抗冷测定法评价烟草种子活力

潘威 杨晓东 乔雨 罗秀 杜景诚 张轲 顾建龙 马文广

摘要：为了探索抗冷测定法评价烟草种子活力的可行性，以中国主栽的15份不同品种、年份的烟草种子作为材料，研究吸涨温度、时间等因素对抗冷测定法评价烟草种子活力结果的影响。结果表明，于5 ℃低温吸涨4 d后，在25 ℃标准发芽第7 d时，以子叶展开、幼苗正常为计数标准统计发芽率，可以评价烟草种子的活力，该发芽率与种子实际出苗率的线性回归方程的决定系数（R2）达到0.947 6，高于标准发芽条件下发芽指标与出苗率回归方程的R2，可以准确反映烟草种子在田间的实际出苗表现，并且该方法的重复性良好。

关键词：抗冷;烟草;种子活力;出苗率

中图分类号：S722.1+3文献标识码：A文章编号：1000-4440（2020）02-0312-06

Abstract：In order to explore the feasibility of cold resistance measurement （CRM） in detecting tobacco seeds vigor， 15 kinds of domestic major tobacco seeds with different varieties and producing time were used as materials to study the effects of factors such as imbibition temperature and time on evaluation results of tobacco seeds vigor by CRM. The results showed that the germination rate of tobacco seeds was counted on the 7th day of standard germination at 25 ℃ after four days of imbibition at 5 ℃， all the seeds with spreading cotyledon and normal seedlings met the counting standard. The determination coefficient（R2） of the linear regression equation of germination rate under this condition and actual seedling emergence rate was 0.947 6， which was higher than that of the linear regression equation of germination rate under standard germination condition and actual seedling emergence rate. The CRM results can reflect the field performance of tobacco seeds accurately， and the method shows good repeatability.

Key words：cold resistance;tobacco;seeds vigor;emergence rate

煙草行业在中国经济中扮演着举足轻重的角色[1-2]，在中国经济走向高质量发展的背景下[3-4]，推进烟草农业高质量发展[5-7]是贯彻国家新发展理念的重要举措。烟草种子是烟草农业的基础性生产资料[8-10]，提高烟草种子质量、降低育苗成本、增加烟农收入对于烟草农业的高质量发展具有重要意义。种子活力[11-12]是指在广泛的田间条件下，决定种子迅速整齐出苗以及幼苗正常生长的潜力，是衡量种子质量极为重要的指标，能够体现种子质量的全面状态。因此可见，提高种子活力是进一步提高种子质量的重要方法。高活力的种子[13-14]健康饱满、完整无损，在各类环境甚至是逆境胁迫下，仍能快速整齐出苗，且生长健壮、正常发育，能够达到优质高产的目的。目前，烟草主要采用集约化、标准化漂浮育苗的方式育苗[15]，但仍常有低温、高湿等逆境发生，从而影响种子的正常出苗。采用高活力的烟草种子是解决这类问题的重要手段，但是烟草种子质量目前主要通过发芽率来检测，发芽率仅能反映种子是否具有生活力、能否在理想环境下萌发，不能准确反映种子在复杂田间环境中的实际出苗表现，因而不能用于评价种子的活力。因此，探索并建立烟草种子活力检测的准确方法[16-17]，并由此提升烟草种子质量，对于烟草农业的高质量发展具有重要意义。在国外，抗冷测定法[17]在玉米种子上的应用广泛，在国内也有该方法在玉米[18]、甜瓜[19]种子上应用的报道。该方法模拟早春田间温度低、土壤含水量高的环境，检测种子在逆境下的萌发表现，具有快速、简单易行以及与出苗率相关性高等特点。目前，国内关于烟草种子活力检测方法的报道较少，也没有关于抗冷测定法评价烟草种子活力的系统研究报道。本研究将结合烟草种子现有的置种、种子发芽率检测设备及方法，探索利用抗冷测定法评价烟草种子活力的可行性。

