紫花苜蓿种子活力测定方法的比较

潘 佳，李 荣，郭耘欣，胡小文

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

紫花苜蓿种子活力测定方法的比较

潘 佳，李 荣，郭耘欣，胡小文

(草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020)

采用标准发芽法、胚根突出法、低温发芽法、电导率法对紫花苜蓿(Medicagosativa)10个种子样品的种子活力进行了测定，结果表明，基于标准发芽法的发芽率和活力指数，可将10个种子样品的种子质量分为3级；基于胚根突出法中胚根突出数可将其分为6级，计数胚根突出数的最适时间为24和28 h；基于低温发芽法的活力指数和发芽势可将其分为6级；而电导率法可将其分为7级。因而，电导率法作为紫花苜蓿种子活力评价指标最为敏感，其次为胚根突出法和低温发芽法，标准发芽法最不敏感。

紫花苜蓿；种子活力；标准发芽法；胚根突出法；低温发芽法；电导率法

种子活力(seed vigor)是指种子或种子批在发芽和幼苗生长期间内，活性与表现性能潜在水平的所有特性总和，是评价种子质量的重要指标[1]，影响种子迅速、整齐出苗及正常幼苗的形成[2]，也是决定幼苗建植与作物生产的重要因素之一[3]。因此，采用适宜方法正确测定种子或种子批的活力一直是国际种子科技工作者致力解决的难题之一。

目前，用于种子活力测定的方法主要有幼苗生长法、电导率法、加速老化法、TTC 定量法和综合分析法等[4]，测定种子活力的最适方法因物种不同而异。如国际种子检验协会(ISTA)提出电导率法对测定豌豆(Pisumsatium)种子活力较为适宜，老化法对测定大豆种子活力较为适宜[5]。加速老化法是最能正确反映豇豆(Vignaunguiculata)种子活力的方法[6]。逆境发芽法(15 ℃)和饱和盐加速老化可较准确反映胡萝卜(Daucuscarota)种子的活力[7]。平均胚根突出时间是测定燕麦(Avenasativa)种子活力和预测田间出苗率的重要指标[8]。

紫花苜蓿(Medicagosativa)是世界上栽培最早、分布最广的多年生豆科牧草之一。在我国，紫花苜蓿主要种植于边际土地，如黄土高原雨养区、黄河滩地、黄淮海盐碱地等，出苗不整齐，建植难是限制紫花苜蓿在上述区域栽培利用的主要原因[9-12]。采用高活力的紫花苜蓿种子是提高紫花苜蓿在边际土地建植的一个重要途径[13]。因而，如何简便而又准确地测定苜蓿种子活力显得尤为重要。

基于此，前人分别采用纸上发芽法[14]、加速老化法[15]以及电导率法[16]对紫花苜蓿种子的活力进行了测定，发现上述方法在一定程度上可反映紫花苜蓿不同种批的种子活力。王彦荣等[17]发现，与标准发芽法相比，电导法和催腐法可灵敏地划分紫花苜蓿种子质量。上述研究为紫花苜蓿种子活力的测定提供了有益的参考，但究竟何种方法更适宜于种子活力的测定，即有关种子活力测定方法的比较研究，在紫花苜蓿上尚未见报道。基于此，本研究以紫花苜蓿甘农3号(M.sativacv. Gannong No.3)种子为材料，比较标准发芽法、电导率法、低温发芽法、胚根突出法在紫花苜蓿种子活力测定上的优劣，以期为筛选适宜的种子活力测定方法提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 材料

甘农3号种子由甘肃农业大学草业学院提供，硬实率为3%，试验前室温条件下贮存。采用人工老化法(温度41 ℃、相对湿度100%)对供试种子分别老化0(CK)、24、36、48、60、72、84、96、108和120 h，获取10个不同活力的种子样品，分别命名为Ⅰ～Ⅹ。

1.2 不同种批种子活力测定方法

1.2.1 标准发芽法 按照牧草种子检验规程GB/T 2930.4-2001[18]。每处理3次重复，每重复100粒种子，在20 ℃、8 h光照/16 h黑暗条件下进行发芽试验。第3天起开始统计发芽(根据胚根和胚芽可以判断种子可以发育为正常幼苗的种子)，逐日统计至第10天。并在第7天测定幼苗长，即随机选取每个培养皿的5株幼苗进行测定。最后计算出活力指数和发芽势。

发芽率=发芽的种子数/供试种子数×100%;

发芽指数=∑(t时间的发芽数/相应发芽时间)；

活力指数=发芽指数×幼苗长度；

发芽势=第4天的发芽数/供试种子数×100%。

1.2.2 胚根突出法 在1.2.1的发芽试验中，自12 h开始，每隔4 h分别统计胚根突破种皮的总种子数和总萌发(胚根>2 mm)种子数，至48 h；之后每隔12 h统计一次，至84 h，最后一次统计是108 h。最后计算平均胚根突出时间、平均萌发时间。

