不同贮藏年限对燕麦种子活力的影响

金小雯，赵桂琴，柴继宽，孙浩洋，黎 蓉，焦润安

(甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心，甘肃 兰州 730070)

种子是农业生产中最基本和不可替代的生产资料，是农业发展的基础和先导[1]。种子质量对后期产品的品质和产量至关重要，而种子活力是检验种子质量最重要的指标之一，高活力种子有明显的生长优势，生产潜能和贮藏潜力[2]。随着种子的成熟，其活力逐渐升高，在形态和生理成熟时达到顶峰。生理成熟后，种子开始老化，活力逐渐降低[3]，表现为发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数等指标下降。贮藏时间对种子活力的影响在沙芥、柠条[4]、狗尾草[6]、苜蓿[7]、甜瓜[8]等多种植物上均有报道。

燕麦(Avenanuda)是优良的粮饲兼用作物[9]，世界五大洲42个国家都有分布[10]。随着人们生活水平的不断提高以及对燕麦营养价值和健康功效的了解，燕麦产品的消费量不断增加，同时燕麦作为我国高寒地区主要的一年生饲用作物，种植面积也逐年扩大，对燕麦种子的需求日益旺盛。燕麦种子的油脂含量较高，其中不饱和脂肪酸可达80%[11]，很容易氧化酸败，导致种子不耐贮藏，降低利用价值和产品品质[12]，因此，研究贮藏时间对燕麦种子活力的影响对其安全贮藏有重要意义。

有关燕麦种子老化研究多集中在利用人工老化方法模拟种子老化。杨苗苗[13]对燕麦进行老化处理发现，随人工老化时间的延长，供试燕麦种子发芽率呈下降趋势。孔令琪[14]报道，不同老化处理的燕麦种子经过一段时间的贮藏，发芽率显著下降。韩亮亮等[15]通过研究不同老化条件对燕麦种子的影响发现，老化种子发芽率显著下降，老化严重的种子基本丧失活力。有关自然贮藏条件下燕麦种子活力随贮藏时间变化的研究较少。甘肃是我国燕麦生产大省，每年在通渭、岷县、定西、会宁等中部地区生产大量燕麦种子，均在常温条件下贮藏。因此，试验通过对不同贮藏年限下燕麦的种子含水量、萌发特性、幼苗生长情况以及种子浸提液电导率进行测定，旨在了解燕麦种子活力随贮藏时间的变化情况，探讨甘肃中部地区常温条件下燕麦种子的安全贮藏期限，为其科学贮藏及高效利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试燕麦品种为白燕2号、坝莜9号、坝莜14号，种子产自甘肃省通渭县华家岭镇，分别于2017年、2016年、2015年、2013年和2009年收获，常温贮藏于甘肃省兰州市甘肃农业大学牧草实训基地种子室(年均温6.9℃)。试验于2017年在甘肃农业大学草业学院实验室进行，供试材料分别贮藏了0年、1年、2年、4年和8年。

1.2 测定内容与方法

含水量参照《国际种子检验规程》规定，称取净种子4.5 g放入铝盒，重复2次。在130～133℃下，将铝盒放入烘箱内烘1 h。盖好铝盒放入干燥器冷却30 min后称重并计算含水量：

种子含水量(%)=(m2-m3)/(m2-m1)×100

式中：m1为铝盒的重量，g；m2为铝盒和样品烘干前的重量，g；m3为铝盒和样品烘后的重量，g。

参照《国际种子检验规程》规定的燕麦种子发芽方法，采用培养皿纸上法进行萌发试验。随机选取燕麦种子200粒，用浓度为1%的次氯酸钠溶液消毒10 min后，无菌水冲洗种子3～5次，每50粒均匀摆放于内铺两层滤纸湿润的培养皿内，重复4次。置于25℃智能型光照培养箱内，前3 d暗培养，第4 d起按照14 h/10 h的光暗比进行光照培养，并开始每天统计种子发芽数，至第10 d统计结束。

发芽势(%)=第5 d发芽的种子数/供试种子总数×100%

发芽率(%)=发芽终期(10 d)发芽的种子数/供试种子总数×100%

发芽指数(GI)=∑Gt/Dt

活力指数(VI)=GI×S

式中：Dt为相应的发芽天数；Gt为与Dt相对应的不同时间(t天)的发芽数；S为发芽10 d幼苗的鲜重(g)。

幼苗生长10 d后，用游标卡尺测定每株幼苗从种子胚到最长叶叶尖和最长根根尖的长度，每皿随机测定5株。

随机数取每品种净种子50粒，放入150 mL三角瓶中，加入100 mL去离子水，轻轻摇晃三角瓶，确保所有种子完全浸没。以未放种子的去离子水为空白对照，4次重复。所有三角瓶用封口膜封好，于25℃恒温培养箱中浸泡24 h(±15 min)。浸种结束后，马上测定溶液的电导率[16]。