1材料与方法

1.1供试材料

本试验所用烟草种子来自玉溪中烟种子有限责任公司，共包括5个品种（系）15个批号的种子：云烟85[批号：2003-0144、2001-0164（云烟85雄性不育系）、2008-0927（云烟85雄性不育系）]、云烟105（批号：2015-0030、2007-0010、2015-0059）、云烟97（批号：2005-0228、2005-0178、2012-0971）、云烟87[批号：2001-0064、2002-0138、2014-2882（云烟87雄性不育系）]、K326（雄性不育系）（批号：2004-0402、2004-0387、2013-0229）。这些品种每年在全国的种植面积合计超过80%，具有较高的代表性。

1.2试验方法

1.2.1标准发芽处理在培养皿中垫置1层海绵、2层滤纸，加水至滤纸湿润，分别取上述烟草种子各100粒均匀置于滤纸上，每份设3次重复，盖上培养皿盖，放入培养箱内进行萌发培养，保持箱内温度为（25±1） ℃，每天光照12 h，发芽期间保持滤纸湿润。从第5 d开始，每天记录种子的发芽数量，以胚根正常、胚轴顶端见绿为种子发芽的计数标准，统计至第14 d。第7 d记录种子发芽势（GP），第14 d记录种子发芽率（GR），并计算发芽指数（GI），GI的计算公式：GI=Σ（Gt/Tt）。式中，Gt表示t时间的发芽数;Tt表示发芽时间（d）。

1.2.2种子的抗冷测定分别取15份不同批号的烟草种子，均匀置于垫有海绵、滤纸的培养皿中，每皿放置100粒，在培养皿底部加入自来水，确保种子萌发期间的水分充足。先分别于10 ℃、8 ℃和5 ℃低温吸涨2 d、4 d和8 d，然后于25 ℃进行标准发芽试验，每个批号的种子设3次重复。在第5 d以胚根正常、胚轴顶端见绿为计数标准，在第7 d、14 d以幼苗2张子叶展开和幼苗正常、健壮为计数标准，分别计算种子在第5 d、7 d和14 d的发芽情况。

1.2.3漂浮育苗种子出苗率检测将育苗温度划分为4个时间阶段：00∶00-06∶00，8 ℃;06∶00-12∶00，20 ℃;12∶00-18∶00，25 ℃;18∶00-24∶00，12 ℃。育苗基质采购于玉溪果木林场，采用595孔漂盘，按1粒/孔的密度播种，育苗过程严格依照公司内部烤烟漂浮育苗技术规程进行，在第22 d，以2张子叶展开和幼苗正常、健壮为判断依据统计出苗率。

1.2.4差异显著性分析与回归分析用SPSS 17.0软件进行同一品种不同批号种子间标准发芽指标、出苗率、种子活力（抗冷测定法）的差异显著性分析;用Excel 2013进行标准发芽指标、抗冷测定结果与出苗率的线性回归分析。

2结果与分析

2.1标准发芽结果与出苗率

漂浮育苗的出苗率是衡量烟草种子活力高低的最终依据，标准发芽结果、抗冷测定结果都应与之进行比较。为了保证试验结果具有较高代表性，本试验统计分析了全国烟区约180份育苗温度数据，在人工气候室内进行模拟，白天12 h的温度设定为20～25 ℃，晚上12 h的温度设定为8～12 ℃。由表1可以看出，每个品种（系）3个批号种子的出苗率均不相同，其中云烟85、云烟87、云烟97的3个批号间均有显著差异，說明这3个品种的3个批号种子间活力差异显著;而K326（雄性不育系）、云烟105则是生产年份最早的第1个批号种子的出苗率较低，与后2个批号间差异明显，但后2个批号间的出苗率接近，无显著差异。

