.11-2008)[6]，小粒種子采用30 cm長、直徑1 cm取樣器取樣，大粒種子采用30 cm長、直徑1.6 cm取樣器取樣，取樣至少5次。將取得的種子混合均勻，每個種子樣品500 g。

1.2 測定指標及方法

1.2.1 含水量 每個品種用分析天平稱取25.0 g，放入鋁盒在烘箱105 ℃條件下烘至衡重，計算種子含水量和干物質含量，每個品種3個重復。

1.2.2 純凈度 燕麥和小黑麥種子用分析天平稱取50.0 g，其他種子用分析天平稱取10.0 g，剔除雜質、雜種、癟種和不完整的種子等，挑選出飽滿完整的種子稱其重量，計算種子純凈度，每個草種3個重復。其中不符合條件的草種標準是：能明顯識別的空粒、腐壞粒、已萌發(fā)的顯然喪失發(fā)芽能力的草種；嚴重損傷的和無種皮的裸粒草種；小于正常種子1/2的種子。夾雜物包括其他植物的草種,葉子、鱗片、苞片、果皮、果柄、種翅、草種碎片、沙粒、土塊和其他雜物,昆蟲的卵塊、成蟲、幼蟲、蛹等。

1.2.3 發(fā)芽率與發(fā)芽勢 在培養(yǎng)皿中墊上濾紙，從測定過純凈度的種子中，每個品種選取籽粒飽滿、大小一致的100粒草種，均勻放置于濾紙上，然后在培養(yǎng)皿中加入適量的清水，將培養(yǎng)皿放置在實驗室內同一環(huán)境中。每個品種3個重復，期間保持濾紙濕潤，每天觀察記錄草種發(fā)芽數，直到不再有新的發(fā)芽種子為止，統計每天發(fā)芽種子數占供試種子的百分比。種子發(fā)芽率、種子純凈度和種子發(fā)芽勢分別按公式(1)、公式(2)和公式(3)計算：

種子純凈度/%=B/M×100

(1)

種子發(fā)芽率/%=A/N×100

(2)

種子發(fā)芽勢/%=A1/N×100

(3)

式中：A.全部發(fā)芽的種子粒數；A1.發(fā)芽勢天數內的正常發(fā)芽粒數；B.純凈草種重；M.供試種子總重；N.供試種子粒數。

種子用價計算：種子發(fā)芽率×純凈度。

1.2.4 種子包衣 用分析天平稱取50.0 g烘干后種子，將沖洗掉包衣后的種子烘干稱量，計算包衣所占比例。每個品種做3個重復。

種子質量分級：根據中華人民共和國國家標準(GB 6141-2008[7]、GB 6142-2008[8])進行種子質量分級，見表1。種子的凈度與發(fā)芽率不在同一級的以種子用價為準。

表1 種子分級標準Table 1 Seed classification standard

1.3 數據統計分析

2 結果與分析

2.1 草種的發(fā)芽率與凈度

2.1.1 紫花苜蓿 紫花苜蓿共抽取12個品種13個樣品，如表2所示。各品種干物質為92.0%～95.2%。不同苜蓿品種的發(fā)芽率差異很大，其中以勁能6010最高，為95.0%，顯著高于新蔡的WL-440HQ等9個品種(P<0.05)；吉利的發(fā)芽率最低，為64.3%，顯著低于其余12個品種(P<0.05)。因此不同苜蓿品種的發(fā)芽率成為其制約播種量的主要因素。苜蓿草種的凈度均達到了97%以上，平均為98.5%，只有新蔡的WL-440HQ品種凈度顯著低于勁能6010、WL-919HQ和WL-363HQ (P<0.05)，其余品種之間差異不顯著(P>0.05)。本次抽檢的苜蓿品種，凈度不是影響播量的主要因素。各品種均未檢出其他植物種子。

表2 苜蓿草種發(fā)芽率與純凈度Table 2 Germination rate and purity of alfalfa seed %

2.1.2 燕麥和其他草種 從表3可以看出，各燕麥品種發(fā)芽率為53.7%～93.7%，品種間差異大，其中美達、三星的發(fā)芽率顯著高于其余4個品種(P<0.05)，牧王和太陽神品種顯著高于福燕1號和貝勒2(P<0.05)，以貝勒2的發(fā)芽率最低。6個燕麥品種的凈度為92.5%～96.6%，其中美達、三星和福燕1號的凈度顯著高于其余3個品種(P<0.05)。