1.3 数据处理与统计分析

试验数据通过Microsoft excel 2010，SPSS 22.0数据分析软件进行整理、方差分析。

2 结果与分析

2.1 贮藏年限对燕麦种子含水量的影响

贮藏年限对燕麦种子含水量的影响较小(表1)。无论是贮藏8年还是当年收获的燕麦种子，其含水量均在6%变化。新收获的种子(2017年)含水量稍高于贮藏年限长的。白燕2号种子的含水量(6.12%～6.55%)并未因贮藏年限的延长而发生显著变化。坝莜14号的含水量变化(5.89%～6.67%)稍高于坝莜9号(5.84%～6.35%)。

表1 不同贮藏年限下燕麦种子的含水量

注：同列不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.2 贮藏年限对燕麦种子发芽势和发芽率的影响

燕麦种子的发芽势、发芽率随贮藏年限的延长呈下降趋势(表2)。当年收获的白燕2号与贮藏1年的种子发芽势和发芽率并无显著差异，但贮藏2年后开始显著(P<0.05)下降。贮藏8年后其发芽势和发芽率较当年收获的分别下降了64.38%和60.96%。坝莜14号的变化规律与白燕2号有所不同，其种子在贮藏2～4年时的发芽势和发芽率显著高于当年收获和贮藏1年。坝莜9号的变化趋势则类似于白燕2号，贮藏时间短的种子发芽势和发芽率高于贮藏时间长。

不同燕麦品种随贮藏年限的延长其发芽势和发芽率的变化有明显差异。白燕2号和坝莜9号发芽势和发芽率均在贮藏1年后最高，而坝莜14号在贮藏2年后最高。另外，白燕2号和坝莜14号贮藏4年后仍有90%的发芽势和发芽率，但坝莜9号只有60%。当贮藏年限延长至8年时，其发芽率仅有15%，不及前2个品种的一半。

表2 不同贮藏年限下燕麦种子的发芽势和发芽率

2.3 贮藏年限对燕麦种子发芽指数和活力指数的影响

贮藏年限对燕麦种子发芽指数影响显著(表3)。随着贮藏时间的延长，燕麦种子发芽指数呈明显下降趋势。白燕2号发芽指数贮藏1年后开始显著下降，贮藏4年后较收获当年下降了12.04%，贮藏8年后发芽指数降至9.56，较收获当年下降了79.84%。坝莜14号的发芽指数在贮藏2～4年后达到最高，显著高于收获当年和贮藏1年的；贮藏8年后较收获当年下降了64.06%。坝莜9号在2年内发芽指数保持稳定，到贮藏4年后降至27.92，为3个品种中最低，降幅也最大；贮藏8年后其发芽指数仍最低(8.28)。

燕麦种子的活力指数也随贮藏年限的延长而显著下降(表3)。与发芽指数的趋势相同，白燕2号的活力指数也在贮藏2年后显著下降(P<0.05)；坝莜14号也是贮藏2～4年后活力指数最高，显著高于收获当年和贮藏1年的种子。坝莜9号活力指数在贮藏4年后显著下降至48.45(P<0.05)，较同时期的白燕2号和坝莜14号分别低27.30%和38.54%；贮藏8年后活力指数降为5.99，较收获当年下降了90.97%。

表3 不同贮藏年限下燕麦种子的发芽指数和活力指数

2.4 贮藏年限对燕麦幼苗生长的影响

贮藏年限对燕麦幼苗的生长也有显著影响，燕麦幼苗芽长均随贮藏年限的增加而缩短(图1)。白燕2号的芽长在2年的贮藏期内未发生显著变化，但贮藏4年后明显缩短；贮藏8年后其芽长较收获当年缩短了48.24%。坝莜14号在0～4年的贮藏期内幼苗芽长变化不大，贮藏8年后显著缩短，较收获当年降低了25.74%。坝莜9号在贮藏2年后芽长就显著缩短(P<0.05)。

与芽长的变化相似，燕麦幼苗根长随贮藏年限的增加也呈缩短趋势(图2)。白燕2号幼苗根长在贮藏1年后显著缩短(P<0.05)，在1～4年变化较小；贮藏8年后较收获当年缩短了54.54%。坝莜14号在0～4年无明显变化，贮藏8年后显著缩短(P<0.05)。坝莜9号幼苗的根长与芽长变化一致，在贮藏2年后显著缩短，贮藏8年后降至最低(图2)。

图1 不同贮藏年限下燕麦幼苗芽长注：B2：白燕2号；B14：坝莜14号；B9：坝莜9号；同一品种不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

图2 不同贮藏年限下燕麦幼苗根长Fig.2 The root length of oat seeding under different storage years