烟草种子的发芽势、发芽率、发芽指数均在温度为25 ℃、水分充足但不淹没种子的理想环境下测定。由表1还可以看出，同一烟草品种3个不同批号种子的发芽指标均不相同，总体变化趋势与出苗率一致，说明它们与出苗率呈正相关;但是发芽势、发芽率均高于实际出苗率，如批号为2001-0164的云烟85（雄性不育系）的发芽率为83.33%，实际出苗率仅为52.37%，批号为2003-0144的云烟85的发芽率为95.00%，出苗率仅为71.90%，批号为2008-0927的云烟85（雄性不育系）的发芽率为97.67%，出苗率为90.52%。这说明发芽指标很难有效代表种子的实际出苗情况，尤其是活力较低的种子，即发芽结果与出苗情况不符。对于发芽指数仅相差0.83个百分点、发芽率仅相差2.67个百分点且无显著差异的云烟85（批号：2003-0144）与云烟85（雄性不育系）（批号：2008-0927）而言，两者漂浮育苗的出苗率相差18.62个百分点，表现出显著差异;对于云烟87、云烟97而言，结果与云烟85类似。总体分析可知，发芽势、发芽率、发芽指数等发芽指标难以准确反映种子活力。

2.2抗冷测定法烟草种子活力检测结果

2.2.1温度对抗冷测定结果的影响中国烟区的育苗时间一般在12月至次年2月之间，常遭遇低温逆境，从而影响种子出苗。抗冷测定试验在烟草种子快速吸水膨胀与平稳吸水阶段[20]给予低温逆境，然后用种子发芽指标判断种子活力。在逆境影响下，种子酶活性降低，代谢减弱，膜系统修复能力受损，吸涨过程会发生损伤，且萌发、幼苗生长也会受到抑制，高活力种子经逆境后恢复至理想环境仍会正常萌发生长，而低活力种子则无法萌发或造成幼苗弱小甚至畸变。本试验采用容易实现且能稳定保持的10 ℃、8 ℃和5 ℃低温环境，让种子吸涨4 d后再进行标准发芽处理，15个批号的种子在不同萌发时间的发芽结果见表2。比较不同温度逆境对种子发芽的影响发现，温度越低，种子前期（第5 d、第7 d）发芽率受到的影响越大;生产年份越早、活力越低的种子，受低温的影响越大，发芽率降低明显，如批号为2001-0164的云烟85（雄性不育系）在10 ℃、8 ℃、5 ℃低温处理后，第5 d的发芽率分别为46.67%、37.67%、2.00%;生产年份较晚、活力较高的种子，受低温的影响较小。但萌发第14 d时，这种由于不同低温处理引起的发芽率差异缩小，不同低温处理的同一批号种子的发芽率基本接近，这说明种子发芽前期（第5 d、第7 d）的结果更能体现种子间活力的差异。在统计第5 d的结果时发现，烟草种子的子叶一般尚未完全从种皮中脱离，只能以见到绿色作为计数标准，但在实际出现绿色的子叶中，子叶生长后期畸形、弱小的情况时有发生，且该计数标准由人为引起误差的可能性较高，重复性不好。综合分析后，采用处理第7 d的结果评价烟草种子活力更加适宜。

分析可知，在10 ℃、8 ℃条件下，多数烟草品种（系）的后2个批号间第7 d的发芽率未表现出显著差异，如批号为2014-2882的云烟87（雄性不育系）在10 ℃吸涨处理后，第7 d的发芽率为96.00%，批号为2002-0138的云烟87的发芽率为90.33%，二者差异不大;而在5 ℃低温吸涨后，对同一品种（系）3个批号的种子第7 d的发芽率进行两两比较的结果显示，除云烟105外，不同批号的种子间在0.05水平均表现出显著差异，如批号为2014-2882（云烟87雄性不育系）的发芽率为93.00%，而批号为2002-0138（云烟87）的发芽率降为85.00%，二者之间差异显著。由此得出，5 ℃的抗冷测定结果相比10 ℃、8 ℃的更能体现烟草种子活力的差异，更能反映其田间的实际表现。由于温度低于5 ℃后，控制温度并保持高稳定性的难度较大，结果重复性会受到影响，因此本研究并未进一步探讨更低温度对种子活力测定结果的影响。

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（责任编辑：徐艳）