琼脂发芽床在水稻种子发芽试验中的应用

余亚莹 段永红 陈 灵 王 青

（1 湖南省水稻研究所，长沙 410125；2 湖南省湘种检验检测有限公司，长沙 410125）

发芽率是衡量种子质量最重要的指标之一，发芽率测定广泛运用于种子质量检验、种子活力研究、种质资源保存与监测中，是否能准确测定种子发芽率直接影响种子的贮藏、销售、使用、报废。同时，发芽率指标对播种量确定、种子包装仓储、种子等级划分和商品种子价格制定等都具有重要意义[1]。影响种子发芽率的主要原因有水分、光照、温度等外部原因，种子成熟度、种子含水量、种子休眠等内部因素及发芽期间的管理等人为因素[2]。在发芽率测定过程中，几乎所有种子都需要一个湿润但未被淹没的水分条件，但是随着种子吸水萌发，水分的控制是发芽试验测定过程中一个很难定量的过程。

琼脂广泛应用于植物组织培养和细菌培养，可以为微生物和细胞提供固态的介质和充足的水分，在水稻愈伤组织培养、转基因育苗中已广泛运用。同时，有研究者使用琼脂发芽床代替纸床用于烟草、牧草、野生林木种子的萌发试验。李振华等[3]采用琼脂床代替纸床检测烟草种子发芽势和发芽率，3个品种3 种类型种子发芽势和发芽率与传统纸床检验结果均无显著差异（p＜0.05）。张鑫等[4]研究表明，发芽基质对垂柳种子发芽率具有显著的影响，滤纸发芽床和琼脂培养基显著好于人工基质。

本研究选用3种常规水稻品种，按照GB/T 3543.4-1995[5]要求，研究滤纸发芽床、不同琼脂浓度发芽床对水稻种子萌发的影响，为使用琼脂床替代滤纸发芽床提供理论依据，并找到最适宜作为发芽床的琼脂浓度，为水稻种子萌发试验提供快速有效的方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料本试验选用无休眠的3 个常规品种天龙1 号、湘早籼45 号、创宇9 号，试验用种为2018 年收获的新鲜饱满、无霉变、无明显萌发的种子，初始含水量小于13%。材料均由湖南省农作物种质资源库提供。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计本试验以GB/T 3543.4-1995《农作物种子检验规程-发芽试验》中水稻种子纸上法（TP）作为对照，设置3g/L、6g/L、10g/L、15g/L、20g/L 5 个不同琼脂浓度的发芽床作为试验组，每个品种试验组和对照一共6 个水平，每个水平设4 次重复，每个重复50 粒种子。

1.2.2 发芽床制备使用17cm×12cm×4cm 的一次性透明塑料盒作为琼脂发芽床的容器，根据不同浓度配比称取相应重量的琼脂粉溶于纯净水中，加热至琼脂粉完全溶解，待溶液无色透明后，每个一次性盒子中倒入100mL 溶液，静置5min 待琼脂完全凝固冷却后即可。纸床使用两层湿润的发芽滤纸平铺于发芽盒内即可。

1.2.3 试验实施将每个重复50 粒种子均匀撒播在发芽床上，并以喷雾形式少量喷施水分于种子表面，盖上盒盖，放入人工气候箱，人工气候箱条件设定为恒温30℃，8h 光照，环境相对湿度70%。对照纸床从种子萌动开始，每天喷施适量水分。

1.2.4 数据记录和计算根据GB/T 3543.4-1995《农作物种子检验规程-发芽试验》中正常苗、不正常苗的要求，第4 天和第7 天记录正常发芽数，第7天记录不正常苗数和死种子数，同时第7 天在每个重复中选取10 株正常苗量取根长和芽长，作为种子发芽幼苗质量的评判依据。以剔除死种子的数量作为试验种子总数，发芽势（%）=第4 天正常发芽数/试验种子总数，发芽率（%）=7 天总正常发芽数/试验种子总数，不正常苗率（%）=总不正常苗数/试验种子总数。

1.2.5 数据处理所得试验数据采用DPS 和Excel 2010 进行统计分析，并对不同处理间进行显著性检验，显著性分析使用TUKEY 法。

2 结果与分析

2.1 不同琼脂浓度发芽床对水稻种子发芽的影响采用不同琼脂浓度发芽床和纸床对3 个不同水稻品种的发芽势、发芽率、不正常苗情况统计结果见表1。从表1 中可以看出，不同浓度发芽床对这3 个水稻品种发芽的影响主要是对发芽势的影响，天龙1 号和创宇9 号的发芽率和不正常苗率无显著性差异，湘早籼45 号中不同琼脂浓度间发芽率和不正常苗率无显著性差异，但与对照间存在显著性差异。

