玉米杂交种新陈种子不同活力测定方法与田间出苗率的相关性分析

陈新华 陈 珣 张 雪 肖 军 任志莹 那 颖

摘要对玉米杂交种新陈种子各种活力测定方法的测定结果和田间出苗率进行相关分析,其相关系数大小为:老化试验>TTCH含量法>活力指数Ⅱ>活力指数Ⅰ>标准发芽实验>四唑染色法>电导率法。老化试验测定结果与田间出苗率的相关系数最大,可以作为玉米杂交种活力测定的较好方法。

关键词玉米;杂交种;新陈种子;活力测定方法;田间出苗率

中图分类号Q944.59文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)08-0128-02

种子活力可预测作物生产潜力,目前种子活力测定方法很多,但每种方法只对某些作物和种子有效,而对另一些作物和种子不一定有效。

试验运用几种现行的活力测定方法,对辽宁省近年广泛推广种植和应用的玉米杂交种新陈种子进行活力测定,通过研究其与田间出苗率的相关关系,试图选取一种对辽宁省玉米杂交种检验比较适用、简单易行、准确可靠的活力测定方法,以期为生产上正确评价田间出苗率提供依据。

1材料与方法

1.1材料

选用辽宁省近年推广种植的10个玉米杂交种,即沈农10、丹玉24、铁单12、铁单19、铁单10、沈农87、辽单31、辽单37、辽单36、辽单120的新陈种子。试验所用种子为同一生产单位普通条件下贮藏的玉米杂交种。

1.2方法

1.2.1田间试验。玉米杂交种新陈种子每一品种播成1行,单粒播种,每行100粒,4次重复,完全随机排列。于4月下旬播种,株距20cm,行距60cm,注意开沟、覆土和镇压等作业均保持一致。田间出苗后,每天记载小区出苗数,计算田间出苗率。

1.2.2发芽试验。在25℃恒温箱中用砂床恒温培养,发芽床准备、管理和发芽记数标准均按照GB/T3543-95进行,每一品种新陈种子各取400粒,4次重复。7d统计发芽率,并测定幼芽鲜重、幼根鲜重和活力指数Ⅰ、活力指数Ⅱ[1]:

发芽率(%)=■×100;活力指数Ⅰ=G×S1;活力指数Ⅱ=G×S2;式中G为发芽率(%),S1为幼芽鲜重(g),S2为幼根鲜重(g)。

1.2.3四唑染色法。先将每一品种新陈种子各取400粒,4次重复。将种子浸泡4~5h使其吸胀后,用刀片沿胚的中心纵切,取其中胚的各部分较完整的1/2放在培养皿内(切口朝下),倒入0.1% TTC溶液,加盖置于30~35℃恒温箱中30~60min,之后除去TTC液,用清水冲洗1~2次,立即观察胚根、子叶(均为中部)染色结果,判断种子活力。

1.2.4TTCH含量法。每一品种新陈种子各取400粒,4次重复。将种子用四唑染色后将胚剥下,放在研钵中,每重复加20mL 95%乙醇,研磨成糊状,并转移到50mL三角瓶中。将三角瓶置于80℃水浴中提取30min。将提取后的样品液用95%乙醇定容至100mL,混合均匀。取10mL左右在3 000rpm条件下离心10min。将红色上清液在490nm处进行比色(以95%乙醇作对照),测定光密度值,以此从标准曲线中查出相应的TTCH含量[2]。

1.2.5老化试验。每一品种新陈种子各取400粒,4次重复。在43℃、100%相对湿度下处理48h,取出风干后,进行标准发芽试验,统计出苗率。

1.2.6电导率法。每一品种新陈种子各取400粒,4次重复,用自来水冲洗后,再用无离子水冲洗2遍,用滤纸吸干后,放入洁净的三角瓶中,加入75mL无离子水,在室温下静置24h,然后用DDS-11A电导仪测定电导率,再放入水浴中沸煮30min,在20℃恒温条件下静置6h,测定煮沸后的电导率,计算出电解质外渗百分率:

电解质外渗百分率(%)=■×100。

2结果与分析

2.1标准发芽试验测定结果与田间出苗率的相关分析

从表1可知,所有品种陈种子的标准发芽率均高于田间出苗率;除辽单120外,其他所有品种新种子的标准发芽率均高于田间出苗率。由此可知,种子标准发芽率与田间出苗率并不相符,有时差异还很大。从表2可知,种子标准发芽率与田间出苗率的相关系数为0.774 9,达极显著相关。这说明标准发芽率在某种程度能够反映种子活力的高低,标准发芽率高,田间出苗率也高,但这只说明发芽率能够反映田间出苗的趋势,但它不能很好反映田间出苗的实际情况。因为田间的环境条件比实验室条件要差很多,只有抵御不良环境能力强的种子,在田间才能正常出苗并长成植株。在实验室适宜条件下能够发芽的种子在田间却不一定出苗。因此,种子活力评定种子的田间出苗情况更可靠。

2.2活力指数测定结果与田间出苗率的相关分析

比较不同品种新陈种子在活力指数Ⅰ和活力指数Ⅱ中所处位次,由表1可知,除辽单31陈种子外,排在前10位的种子,铁单19陈种子、铁单19新种子、铁单10新种子、辽单120新种子、铁单12新种子、辽单31新种子、辽单36新种子、沈农87新种子、辽单36陈种子,它们的位次都没变化。从表2可知,活力指数Ⅰ、活力指数Ⅱ与田间出苗率的相关系数为0.801 6和0.807 6,均达到极显著水平,发芽率与田间出苗率的相关系数,说明活力指数与田间出苗率关系更密切,更能反映种子的萌发速率和苗健壮程度。因此,活力指数的计算方法可采用发芽率×幼苗鲜重或发芽率×幼根鲜重。

2.3四唑染色法测定结果与田间出苗率的相关分析

四唑染色结果与田间出苗率相关系数为0.763 0,达极显著水平,说明四唑染色结果与田间出苗率关系较密切,在一定程度上可以代表种子的田间表现。四唑染色结果明显高于田间出苗率,说明用四唑染色法测定种子活力并不十分准确,通常四唑染色法被认为是测定种子生活力的较好方法。

2.4TTCH含量法测定结果与田间出苗率的相关分析

新陈种子TTCH含量测定结果与田间出苗率的相关系数为0.8294,达极显著水平。TTCH含量测定结果与田间出苗率的相关系数较高,说明TTCH含量测定法是测定种子活力较好的方法。此法虽然与四唑染色法原理相同,但结果更加可靠、准确。因为四唑染色法的判定具有主观性,不同的实验室和检验员之间判断标准不同。而TTCH含量测定法避免了这一缺点,通过定量测定不但使结果更加准确,而且在实验室之间容易实现标准化。

2.5老化试验测定结果与田间出苗率的相关分析

所有杂交种品种的新种子经过老化处理后的发芽率与田间出苗率的吻合程度相当高,铁单10、辽单31、辽单36老化处理后的发芽率与田间出苗率完全相同,沈农87、辽单120、铁单19、沈农10老化处理后的发芽率与田间出苗率也几乎相同。说明老化试验测定新种子的活力比较准确、可靠。而对于陈种子,所有品种的陈种子在经过老化处理后发芽率均低于田间出苗率,这可能是由于陈种子的活力低,在经过高温高湿处理后,发芽率下降幅度比新种子大造成的。

新陈种子老化发芽率与田间出苗率的相关系数为0.850 0,达到极显著水平,说明老化试验发芽率与田间出苗率关系较密切。同时也说明老化试验是测定玉米杂交种活力的有效方法,它能够较好反映种子的播种品质。

2.6电导率法测定结果与田间出苗率的相关分析

杂交种新陈种子电导率测定结果与田间出苗率的相关系数为-0.214 7,两者呈负相关,说明高活力种子,细胞膜重建和损伤修复的能力强,电解质与可溶性物质的外渗量较少;低活力种子,膜的透性增大,电解质和可溶性物质外渗量较多。但两者的相关系数较低,没有达到显著水平。电导率测试对豌豆和其他一些大粒豆科作物种子具有快速、客观和重复性强的效果。但对于玉米这种作物测试效果却表现得不是很规律。这可能与不同作物种子形态结构有关,不同构造导致种子活力与电导率的关系不一致有关。