2.5 贮藏年限对燕麦种子细胞膜透性的影响

贮藏年限显著影响了燕麦种子细胞膜的透性。随着贮藏时间的延长，燕麦种子浸提液电导率急剧增大(表4)。白燕2号贮藏8年，燕麦种子细胞膜透性增大，电导率增至74 μS/cm，坝莜9号甚至达到了84.17 μS/cm。品种之间的差异在贮藏1年后达到最大，坝莜14号的电导率较白燕2号和坝莜9号分别高出80.75%和14.91%。

不同燕麦品种随贮藏年限的增加电导率增大的趋势不同。白燕2号和坝莜14号随贮藏时间的延长呈先降低后升高的趋势，坝莜9号呈逐渐上升的趋势。坝莜9号在贮藏2年，4年和8年后的电导率均高于同时期其他2个品种。

表4 不同贮藏年限下燕麦种子的电导率

2.6 供试燕麦材料各项指标的方差分析

贮藏年限对燕麦种子含水量、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、电导率、幼苗根长和芽长的影响均达到极显著水平(P<0.01)；而品种对燕麦种子活力的影响较小，除对发芽势、发芽率和电导率的影响差异显著外，对其他指标无明显影响(P>0.05)(表5)。

表5 贮藏年限和品种间的方差分析

3 讨论

种子活力是种子发芽以及幼苗生长的速率和整齐度等多种特性的总和，受遗传基因、种子发育期间的环境条件、贮藏性能、贮藏环境等多种因素的影响，种子在完成生理成熟后会进入衰老过程，活力下降甚至丧失，因此，种子劣变是不可避免的[16]。在劣变的初期，种子发芽率或生活力下降，生产性能降低。根据国标GB4404.4-2010，燕麦种子发芽率低于85%、含水量高于13%，即不能作为种子使用。贮藏时间极大地影响种子的寿命[17]，长时间贮藏会导致种子老化，即种子膜脂过氧化作用增强、抗氧化酶活性下降、活性氧积累增多、膜完整性降低，造成种子活力下降[18]。最直观的表现是种子颜色变暗，失去光泽，发芽率明显下降，幼苗生长受到抑制[19-20]。王勇等[21]对不同贮藏年限老芒麦种子活力的研究发现，老芒麦发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数随贮藏年限的增加呈下降趋势。申青岭[22]也报道，春小麦种子贮藏年限越长其种子活力指数越小，发芽率等越低。纪亚君等[23]认为，当年收获的燕麦种子会发生休眠，之后其发芽率随储藏时间的增加而降低。贮藏9年的蒙农红豆草种子发芽率降为18.5%，贮藏8年后的缘毛雀麦种子发芽率仅为4.4%。试验中燕麦种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数等也随着贮藏年限的延长而显著下降，贮藏8年后燕麦种子的发芽率只有15.33%～38.00%，完全丧失了种用价值。

种子含水量是保持种子活力的关键因素。有研究发现沙芥种子的含水量与发芽率、相对电导率之间都呈一定的相关关系。种子含水量高则呼吸作用增强，贮藏物质水解加快，种子内营养物质消耗也加快[25-28]。燕麦种子的含水量在5.75%～6.67%，变化幅度很小，而且显著低于国标GB4404.4-2010要求的安全含水量(13%)。

电导率是进行种子活力判定的一个重要指标。种子老化后，细胞膜中的脂蛋白变性，膜结构发生变化，完整性丧失，种子内可溶性物质渗漏；且随着贮藏时间的延长，种子活力下降，可溶性物质(如糖、氨基酸等)渗出量增加，其相应的种子浸提液电导率增加[29]。在大多数牧草和作物种子活力测定中，电导率大小与种子活力高低呈负相关。试验也发现，随着贮藏时间的延长，燕麦种子活力显著下降，而电导率则急剧增大。贮藏8年后，燕麦种子活力指数降至活力指数降至5.99～13.68，而电导率则增大至74～84.17 μS/cm。

不同燕麦品种随贮藏年限的增加其种子活力变化情况不尽相同。白燕2号和坝莜14号种子在贮藏4年后发芽率仍在90%，活力指数在66；而坝莜9号的发芽率只有60%，活力指数也降为48.45，其种子活力远不及前二者，说明不同燕麦品种其种子的耐贮性差异较大，安全贮藏期明显不同。这在披碱草、狗牙根、水稻、玉米、老芒麦等牧草和作物上也有类似报道[30-34]。

4 结论

贮藏年限是引起燕麦种子活力变化的最主要原因。贮藏8年后燕麦种子发芽率低于40%，丧失种用价值。3个品种中，白燕2号和坝莜14号种子的安全贮藏期为4年；坝莜9号耐贮性最差，安全贮藏期只有2年。