粒重对花生幼苗素质及内含物变化的影响

史晓龙，张冠初，戴良香*，丁 红，慈敦伟，杨吉顺，秦斐斐，张智猛*

(1. 山东省花生研究所，山东 青岛 266100； 2. 新疆农业大学农学院，新疆 乌鲁木齐 830052)



粒重对花生幼苗素质及内含物变化的影响

史晓龙1,2，张冠初1，戴良香1*，丁 红1，慈敦伟1，杨吉顺1，秦斐斐1，张智猛1*

(1. 山东省花生研究所，山东 青岛 266100； 2. 新疆农业大学农学院，新疆 乌鲁木齐 830052)

以四个花生品种种子为试材，采用水培方法，研究了粒重对花生种子萌发后幼苗农艺性状及内含物变化的影响。结果表明，同一品种不同粒重对花生种子萌发期胚芽、胚轴和根长度的影响存在差异但不显著，其幼苗干重间亦无显著性差异，而其残留物间存在显著性差异，表现为大粒种子>中粒种子>小粒种子。不同粒重种子幼苗根冠比值因品种的不同而存在差异，花育33、花育25和花育22根冠比值大小随粒重的变化趋势依次表现为小粒种子>中粒种子>大粒种子，而花育20大粒种子幼苗根冠比值最大，小粒种子次之，中粒种子最小。同一品种不同粒重种子幼苗建成后的物质转移量间差异不显著，但其物质转移率间存在显著性差异，其变化趋势为小粒种子>中粒种子>大粒种子。可溶性淀粉和可溶性蛋白质含量均以小粒种子的叶片和残留物中较高，而可溶性糖含量则以大粒种子叶片、根和子叶残留物中较高。

花生；粒重；物质转移量；可溶性糖；淀粉；可溶性蛋白

花生是我国重要的油料作物，常年种植面积稳定在4670khm2[1]。与小麦、大豆、高粱、水稻等作物相比，花生种子较大，即使是珍珠豆型花生品种的百粒重也在60g 以上，大花生产区花生百仁重一般在 80g以上[2-3]，同时在实际生产过程中，往往选用粒重大、饱满的种子播种，单位面积土地用种量较大，种子成本较高。以往关于不同粒重花生种子大小对萌发、出苗及幼苗建植等影响的研究大多集中在玉米、小麦、大豆等作物[4-9]，对花生种子萌发过程中不同粒重类型种子吸水状况、不同粒重类型花生种子形状(长度、宽度、厚度)与萌发特性方面的研究已有报道，但有关不同粒重类型花生种子对幼苗建成、生长状况和各器官内含物含量变化的研究鲜有报道。

本试验通过对不同品种、不同粒重花生种子对萌发至幼苗阶段植株农艺性状及根、胚轴(轴)、胚芽及残留物中可溶性糖、淀粉等内含物含量影响的研究，明确种子大小对花生幼苗建成、生长状况和各器官内含物含量变化的影响，以期为花生选种、节本增效提供依据，并为花生生长后期水肥管控提供技术支撑[10-12]。

1 材料与方法

1.1 材 料

供试花生品种为花育20号(HY20)、花育33号(HY33)、花育22号(HY22)和花育25号(HY25)，均由山东省花生研究所提供。

1.2 方 法

选取收获6个月后籽粒无破损、完整的各品种花生商品种种子10kg，随机分别称取400粒的单粒重，分别为M1、M2、M3……M400，其中Mmin为最小单粒重，Mmax为最大单粒重，然后利用统计学方法，编制频数与频率分布表[12]，符合正态分布N(μ，σ2)，规定单粒重(μ+0.5σ～Mmax)为大粒重类型种子，单粒重(μ-σ～μ+0.5σ)为中粒重类型种子，单粒重(Mmin～μ-σ)为小粒重类型种子。各品种粒重分类见表1。