3讨论

(1)标准发芽率与田间出苗率的相关系数是0.774 9,活力指数Ⅰ和活力指数Ⅱ与田间出苗率的相关系数分别为0.801 6和0.807 6,均达到极显著水平,且活力指数Ⅰ和活力指数Ⅱ与田间出苗率的相关系数均高于标准发芽率与田间出苗率的相关系数。说明标准发芽率不能很好的反映种子的田间品质,活力指数是综合发芽速度、幼苗健壮度等性状的生理指标,不仅能反映田间出苗情况,而且能预测出苗以后幼苗的健壮度,是反映种子播种品质的一项较全面的生理指标。对于本试验,活力指数Ⅰ和活力指数Ⅱ与田间出苗率的相关系数均较高且接近,说明活力指数的计算方法是采用发芽率×幼苗鲜重,还是采用发芽率×幼根鲜重均可。

(2)四唑染色法是根据种子生化代谢的强弱,经脱氢还原反应,而显现红色特征的差异和胚的主要构造来判断种子活力和组织状况的方法。对于本实验,四唑染色结果与田间出苗率的相关系数为0.763 0,达到极显著水平,但可以发现四唑染色的结果明显高于田间出苗率。说明用四唑染色法测定种子活力并不是十分准确,通常四唑染色法被认为是测定种子生活力较好的方法。

(3)TTCH含量测定原理是四唑可被活种子胚内的脱氢酶还原成红色稳定的三苯基甲月朁(TTCH)沉积在活细胞中,使胚呈现红色,而死细胞无此反应。此法虽然与四唑(下转第133页)

(上接第129页)

染色法的原理相同,但结果更加准确可靠。因为四唑染色法具有主观性,不同实验室和检验者之间判断标准不同,而TTCH含量法避免了这一缺点,通过定量测量既可以使结果更加准确可靠,也容易使实验室之间达到标准化。对于本试验,TTCH含量测定结果与田间出苗率的相关系数为0.829 4,达到极显著水平,说明该法测定杂交种种子活力比较可靠,能较好反映种子的播种品质。

(4)老化试验以控制影响种子活力的2个关键因素入手,在高温高湿条件下,加速种子老化,使其劣变程度在几天内相当于数月或数年之久。活力低的种子很快失去发芽能力,或不能形成正常苗,高活力的种子经老化处理后仍能正常发芽。对于本试验,老化试验结果与田间出苗率的相关系数为0.850 0,达到极显著水平。所有品种新种子老化试验结果与田间出苗率十分接近,其中铁单10、辽单36、辽单31老化试验发芽率与田间出苗率完全相同,说明老化试验是测定玉米杂交种种子活力的有效方法,它能够较好地反映种子的播种品质,可以作为玉米杂交种种子活力测定的较好方法。所有品种陈种子老化处理后发芽率均低于田间出苗率,这可能是由于陈种子活力比新种子活力低,处理时间过长或温度过高,使种子发芽率明显下降。

(5)高活力的种子,在种子萌发初期,其细胞膜和损伤修复的能力强,电解质和可溶性物质外渗的量较少;而低活力种子由于膜结构受到损伤,膜的透性增大,电解质和可溶性物质外渗的量较多。因此,高活力种子的电导率较低,低活力种子的电导率较高。测定种子浸出液的电导率值,可以判断种子活力的高低。有研究报道,种子浸出液电导率值与种子衰老程度成正相关,与生活力和活力呈负相关[3-5]。试验对不同杂交种新陈种子电导率进行测定,结果表明,杂交种电导率与田间出苗率呈负相关,相关系数为-0.214 7,相关系数较低。说明电导率测定虽然是豌豆等大粒豆科种子活力测定的一个理想方法,但该方法在玉米种子上却表现得不尽如人意。这可能与不同种类的种子结构不同有关,也可能是由于电导率测定结果易受到种子水分、容器大小、溶液体积、机械损伤等因素的影响有关[3]。

4参考文献

[1] 颜启传.种子学[M].北京:中国农业出版社,2001.

[2] 高荣歧,张春庆.作物种子学[M].北京:中国农业科技出版社,1997.

[3] 刘素霞,刘翠珍.玉米种子电导率与种子生产性能的关系研究[J].种子,1995(6):27-29.

[4] 张守润.玉米种子活力测定及其田间出苗率的关系初析[J].甘肃农业科技,1997(2):13-15.

[5] 张文明,郑文寅,任冲,等.电导率法测定大豆种子活力的初步研究[J].种子,2003(2):34-38.