表1 不同琼脂浓度发芽床上种子发芽情况统计

2.2 不同琼脂浓度发芽床对水稻种子发芽幼苗质量的影响统计水稻种子发芽第7 天的根长和芽长，并对3 个品种6 个水平的根长和芽长进行方差分析，结果见表2、表3。由表2 中结果可知，品种间F值为7.7028，处理间F值6.5214，说明芽长在品种间和处理间差异显著。由表3 中结果可知，品种间F值为8.7256，处理间F值30.9091，说明根长在品种间和处理间差异显著。

对每个品种和处理的结果进行多重比较（表4），从表中结果可以看出，天龙1 号、湘早籼45号的芽长在处理间无显著性差异，创宇9 号的芽长对照显著优于所有琼脂发芽床，但不同琼脂浓度发芽床中的芽长无显著差异；根长在3 个品种不同琼脂浓度发芽床中均有显著差异，所有处理中，除了湘早籼45 号在6g/L、创宇9 号在3g/L 的琼脂发芽床上与对照无显著性差异外，其他处理的根长均显著优于对照。

表2 不同处理间芽长方差分析

表3 不同处理间根长方差分析

2.3 水稻种子在不同琼脂浓度发芽床与滤纸发芽床发芽效果的比较滤纸发芽床是GB/T 3543.4-1995《农作物种子检验规程-发芽试验》规定的TP（纸上法）采用方式，在表1 和表4 中可以看到，水稻种子在滤纸发芽床与琼脂发芽床时发芽势和根长有显著差异，但是发芽率和不正常苗率在天龙1 号和创宇9 号中无显著性差异，芽长在天龙1 号和湘早籼45 号中无显著性差异。采用琼脂发芽床在测定水稻种子发芽率时，与标准方法使用的滤纸床无明显差异，可以用琼脂床的方式替代滤纸床，利用琼脂床保水性好的特点，减少试验过程中定期增加滤纸水分的过程。但是，考虑发芽势和发芽初期幼苗质量时，琼脂床和滤纸床存在显著性差异，故不能用琼脂床替代滤纸床。

表4 不同琼脂浓度发芽床上种子发芽根长、芽长结果

不同琼脂浓度发芽效果在发芽率、不正常苗率、芽长3 个指标上无显著差异，但在发芽势和根长上差异显著。其中，发芽势在3 个品种中10g/L 的琼脂浓度的发芽势均优于其他处理或与其他处理无显著差异，根长在琼脂浓度10g/L、15g/L、20g/L 时明显优于其他处理，综上结果，琼脂浓度10g/L 时水稻种子发芽效果最好，在试验中可采用10g/L 琼脂浓度的发芽床得到水稻种子最优发芽效果。

3 讨论

研究表明，采用不同琼脂浓度作为水稻种子的发芽床测定水稻种子发芽率，除湘早籼45 号因不正常苗率偏高造成琼脂床和滤纸床有差异外，其余2个水稻品种的发芽率无显著差异，且湘早籼45 号发芽率测定过程中不同浓度琼脂床之间并无差异，说明琼脂床浓度对水稻种子发芽率影响无显著差异，选用3～20g/L 的琼脂发芽床均能测定水稻种子发芽率。但是在试验实际操作中发现，琼脂浓度高于10g/L 时，琼脂粉不易溶解；琼脂浓度小于3g/L 时，琼脂溶解后不易凝固。综合以上操作因素，认为在使用琼脂床作为介质时，琼脂的浓度在3～10g/L 之间比较合适。

从发芽势和幼苗第7 天后的根长结果上来看，水稻种子在滤纸发芽床和不同浓度琼脂发芽床有显著差异，如需测定水稻种子的活力指数、发芽指数时则需要考虑不同发芽床之间的影响。尤其是琼脂床作为介质发芽时，幼苗根长显著优于滤纸发芽床，其中在琼脂浓度10～20g/L 时水稻幼苗根系表现最好，综合琼脂床制备过程的难易程度，在幼苗培养时可以考虑使用10～15g/L 琼脂床作为发芽介质。

传统发芽试验一般采用纸床、砂床或者土壤作为发芽介质，已有研究者使用纱布、海绵、草炭、琼脂等其他介质作为林木类种子和花果等小粒种子的发芽床[6-7]，如草炭、琼脂培养基作为垂柳种子发芽介质，纱布作为火龙果种子发芽床。从前人的研究来看，琼脂发芽床在试验中综合表现与传统滤纸发芽床相比无不良效果，操作简单，保水性好，在试验过程中不需要额外添加水分，大大减少了人力成本和外界干扰，是一种可以广泛应用于种子发芽试验的非标准方法。