2种豆科牧草种子超干贮藏适宜条件的探索＊

王 伟，宛 涛＊，蔡 萍，伊卫东

（1.内蒙古农业大学，内蒙古 呼和浩特 010019；2.内蒙古锡林郭勒盟锡林浩特职业学院，内蒙古 锡林浩特 026000）

种子关系到国计民生，拥有高质量的种质资源是农业生产的必要保证，所以种质资源保存意义重大。其中种子含水量和贮藏温度是影响种子贮藏寿命的两个关键因素，最佳贮藏温度和种子含水量因种子种类不同而异〔1〕。考虑到种子库运行成本和可行性原则，种子库的温度又不可能设置过多，所以在一定温度下确定种子最佳保存含水量显得尤为重要。国际上一般把种子含水量控制到5%±1%和－18℃低温作为长期保存种质资源的理想条件〔2〕。但近年来有大量研究表明种子在含水量低于5%的贮藏条件可使其寿命更为延长，因此种子超干贮藏技术就在探索中逐步产生。通过降低种子水分来达到同降低温度相似的保存效果，从而节约了种子保存的基础建设、能耗等成本。大量研究表明，在采用超干贮藏技术时，种子的最适含水量在不同温度下并不相同，同时也不是含水量越低就越有利于贮藏〔3，4〕。种子的发芽率是判断种子的活力的最基本标准，同时通过测定其外渗物的电导率可以了解种子细胞膜的完整程度。本试验旨在探求2种豆科牧草种子在4个不同温度及不同含水量条件下，贮藏3年后的发芽率及电导率，以探索出在现有条件下最适宜扁蓿豆、塔落岩黄芪种子的贮藏条件。

1 材料与方法

1.1 试验材料

扁蓿豆种子来源于内蒙古农牧业科学院草原所2007年采收的种子，初始含水量为7.35%。2008年将扁蓿豆种子制备为1.51%、2.69%、4.29%、5.32%、7.35%的5个不同含水量，分别贮藏于45℃、20℃、4℃、－4℃条件下备用。

塔落岩黄芪种子来源于内蒙古农牧业科学院实验基地2007年采收的种子，初始含水量为7.38%。2008年将塔落岩黄芪种子制备为2.17%、3.89%、4.74%、5.84%、7.38% 的 5 个 不同含水量，分别贮藏于45℃、20℃、4℃、－4℃条件下备用。

1.2 试验方法

1.2.1 超干处理方法

采用室温硅胶干燥法〔5〕：将种子置于尼龙网袋中，填埋于干燥器内的干燥硅胶里，种子与硅胶的质量比为1∶10，室温下脱水干燥，每12h更换经120℃烘干冷却后的干燥硅胶。每30d称重1次，当种子含水量分别降到试验所需要的含水量时，取出装入铝箔袋中密封贮藏。

1.2.2 超干种子的贮藏方式

将经超干处理后不同含水量梯度的种子放在一起组成1套种子，将成套种子分成4份，分别贮藏于－4℃、4℃、20℃（室温）、45℃条件下备用。种子贮藏时间为2008年6月至2011年6月，指标测定时间为2011年9月，通过发芽率、电导率指标测定及数据分析，观察不同情况下的贮藏状况。

1.2.3 回湿处理

经超干处理种子在吸胀时，由于水分急剧提高，膜相调整会出现紊乱现象，修复时间也相应延长，当修复速度赶不上膜相调整的速度时，往往会产生吸胀损伤〔6，7〕。所以在吸胀前要先对种子进行回湿调节处理，使吸水速度膜相调整速度相适合。具体方法是将贮藏到期的各超干处理种子分别置于尼龙网袋中，依次放入盛有饱和氯化钙溶液（相对湿度为35%）、饱和氯化铵溶液（相对湿度为70%）和蒸馏水（相对湿度为100%）的干燥器中，用凡士林密封，室温下分别平衡24h，取出待用〔8〕。

1.3 指标测定

1.3.1 发芽率指标测定

根据《牧草种子检验规程》〔9〕测定发芽率：以3层滤纸为发芽床，50粒／皿，重复4次。塔落岩黄芪发芽条件的选择为25℃恒温培养，光照8h，第7d首次计数，第12d木次计数。扁蓿豆发芽条件的选择为先在4℃下冰箱预冷7d打破休眠，再在20℃恒温下培养，光照8h，第10d首次计数，第14d末次计数，计算正常种苗的百分率。