表3 燕麥種子發(fā)芽率與純凈度Table 3 Germination rate and purity of oat seed %

在表4中，白三葉愛麗斯品種的發(fā)芽率最高，為97.7%；蒲公英的發(fā)芽率最低，僅有33.0%；牧草型和草坪型黑麥草發(fā)芽率之間不存在顯著性差異(P>0.05)。各草種的凈度均在92%以上，均未檢出其他植物種子；干物質含量90.2%～93.5%。各種子都有標簽，但發(fā)芽率標識不準確，均高于抽檢實測值。

表4 其他草種發(fā)芽率與純凈度Table 4 Germination rate and purity of other seed %

2.2 草種的包衣占比、種子用價與分級

此次抽檢中各草種僅部分苜蓿品種種子有包衣，種子包衣厚薄差別很大，占種子的百分比在9.9%～54.7%之間(表5)，故包衣種子應測定其包衣占種子的百分比，才能夠準確計算播種量。對13個苜蓿品種進行分級，其中1級4個，2級4個，3級4個，等外1個。對燕麥的分級結果為3級5個，等外1個，燕麥品種均為3級及以下。8個其他草種分級結果為1級3個，2級3個，3級1個，等外1個(表6)。

表5 苜蓿包衣種子占種子百分比Table 5 The proportion of alfalfa coated seeds %

表6 牧草種子用價與分級Table 6 Seed value and grading of forage grass %

2.3 不同牧草種子發(fā)芽勢

各草種發(fā)芽速度表現為先快后慢。白三葉、苜蓿和百脈根等豆科草種前4 d的發(fā)芽總數均達到了80.0%以上，其中白三葉前3 d發(fā)芽種子數達95.6%，是發(fā)芽勢最高的草種；蒲公英發(fā)芽延續(xù)時間最長；大部分禾本科草種前3 d發(fā)芽數占比50.0%以上，第4天到第7天的發(fā)芽占比較低，一般在第6天發(fā)芽完畢；小黑麥發(fā)芽勢最高，第2天就有80.0%種子發(fā)芽；燕麥發(fā)芽勢較高，發(fā)芽高峰期為第3天；早熟禾發(fā)芽勢最低，第6天開始發(fā)芽，最終發(fā)芽種子數不足50.0%(圖1)。

圖1 不同草種的發(fā)芽勢Fig.1 Germination energy of different forage species

3 討 論

3.1 草種質量與標簽

此次抽檢顯示，河南省牧草產業(yè)化企業(yè)購買的飼草種子純凈度均較高，符合國家標準的要求。但是，不同草種的發(fā)芽率差別較大，其中豆科牧草發(fā)芽率較高；禾本科牧草中，小黑麥、黑麥草和葦狀羊茅發(fā)芽率相對較高，無芒雀麥稍低，早熟禾發(fā)芽率很低，這與生產經驗基本一致；蒲公英因種子細小、馴化時間短，其發(fā)芽率最低。同一草種不同品種間的發(fā)芽率有較大的差異。苜蓿種子的發(fā)芽率64.3%～95.0%，相差近50%；燕麥發(fā)芽率53.7%～96.7%，相差近1倍。如生產中不根據發(fā)芽率及時調整播種量將直接影響出苗密度進而影響產量，甚至會因為出苗不齊出現裸地而造成雜草危害。

草種的發(fā)芽率受草種的壽命、存儲時長和貯藏條件等因素影響。種子壽命是種子從收獲到發(fā)芽率降低到50%所需要時間，也稱半活期。各草種的壽命研究報道較少，一般燕麥和無芒雀麥為4～5 a，多花黑麥草和百脈根13 a，大部分苜蓿種子壽命為30 a左右[9-10]。種子的壽命和種子質量受存儲時長和貯藏條件影響較大，種子儲存[11]指種子在母株成熟開始到播種為止的全過程，在此期間種子會經歷不可逆轉的劣變過程。通常認為，從種子生理成熟后，劣變就已開始，劣變的速度取決于收獲、加工和貯藏條件，種子儲存時間越長，種子的質量將會越差[12]。存放時間對不同草種發(fā)芽率的影響差異很大，燕麥種子的發(fā)芽率受存放時間影響較大，其收獲當年的種子仍處于休眠狀態(tài)，發(fā)芽率較低，當種子逐步成熟后，休眠狀態(tài)被打破，存儲1～2 a的種子的發(fā)芽率提高，存儲2 a的種子發(fā)芽率最高；存儲3 a后因種子慢慢老化，發(fā)芽率會逐漸下降，此次調查燕麥發(fā)芽率品種間差異較大可能與其存儲時長有關，燕麥適宜貯藏年限不宜超過5 a[13-14]。黑麥草和葦狀羊茅相對來說可以存放時間長一點，但禾本科牧草種子不耐儲藏，而豆科草種能夠保持活力多年，短期內受存放年限影響較小[15]。這次抽檢中，苜蓿、白三葉和百脈根種子的發(fā)芽率基本在80.0%以上，這得益于豆科種子具有厚實的種皮限制水分和氧氣的進入，有利于延緩種子劣變[16]。苜蓿種子收獲當年具有較高的硬實率，發(fā)芽率較低；貯藏1～2 a種子的發(fā)芽率達到最高，貯藏3 a的種子開始劣變，發(fā)芽率顯著降低[17]。雖然苜蓿壽命較長，但苜蓿后期劣變速度較快[18]。各草種發(fā)芽率均會隨存儲時間增加而降低，因此種植企業(yè)在購買牧草種子時一定要注意其存放期不要過長。