平均胚根突出时间=∑(t时间内胚根突出数×相应时间)/最终胚根突出数；

平均萌发时间=∑(t时间内萌发数×相应时间)/最终发芽数。

1.2.3 低温发芽法 每个种子样品设3次重复，每重复100粒种子，并在10 ℃培养箱中进行发芽试验，其中培养箱光照条件为8 h光照/16 h黑暗。第3天起开始统计发芽，逐日统计至第10天。并在第7天测定幼苗长，即随机选取每个培养皿的5株幼苗进行测定。最后分别计算发芽指数和活力指数(1.2.1)。

1.2.4 电导率法 每个种子样品设3次重复，每重复数取均匀一致的甘农3号种子100粒，准确称重至0.001 g。往准备好的150 mL的三角瓶中分别加入100 mL蒸馏水，保鲜膜封口，室温条件下放置24 h。次日，将称重后的种子分别倒入三角瓶，充分摇荡，使种子沉入瓶底，保鲜膜封口；对照仅含100 mL蒸馏水。将所有三角瓶置于20 ℃培养箱，24 h后取出。室温条件下用DST-A型数字式电导率仪测定浸种液的电导率。按下式计算各种样的电导率[μS·(cm·g)-1]。

电导率=(样品电导率-对照电导率)/样品重。

1.3 数据统计分析

数据分析用SPSS 19.0统计软件，采用LSD法进行多重比较并用Duncan划分种批质量组，用Excel 2003进行绘图。

2 结果与分析

2.1 标准发芽法

随老化时间的延长，种子发芽率、发芽势、幼苗长度以及活力指数均呈下降趋势(图1)。其中发芽率将10个种子样品的种子质量分为3级：Ⅰ-Ⅵ种子样品为1级，Ⅶ、Ⅷ种子样品为2级，Ⅸ、Ⅹ种子样品为3级；此外，发芽势也将10个种子样品的种子质量分为3级：Ⅰ-Ⅵ种子样品为1级，Ⅶ种子样品为2级，Ⅷ-Ⅹ种子样品为3级；活力指数也将10个种子样品的种子质量分为3级：Ⅰ-Ⅵ种子样品为1级，Ⅶ种子样品为2级，Ⅷ-Ⅹ种子样品为3级。而基于幼苗长度仅可划分为两级，其中Ⅰ-Ⅸ种子样品为1级，Ⅹ种子样品为2级。

图1 不同种子样品发芽率、发芽势、幼苗长度与活力指数

2.2 胚根突出法

随老化时间的延长，各时段胚根突出数和萌发数呈现逐渐减少的趋势，但种子样品间的差异随萌发时间的增加呈现为先增加而后降低的趋势(图2)。如，基于24与28 h的胚根突出数，可将10个种子样品划为6个质量等级，而在16与32 h，则仅可划分为4个质量等级(表1)；28-40 h的萌发数，可将10个种子样品划分为5个质量等级，而24与44 h，则仅可划分为3个质量等级(表2)。

表1 10个种子样品在16-36 h间的胚根突出总数

注:同列不同字母表示种样间差异显著(P<0.05)。下表同。

Note: Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level. The same below.

图2 各种子样品在不同时间段的胚根突出数与萌发数

表2 10个种子样品在24-44 h间的萌发总数

随老化时间的延长，平均胚根突出时间与平均萌发时间呈递增趋势，相比平均萌发时间，平均胚根突出时间对于老化的反应更为敏感，可将种子样品划分为Ⅰ、Ⅱ-Ⅴ、Ⅵ-Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ-Ⅹ共5个质量等级；而基于平均萌发时间仅可分为Ⅰ-Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ和Ⅸ-Ⅹ共4个质量等级(表3)。

2.3 低温发芽法

随老化时间的延长，种子发芽率、发芽势、幼苗长度以及活力指数均呈下降趋势(图3)。其中活力指数可将10个种子样品的质量分为6级，其中种子样品Ⅰ为1级，种子样品Ⅱ和Ⅲ为2级，种子样品Ⅳ为3级，种子样品Ⅴ和Ⅵ为4级，种子样品Ⅶ为5级，种子样品Ⅷ-Ⅹ为6级；而发芽率可将10个种子样品的质量分为5级，其中种子样品Ⅰ为1级，种子样品Ⅱ-Ⅵ为2级，种子样品Ⅶ为3级，种子样品Ⅷ为4级，种子样品Ⅸ和Ⅹ为5级；发芽势也可将10个种子样品的质量分为5级，其中种子样品Ⅰ-Ⅱ为1级，种子样品Ⅲ-Ⅳ为2级，种子样品Ⅴ和Ⅵ为3级，种子样品Ⅶ为4级，种子样品Ⅷ-Ⅹ为5级；而基于幼苗长度仅可划分为3级，其中种子样品Ⅰ-Ⅴ为1级，种子样品Ⅵ为2级，种子样品Ⅶ-Ⅹ为3级。