将100粒风干种子称重(W1)，80℃烘干至恒重(W0)；根据公式[(W1-W0)/W1×100]计算种子含水率，重复3次，利用种子含水率和种子风干重计算最初种子干重。另取备好的各品种不同粒重类型的风干种子逐粒编号、称重，用次氯酸钠消毒5min，再用无离子水冲洗干净、吸水纸吸干，依编号顺序依次置于带有双层湿润滤纸的洁净培养皿(d=120mm)中，于25±1℃室温下培养发芽，至三叶期(50%以上植株展叶数为3片)按幼苗各器官部位(根、胚轴、幼苗、子叶)分开，并分别测量幼苗株高、胚轴(轴)长、根长和各部分鲜重，然后，将各器官(幼苗、胚轴、根)、残留物(子叶)分别用锡纸包好置于烘箱80℃烘干至恒重后称其干重。其中，幼苗株高和胚轴分别以子叶节至真叶顶端和至须根生长点计。相关参数计算如下：

贮藏物质转运量=最初种子干重-残留物干重；

贮藏物质转运率(%)=(种子贮藏物质运转量/最初种子干重)×100。

1.3 测定项目及方法

可溶性总糖和淀粉含量的测定采用蒽酮比色法；可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法。

1.4 数据处理

所有数据用Excel2010和SPSS 19.0软件进行处理及统计分析

表 1 不同品种花生种子粒重大小分类

2 结果分析

2.1 粒重对幼苗根、轴长度和株高的影响

图1可见，不同粒重花生种子对株高、胚轴和根长度的影响存在明显差异。各品种不同粒重间根长和轴长均无显著性差异，而同一品种株高因粒重的不同存在差异。HY20不同粒重间株高大小为小粒种子>大粒种子>中粒种子；HY33中粒种子的株高最大，小粒次之，大粒最小，且中粒种子和小粒种子的株高均与大粒种子株高间存在显著性差异；HY25小粒种子株高最大，均与中粒和大粒种子株高间差异性达显著水平，分别高出56.78%和90.48%；HY25不同粒重种子的株高间均存在显著性差异，小粒种子株高分别比中粒、大粒种子株高高出56.19%和147.21%。

图1 粒重对花生幼苗根长、胚轴(轴)长、株高的影响Fig.1 Effect of different grain weight on the length of shoot、axis and root注：不同小写字母表示差异达显著水平，p<0.05。HY20L：花育20大粒重；HY20M：花育20中粒重；HY20S：花育20小粒重，HY33L：花育33大粒重；HY33M：花育33中粒重；HY33S：花育33小粒重；HY25L：花育25大粒重；HY25M：花育25中粒重；HY25S：花育25小粒重；HY22L：花育22大粒重；HY22M：花育22中粒重；HY22S：花育22小粒重。下同。Note: Different small letters indicate significant difference level, p<0.05. HY20L means HY20 large grain weight. HY20M means HY20 medium grain weight. HY20s means HY20 small grain weight. HY33L means HY33 large grain weight. HY33M means HY33 medium grain weight. HY33S means HY33 small grain weight. HY25L means HY25 large grain weight. HY25M means HY25 medium grain weight. HY25S means HY25 small grain weight. HY22L means HY22 large grain weight. HY22M means HY22 medium grain weight. HY22S means HY22 small grain weight. The same below.

2.2 粒重对幼苗和残留物干重的影响

图2可看出，不同粒重种子的植株干重因品种不同而存在差异。HY20和HY22植株干重(植株干重为去除子叶后的植株干重)为大粒种子>中粒种子>小粒种子；HY33中粒种子植株干重最大，比大粒种子、小粒种子分别高出17.68%和36.26%；HY25中粒种子植株干重最低，比大粒、小粒种子植株干重分别低9.09%和10.00%。种子萌发过程依靠子叶提供物质和能量以建成幼苗和植株，种子萌发残留物(残留物为萌发后剩余的子叶)干重表现为大粒种子>中粒种子>小粒种子。

图2 粒重对幼苗和残留物干重的影响Fig.2 Effect of different grain weight on seedling and remnant注：幼苗干重为摘除子叶后剩余植株的干物质重，残留物干重等同于种子萌发后剩余子叶干重。Note: Cotyledon weight was not included in seedling dry weight. Remnant dry weight was the same as cotyledon weight.