除了儲存年限，不同種類牧草種子的種子質量和壽命受貯藏條件如溫度、水分(包括種子含水量和空氣濕度)、氣體成分(空氣含氧量)、微生物以及害蟲等影響很大，一般低溫、干燥和密封貯藏條件對草種質量的保持有利，貯藏條件不佳會加速種子劣變降低草種質量[19]。較高的種子含水量和環(huán)境溫度濕度會縮短其可利用年限[20]。本次抽檢中，同一草種不同品種發(fā)芽率出現較大的差異可能是由于種子儲存時間和貯藏條件的異同所致。

種子包衣對種子萌發(fā)和生長具有很大益處，可以改善種子質量、防治病蟲害和提高幼苗的成活率，已被列為中國重點推廣的農業(yè)技術[21]，但因包衣劑過多會使同樣重量種子個體數減少，很多種植戶不認可，使得市場流通的包衣種子數量較少。本調查中，只有5個苜蓿品種具有包衣，包衣重量占比10%～55%，包衣的差異大引起播種量有很大不同。種子標簽是反映商品種子各指標的重要標識，應當標注作物種類、種子類別、品種名稱、產地、種子經營許可證編號、質量指標、檢疫證明編號、凈含量、生產年月、生產商名稱、生產商地址以及聯系方式，以便牧草種植者對與標簽標示差別較大的種子依法追究責任。抽查中發(fā)現雖然大部分草種具有標簽，但標注內容不全面，且標識的種子發(fā)芽率不準確，均高于抽檢實測值，所以生產中在播種前各企業(yè)應做發(fā)芽試驗、檢測包衣占比，根據發(fā)芽率和包衣占比及時調整播種量。

3.2 牧草種子的發(fā)芽勢

在建植混播草地時需要各個牧草的發(fā)芽勢和生長速度相互協調，如差異較大，用于混播的草種應分批播種，先播發(fā)芽慢生長慢的牧草，再播發(fā)芽快生長快的牧草，避免發(fā)芽、生長快的對發(fā)芽、生長慢的牧草產生抑制。本試驗結果顯示，不同草種發(fā)芽勢和發(fā)芽速度不一樣，苜蓿，白三葉等豆科發(fā)芽速度最快，一般第2天即可發(fā)芽，但二者生長速度較慢，尤其是白三葉生長速度更慢，建混播草地時應優(yōu)先播種。禾本科草種發(fā)芽勢和發(fā)芽速度與種子大小有關，種子越大發(fā)芽速度越快，小黑麥和燕麥發(fā)芽勢最高，發(fā)芽速度最快，牧草型黑麥草較草坪型黑麥草發(fā)芽快，種子細小的早熟禾第6天才開始發(fā)芽。蒲公英發(fā)芽延續(xù)時間較長，從第3天到第8天陸續(xù)有種子發(fā)芽。因此在建植混播草地時應先播種蒲公英、早熟禾、百脈根、白三葉和苜蓿等牧草，等其發(fā)芽后再播種黑麥草、葦狀羊茅等生長快速的牧草。

4 結 論

此次調查發(fā)現各草種純凈度良好，發(fā)芽率差異較大，但整體草種品質較好；各種子基本都有標簽，但發(fā)芽率標識不準確，包衣所占比例差異較大，建議種植戶購買種子后應做發(fā)芽試驗檢測包衣占比，及時調整播種量，以免造成損失，大面積種植時可以通過選擇多個品種來降低因種子品質引起的減產等風險。