黃淮海地區(qū)大豆品種種子吸水性研究

王彩潔 王鳳月 李 偉 張禮鳳 張彥威 劉 薇 王玉斌 戴海英 徐 冉

（1 山東省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所，濟南 250100；2 山東省巨野縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局，巨野 274900）

種子的萌發(fā)始于種子的吸脹吸水，較快的吸水速率有利于種子迅速吸水膨脹。黃淮海地區(qū)大豆播種季節(jié)經(jīng)常遭遇干旱，土壤墑情差，需要品種能較快的吸水、發(fā)芽、出苗。大豆種子的吸水速率受到諸多因素的影響，比如種子大小、形狀、種皮成分等，除遺傳基因因素外，還受溫度、墑情、酸堿度等一系列外界條件的影響。以往關于種子大小對萌發(fā)、出苗的研究大多集中在小麥[1]、水稻[2]、玉米[3]等作物上，在大豆方面研究較少。房圣濤等[4]研究不同海島棉種子吸水特性，發(fā)現(xiàn)3 種海島棉種子的吸水率和吸水速率大致均呈現(xiàn)出快速吸水-急劇下降-緩慢的趨勢，吸水率均在2h 內(nèi)達到最大，品種間存在極顯著差異。張冠初等[5-6]以不同花生品種的種子為試材，采用水培方法研究了吸水速率與種子重量、長度、寬度、厚度間的關系，發(fā)現(xiàn)不同品種花生種子吸水速率間存在明顯差異。劉浩等[7]對4 個不同來源的大豆品種在不同的溫度下進行種子萌發(fā)階段吸水試驗，結果表明：4 個不同品種在不同溫度處理條件下吸水量的增長趨勢都是先快后慢，但溫度對種子吸水量大小影響存在差異，3 種溫度條件下吸水速率變化趨勢與粒重均呈正相關。

本研究以黃淮海地區(qū)10 個不同來源的大豆品種為試驗材料，分析這10 個品種的吸水率、吸水速率及其影響因素，旨在為大豆種子快速萌發(fā)，保證苗齊苗全，以及確立單粒精播高產(chǎn)栽培技術種子標準提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1試驗材料選取黃淮海地區(qū)10 個籽粒飽滿、無破損、完整、大小均勻的大豆品種種子，品種分別為菏豆12、齊黃34、邯豆5 號、菏豆19、菏豆33、中黃13、中黃319、冀豆12、鄭1307、冀豆17。將其稱重，并用游標卡尺測量其長度、寬度和厚度，籽粒長度、寬度、厚度分別于種子縱向最大長度、橫向最大長度和最大厚度處測得。

1.2吸水率測定用75%酒精對種子進行消毒，再用去離子水沖洗干凈，重復3 次。自吸水開始后每隔一段時間測定種子吸水增重情況，直至各粒種子吸脹飽滿至恒重。

式中M0為浸種前干種子的質(zhì)量，Mn為浸種后某一測量時間點種子的質(zhì)量，Mn-1為浸種后Mn前一個測量時間點種子的質(zhì)量，t 為間隔時間。

1.3種皮成分測定取大豆種子種皮粉碎，分別測定粗纖維、木質(zhì)素和鈣含量，用GB/T 6193—1986《谷物籽粒粗纖維測定法》測定粗纖維，參考劉思潔等[8]方法測定木質(zhì)素，按照GB/T 35871—2018《糧油檢驗 谷物及其制品中鈣、鉀、鎂、鈉、鐵、磷、鋅銅、錳、硼、鋇、鉬、鈷、鉻、鋰、鍶、鎳、硫、礬、硒、銣含量測定 電感耦合等離子體發(fā)射光譜法》方法測定鈣含量。

2 結果與分析

2.1黃淮海地區(qū)各品種種子吸水率及吸水速率黃淮海地區(qū)10 個大豆品種總吸水率存在不同程度差異（表1），總吸水率最大的為齊黃34，為1.320g/g·h，最小的為鄭1307，總吸水率為1.194g/g·h。齊黃34 總吸水率顯著高于其他品種；菏豆33 與冀豆12之間差異不顯著，但顯著高于除齊黃34 以外的其他7 個品種；冀豆12、菏豆12、菏豆19、冀豆17、中黃319 這幾個品種之間總吸水率差異不顯著；鄭1307總吸水率顯著低于其他9 個參試品種，邯豆5 號、中黃13 之間差異不顯著，但顯著高于鄭1307，低于除中黃319 之外的其他6 個品種。平均吸水速率在各品種之間也有不同程度差異，部分品種間差異顯著，最大的為齊黃34，為0.0550g/g·h，最小的為鄭1307，為0.0498g/g·h。