2.3 粒重对根冠比值的影响

不同粒重花生种子对花生幼苗根冠比值的影响不同(表2)。根冠比值变化因粒重类型和品种而异，HY33、HY25和HY22根冠比值的变化趋势为小粒种子>中粒种子>大粒种子，其中小粒种子幼苗根冠比值均与大粒种子间达显著性差异，与中粒种子间无显著性差异；HY20大粒种子根冠比值最大，小粒次之，中粒最小。

2.4 粒重对物质转移的影响

2.4.1 粒重大小对物质转移量的影响 表3可见，不同品种、不同粒重类型间的物质转移量存在差异，HY20和HY25大粒种子萌发时物质转移量最大，HY33中粒种子的物质转移量最大，而HY22则以小粒种子物质转移量最大。

表 2 粒重对幼苗根冠比值的影响

注：不同小写字母表示差异达显著水平，p<0.05。下同。

Note: Different small letters indicate significant difference level,p<0.05. The same below.

表 3 粒重类型对物质转移量的影响

表 4 粒重类型对物质转移率的影响

2.4.2 粒重大小对物质转移率的影响 表4可看出，不同花生品种间的物质转移率存在差异。同一品种各粒重间均差异显著。 HY20小粒种子比大粒和中粒种子分别高45.27%和28.02%；HY22大粒种子比小粒、中粒种子分别降低46.48%和31.99%；相同品种不同粒重类型间物质转移率变化趋势均表现为小粒种子>中粒种子>大粒种子。

2.5 粒重对各器官内含物含量的影响

2.5.1 粒重类型对可溶性糖含量的影响 由图3可看出，品种间不同器官中可溶性糖含量存在明显差异。同一品种不同粒重类型间同一器官中可溶性糖含量存在差异。各粒重类型幼苗地上部可溶性糖含量间存在差异，且除HY22外，其余3品种叶片可溶性糖含量小粒种子与中粒达显著性差异，并均以大粒型种子含量较高，HY20叶片可溶性糖含量大粒种子比中粒、小粒种子分别高出15.36%和28.89%，而HY22大粒种子却比小粒种子低15.10%。根和残留物中可溶性糖含量均以大粒重种子较高。

2.5.2 粒重类型对淀粉含量的影响 由图4可看出，不同器官中淀粉含量不同品种间均存在明显差异，但同一品种、相同器官、不同粒重类型间淀粉含量差异均不显著。HY22、HY33和HY25地上部淀粉含量变化均表现为小粒种子>大粒种子>中粒种子，而HY20为大粒种子>中粒种子>小粒种子。残余物中淀粉含量除HY22外基本以小粒型种子中含量较高，根和胚轴中淀粉含量各粒型间无明显规律性变化。

图 3 粒重对可溶性糖含量的影响Fig. 3 Effect of different grain weight on soluble sugar content

图 4 粒重对淀粉含量的影响Fig. 4 Effect of different grain weight on starch content

2.5.3 粒重类型对可溶性蛋白质含量的影响

图5可见，相同品种不同粒重类型种子萌发后，各器官中可溶性蛋白含量存在明显差异。地上部幼苗可溶性蛋白含量高低变化为大粒种子<中粒种子<小粒种子。其余各器官可溶性蛋白含量随粒重的变化表现并不一致。HY20和HY22胚轴中可溶性蛋白含量以中粒种子较高，HY33和HY25以小粒种子较高。HY20和HY33根中可溶性糖含量亦以中粒种子为高，而HY22和HY25则以大粒种子含量较高。相同品种不同粒重种子类型间残留物中可溶性蛋白含量较为一致，均以小粒型种子中含量较高。

图 5 不同粒重对幼苗可溶性蛋白质含量的影响Fig. 5 Effect of different grain weight on soluble protein content

3 结论与讨论

种子是形成下一代植株幼体和生长发育的基础，其大小对种子活力和幼苗生长具有一定的影响。以往关于不同粒重种子对幼苗建成影响研究结果较为一致，即种子大小与幼苗干物质量成正相关。冬小麦苗期和越冬前大粒种子植株株高均显著高于小粒种子的株高，幼苗长势壮，说明大粒种子植株在苗期生长具有一定优势[13-14]。春小麦大粒种子比小粒种子形成的植株分蘖数多，营养生长旺盛，收获穗数多，产量较高，但种子大小对穗长、单穗粒数及千粒重等性状无直接影响[15]。黄瓜、西瓜与南瓜的种子大小与三种瓜类幼苗质量有关的指标均呈正相关[16]，圣栎较大种子产生的幼苗相对较小的种子具有更大的耐荫能力[17-18]。李娘辉[19]研究结果认为，同一品种花生种子大粒重较小粒重种子萌发后植株生长健壮，花芽分化增多，从而成花率高，有利于获得高产，这与郭陞垚[20]等人的研究结果一致。