表3 各种子样品平均胚根突出时间和平均萌发时间

图3 低温条件下不同种子样品发芽率、发芽势、幼苗长度和活力指数

2.4 电导率法

随老化时间的延长，种子电导率呈增加趋势(图4)。电导率可将10个种子样品的质量分为7级，其中种子样品Ⅰ为1级，种子样品Ⅱ为2级，种子样品Ⅲ-Ⅴ为3级，种子样品Ⅵ为4级，种子样品Ⅶ和Ⅷ为5级，种子样品Ⅸ为6级，种子样品Ⅹ为7级。

3 讨论

用不同的方法测定苜蓿种子活力并对种子样品质量进行分级，其分级结果因方法不同而异[17]。与此一致，本研究发现，4种种子活力测定方法在评定紫花苜蓿种子质量时存在较大差异。基于标准发芽法及其衍生指标的紫花苜蓿种子活力测定敏感度最差，仅能将10个种子样品分为3个质量等级，不能较好地反映出各种子样品间活力，且有研究表明，尽管发芽率相似的种批，其活力也可能不同[19]。相比其它3种方法，电导率法用于种子活力测定最为敏感，可将10个种子样品划分为7个质量等级，这与王彦荣等[17]在光叶紫花苕(Viciabenghalensis)、紫花苜蓿的研究结论一致，并指出电导率不仅可以更灵敏地划分种子样品，还可以较准确地预测田间出苗率。此外，胚根突出法与低温发芽法在紫花苜蓿种子活力的测定中亦有较好的表现，均可将10个种子样品划分为6个质量等级。这与在燕麦(Avenafatua)[8]和玉米(Zeamays)[20]上的研究结果一致，且低温和简易活力指数、田间出苗率、幼苗整齐度存在显著正相关，是测定玉米种子活力较好的方法[20]。但值得注意的是，应用胚根突出法在评价种子质量的时候，合适的计数时间是该方法运用的关键。对于紫花苜蓿，24和28 h较为适宜。平均胚根突出时间尽管也能较好地用于种子质量的划分，但由于其统计次数较多，费时费力，不宜采用。低温发芽法的发芽势和活力指数均可用于种子活力的测定，但相比活力指数，发芽势在实际操作中更为简单。

图4 不同种子样品电导率的变化

综上所述，电导率法用于紫花苜蓿种子的活力测定最为灵敏，其次为24和28 h的胚根突出数以及低温条件下种子的发芽势，标准发芽法及其衍生指标不适宜作为紫花苜蓿种子的活力测定指标。

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(责任编辑 武艳培)

Comparative study of seed vigor test inMedicagosativa

Pan Jia, Li Rong, Guo Yun-xin, Hu Xiao-wen

(State Key Laboratory of Grassland Agro-ecosystems, College of Pastoral Agriculture Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730020, China)

Seed vigor of 10 seed samples inMedicagosativawas determined by standard germination test, just germination test, cold germination test, and electrical conductivity test. We found that the 10 seed samples fell into three classification levels based on germination percentage and vigor index in the standard germination test. Under the just germination test, the 10 seed samples could be classified into 6 different levels based on radicle emergence with count time from 24 to 28 h after the beginning of incubation. Under the cold germination test, the seed samples could also be classified into 6 different levels based on vigor index and germination potential. Under the electrical conductivity test, the seed samples could be classified into 7 different levels. Thus, the electrical conductivity test was the most sensitive method forM.sativaseed vigor evaluation, followed by just germination test and cold germination test. The standard germination test was not suitable for seed vigor evaluation.

Medicagosativa; seed vigor; standard germination test; just germination test; cold germination test; electrical conductivity test

Hu Xiao-wei E-mail:huxw@lzu.edu.cn

10.11829/j.issn.1001-0629.2016-0259

潘佳，李荣，郭耘欣，胡小文.紫花苜蓿种子活力测定方法的比较.草业科学,2017,34(5)：1042-1048.Pan J,Li R,Guo Y X,Hu X W.Comparative study of seed vigor test inMedicagosativa.Pratacultural Science，2017,34(5)：1042-1048.

2016-05-16 接受日期：2016-09-31

公益性行业(农业)科研专项(201403048-3)；甘肃省重大科技攻关项目(2013 GS 05907)

潘佳(1991-)，女，甘肃民勤人，在读硕士生，主要从事作物栽培与耕作研究。E-mail：panj14@lzu.edu.cn

胡小文(1980-)，男，湖南洞口人，教授，博士，主要从事草业科学，作物栽培与育种研究。E-mail：huxw@lzu.edu.cn

S541+.103.7;S330.3+1

A

1001-0629(2017)05-1042-07