1.3.2 电导率指标测定

取50粒种子称重，3次重复，称重后用去离子水冲洗3次，吸干种子表面吸附的水分，放入250mL的带盖三角瓶中，用量筒加入200mL去离子水。每次测定都设1个对照，对照加200mL去离子水。将三角瓶在20℃的恒温箱内放置24h后，用EC215型电导仪测定浸出液电导率，减去对照三角瓶内去离子水的电导率，再除以样品重量与硬实种子重量的差值，即为种子浸出液的电导率〔10〕。电导率计算公式为：

电导率（μs·cm－1·g－1）＝（样品值－对照值）／（样品重量—硬实种子重量）

2 结果与分析

2.1 超干贮藏扁蓿豆种子于不同温度下贮藏3年后发芽率的比较

从图1中可以看出，相同温度条件下随着含水量增加，扁蓿豆种子发芽率表现为先上升后下降的趋势。在45℃条件下，含水量为1.51%的发芽率最高，为39.0%，明显高于对照组21.5%的发芽率；在20℃、4℃和－4℃条件下，发芽率最高时，含水量均为2.69%，其各温度的发芽率分别为：45.5%、47.0%和48.5%。

在相同含水量条件下，随贮藏温度的降低，扁蓿豆种子发芽率呈现增大的趋势。其中45℃处理下的扁蓿豆种子发芽率与其他温度相比在各含水量梯度下都是最低。45℃条件下，在含水量为7.35%时，扁蓿豆种子发芽率最低，为21.5%；在－4℃条件下，在含水量为2.69%时，扁蓿豆种子发芽率最高，为48.5%。

图1 超干处理后不同含水量扁蓿豆种子在不同温度下的发芽率

2.2 超干贮藏扁蓿豆种子于不同温度下贮藏3年后电导率的比较

在同一含水量条件下，电导率随着温度的升高而增大（图2）。45℃条件下的扁蓿豆种子电导率均高于其它温度条件下各含水量的电导率，含水量为7.35%时，电导率值最高，为285μs／g·cm。其中扁蓿豆种子电导率在－4℃，含水量2.69%时最低，为123μs／g·cm。

图2 超干处理后不同含水量扁蓿豆种子在不同温度下的电导率

相同温度条件下，对照组电导率值都高于超干组 （除 －4℃、5.32% 外），45℃ 时，在 含 水 量2.69%～4.29%扁蓿豆种子电导率都处在较低水平，为210～221μs／g·cm；20℃处理下的扁蓿豆电导率随着含水量的增加呈先减后增的变化，含水量为2.69%～4.29%时值最低，都为174μs／g·cm；4℃处理下的扁蓿豆电导率随着含水量的增加变化平缓，对照组电导率值最大，为176μs／g·cm；－4℃处理下的扁蓿豆电导率随着含水量的增加呈先减少后增加趋势，含水量处于2.69%～4.29%之间时电导率值都处于较低水平，为123～140μs／g·cm。

2.3 超干贮藏塔落岩黄芪种子于不同温度下贮藏3年后发芽率的比较

由图3可知，塔落岩黄芪在45℃处理下的发芽率在各含水量梯度下都低于其他温度，在含水量为7.38%时发芽率最低，为0.0%。20℃、4℃、－4℃处理下的塔落岩黄芪种子在贮藏3年后其发芽率都高于45℃处理下的塔落岩黄芪发芽率，并且这3个温度下贮藏种子的发芽率在各含水量梯度下变化较缓，相比来说对照组种子发芽率都低于对应超干组种子。

20℃处理时，含水量在2.17%～4.74%之间发芽率较高，为86.0%～89.0%；4℃处理下含水量为2.17%时，发芽率最高为89.0%，对照组发芽率最低为77%；－4℃处理下在各含水量梯度呈缓慢降低趋势，在含水量为2.17%时，塔落岩黄芪发芽率最高为95.0%。

图3 超干处理后不同含水量塔落岩黄芪种子在不同温度下的发芽率

2.4 超干贮藏塔落岩黄芪种子于不同温度下贮藏3年后电导率的比较

从图4中可以看出，塔落岩黄芪种子电导率值在同一水分梯度下随着温度的升高而升高，同一温度下随着含水量的增加，电导率呈现增大的趋势，相同温度条件下，未经超干处理的对照组电导率较高，其值大于所有同一温度下其他含水量下种子。45℃处理下的电导率值都处于高位，其中在含水量7.38%时，电导率最大，值为290μs／g·cm；20℃、4℃、－4℃处理下的电导率曲线变化平缓，其中在－4℃条件，含水量2.17%时，电导率最低，值为70μs／g·cm。