表1 各品種不同階段種子吸水速率 （g/g·h）

從表1 和圖1 種子吸水過程來看，第1 小時吸水最快，吸水速率最高，品種間吸水速率介于0.323～0.581g/g·h 之間，其中菏豆33 吸水速率最大，為0.581g/g·h，第1 小時吸水速率達總吸水率的45%（圖1）；其次為冀豆12，吸水速率為0.500g/g·h，第1 小時吸水速率達總吸水率的40%；鄭1307 吸水速率最小，為0.323g/g·h，第1 小時吸水速率只有總吸水率的27%。

圖1 各品種不同階段吸水速率

第2～3 小時品種間吸水速率在0.141～0.180g/g·h之間，但品種間吸水速率差異已遠遠小于第1 小時的吸水速率。此階段齊黃34 吸水速率最大，為0.180g/g·h，只有第1 小時吸水速率的37%；中黃13 的吸水速率最小，為0.141g/g·h，為第1 小時吸水速率的35%；菏豆33 第2～3 小時速率與第1小時相比下降最快，只有第1 小時速率的26%，鄭1307 第2～3 小時速率下降較小，為第1 小時速率的44%。吸水3 小時后所有品種吸水速率達總吸水率的50%～67%（圖1）。

第4～7 小 時 品 種 間 吸 水 速 率 在0.0650～0.0946g/g·h 之間，品種吸水速率為第2～3 小時吸水速率的38%～61%。中黃13吸水速率最大，為0.0946g/g·h；冀豆12 的吸水速率最小，為0.0650g/g·h。吸水7 小時后所有品種吸水速率達總吸水率的80%～92%。

第8～15 小時吸水速率在0.0113～0.0285g/g·h之間，只有平均速率的21%～54%。菏豆33 吸水速率最大，為0.0285g/g·h；齊黃34 的吸水速率最小，為0.0113g/g·h。此階段所有品種吸水已接近飽和（圖1）。第16～24 小時吸水速率在0.00107～0.00518g/g·h 之間，僅為第1 小時吸水率的1%，甚至更低。

2.2種子形狀和種皮成分與吸水率的相關關系對各品種種子百粒重進行了測量（表2），發(fā)現(xiàn)各品種百粒重之間差異多達到顯著水平，最大的為菏豆12，百粒重為29.57g，最小的為冀豆17，為20.72g，百粒重與總吸水率顯著相關（表3）。同時對各品種種子長、寬、厚進行了測量，結果顯示品種間3 個指標差異均顯著。種子長度介于7.64～9.28mm 之間，其中菏豆19 最長，鄭1307 最短，但種子長度與總吸水率相關不顯著。種子寬度介于6.84～7.82mm 之間，其中齊黃34 最寬，鄭1307 最窄，種子寬度與總吸水率相關極顯著。種子厚度介于5.87～7.05mm 之間，其中菏豆12 最厚，菏豆33 最薄，種子厚度與總吸水率相關顯著。

表2 各品種種子形狀及種皮成分

表3 性狀與吸水率之間相關關系

對各品種種皮主要成分進行了測定，表2 結果顯示種皮纖維素含量在34.792%～38.886%之間，最高的品種是邯豆5 號，最低的品種是冀豆17；邯豆5 號纖維素含量顯著高于齊黃34、菏豆19、冀豆17，其他品種間差異不顯著。木質(zhì)素含量在1.413%～1.907% 之 間，邯 豆5 號 和 冀 豆17 含量最高，均為1.907%，最低的為中黃319，含量為1.413%；邯豆5 號和冀豆17 木質(zhì)素含量顯著高于齊黃34、菏豆19、中黃13、中黃319；齊黃34 顯著高于菏豆19、中黃13、中黃319；中黃319 顯著低于所有品種。各品種之間鈣含量差異不顯著。種皮纖維素和木質(zhì)素含量與種子總吸水率相關不顯著（表3）。

3 討論

本試驗結果可以看出大豆種子萌發(fā)的吸水率因品種的不同而存在明顯差異。不同品種吸水量的增長趨勢基本一致，表現(xiàn)為先快后慢，吸水率在前7h 內(nèi)增長最快，而后逐漸降低趨于平緩，到24h吸水達到飽和。吸水率大小與百粒重顯著相關，這與劉浩等[7]的研究結果一致。齊黃34 的吸水率和平均吸水速率最大，鄭1307 吸水率最小，吸水最慢。

種子吸水率與種子寬度、厚度顯著相關，與長度不相關。張冠初等[5]發(fā)現(xiàn)花生籽粒越長、越寬，吸水速率越大，這與大豆有所不同，說明不同作物種子影響吸水的因素不同。