本试验结果表明，相同品种不同粒重类型种子花生植株地上部干重间不存在显著性差异，而残余物干重间差异性显著，不同粒重类型残余物干重大小依次为大粒种子>中粒种子>小粒种子。各粒重类型间根冠比值因品种的不同而存在差异，HY33、HY25和HY22根冠比值随粒重的变化表现为小粒种子>中粒种子>大粒种子，而HY20大粒种子根冠比值最大，小粒次之，中粒最小，可见小粒型花生种子较具发达根系之潜力。品种间和粒重类型间的物质转移量均存在差异，品种间物质转移率的变化均为小粒种子>中粒种子>大粒种子，表明小粒型花生种子萌发时具有较强的物质转移能力，其吸水后活力加强。相同品种各粒型种子的各器官中其可溶性淀粉和可溶性蛋白质等内含物含量间均无显著差异，但因粒重类型的不同其含量高低的变化趋势不同，可溶性淀粉和可溶性蛋白质含量均以小粒型种子的地上部和残留物中较高，而可溶性糖含量则以大粒型种子除胚轴外的地上部、根和子叶残留物中较高。当然种子大小和环境因子对幼苗行为的影响存在一定的交互作用[21-25]，需要在自然环境条件下进一步验证。本次试验结果仅在水培条件下进行，田间条件下不同粒重类型花生种子与萌发、出苗速率、幼苗建成及产量等因素间的关系有待今后深入研究。

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Effect of Grain Weight of Peanut on Seedling Quality and Inclusions

SHI Xiao-long1,2, ZHANG Guan-chu1, DAI Liang-xiang1*, DING Hong1,CI Dun-wei1, YANG Ji-shun1, QIN Fei-fei1, ZHANG Zhi-meng1*

(1.ShandongPeanutResearchInstitute,Qingdao266100,China;2.CollegeofAgriculture,XinjiangAgricultureUniversity,Urumqi830052,China)

With seeds of 4 peanut varieties as materials, hydroponic experiment was carried out to reveal the relationship between grain weight and seedling growth. The results showed that with the change of grain weight in the same variety, the budlet axis and root length was different but did not reach significant difference. There was no significant difference among dry weight of seedling, but the difference was significant among the remnant as large grain>medium grain>small grain. The root-shoot ratio of seedlings of different grain weight was different among varieties. The root-shoot ratio variation tendency were as small grain>medium grain>large grain according to the grain weight of Huayu33, Huayu25 and Huayu22. However, the root-shoot ratio of Huayu20 was large grain>small grain>medium grain. The translocation of matter had no significant difference among different weight grains of the same variety during the seedling stage, while the percentage of translocation matter had significant difference, which showed the variation tendency as small grain>medium grain>large grain. The content of starch and soluble protein of leaf and remnant was the highest in small grain, while the content of soluble sugar of leaf, root and remnant was the highest in large grain.

peanut; seed weight; translocation of matter; soluble sugar; starch; soluble protein

10.14001/j.issn.1002-4093.2016.03.007

2016-06-13

国家科技支撑计划(2014BAD11B04-03)；山东省科技发展计划项目(2013GNC11107)；山东省现代农业产业技术体系创新团队岗位专家(花生)(SDAIT-04-06)；山东省农业重大应用技术创新课题(2014)；山东省自主创新专项基金(2014ZZCX07401-12)；青岛市民生科技计划(14-2-3-34-nsh)；山东省农业科学院科技创新重点项目(2014CXZ06-2)

史晓龙(1993-)，男，甘肃定西人，新疆农业大学在读硕士研究生，作物栽培与耕作学专业。

*通讯作者：张智猛，研究员，主要从事作物高产栽培及水肥资源高效利用研究。E-mail: qinhdao@126.com

S565.2；Q591.1

A

戴良香，研究员，主要从事作物营养生理与生态研究。E-mail: liangxiangd@163.com