图4 超干处理后不同含水量塔落岩黄芪种子在不同温度下的电导率

3 讨论与结论

传统的种子干燥理论认为种子贮藏寿命与种子的含水量和贮藏温度都有关，认为贮藏温度越低，寿命越长，贮藏时超干种子含水量越低，种子寿命越长。最适含水量随着贮藏温度的变化而变化，贮藏温度越高，种子超干处理后最适含水量越低，但就目前而言发现超干贮藏最适合含水量没有固定范围，因种子不同而不同。

3.1 超干处理后扁蓿豆种子的储存效果

本实验中发芽率随温度变化的总体趋势是随着温度的升高发芽率降低，同一温度下对照组发芽率值低于超干组，过度干燥不利于扁蓿豆种子贮藏，在含水量为2.69%左右时所有温度下都保持着较高发芽率，其中在－4℃时发芽率最大，为48.5%。

膜结构与功能的稳定主要表现在膜的选择透性上，若细胞受到轻微的破损，种子就会失去半透性功能，种子浸水后，细胞内的部分矿物质和有机质全渗到中，引起水的电导率增加。在本实验所设置的实验条件下，同一水分梯度下随着温度的升高电导率值增大，对照组电导率都显著高于超干组，且过度超干的种子电导率值都较高，其中在－4℃含水量为5.32%时电导率高于对照组可能是因为在这个条件下膜系统被破坏造成电解液大量渗出电导率偏高。单就电导率而言适度超干贮藏有利于扁蓿豆种子的贮藏，各温度下最适合含水量不随温度变化而变化，这与Vertucci等人的研究结果相一致〔11〕，本实验中塔落岩黄芪种子最适合含水量为2.69%。

本实验条件下超干贮藏适合扁蓿豆种子的保存，在－4℃含水量为2.69%时发芽率最大为48.5%、电导率为123μs／g·cm。

3.2 超干处理后塔落岩黄芪种子的储存效果

在4个温度下都呈现出随着含水量的增加发芽率降低的趋势，高温条件下超干组发芽率比对照组有显著增加，室温及低温条件下超干组都保持较高发芽率，说明在本实验中温度对塔落岩黄芪种子发芽率影响不是很大，其发芽率大小主要由含水量多少决定。45℃处理下在含水量2.17%～3.89%之间其发芽率值相对较高；20℃、4℃、－4℃处理下的塔落岩黄芪种子在贮藏3年后其发芽率都高于45℃处理下的塔落岩黄芪发芽率，并且这3个温度下贮藏种子的发芽率在各含水量梯度下变化较缓，各组之间相差不大，相比来说对照组发芽率都低于对应超干组种子，说明超干贮藏有利于塔落岩黄芪的保存。

电导率方面，塔落岩黄芪在同一含水量条件下随着温度的升高电导率值升高，同一温度下随着含水量的增加，电导率呈现增大的趋势，同一温度下未经超干处理的对照组电导率最高，其值大于所有同一温度下其他含水量下种子。45℃时在2.17%处电导率值最低，20℃、4℃、－4℃处理下的塔落岩黄芪电导率曲线相互变化不大较平缓，20℃处理下在2.17%～4.74%之间电导率值相对较小；4℃处理下的其含水量在2.17%～5.84%之间值都相对较小，－4℃处理下除对照组外其他含水量种子贮藏3年后都保持较完整的膜系统。

本实验条件下我们可以发现塔落岩黄芪适合超干贮藏，并且最佳含水量范围随着温度的降低范围增大，这与Smith等人的研究结果一致〔12〕，45℃时最佳含水量为2.17%；20℃时最佳含水量为2.17%～4.74%；4℃时最佳含水量为2.17%～5.84%；－4℃时最佳含水量为2.17%～5.84%，本实验下最佳贮藏条件为－4℃下含水量为2.17%，发芽率为95%、电导率为70μs／g·cm。

〔1〕江晓峰，景新明，郑光华 .含水量对种子储藏寿命的影响 .植物学报〔J〕.2001，43（6）：551－557.

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