微波处理对油菜种子活力的影响

杨旖旎，徐洪志，曾 川，黄 涌，唐玉琴，尹 璐，郑 楠，包鹏琴

（1.重庆三峡学院，重庆万州 404100；2.重庆三峡农业科学院，重庆万州 404155）

油菜产业是保障国家粮油安全的重要产业[1-2]。油菜种子是油菜产业的“芯片”，种子储存是全产业链的重要环节。种子湿度、携带病菌及害虫等对种子储存具有重要影响，而微波处理有利于种子储存，目前已在干燥、杀菌杀虫等领域得到广泛应用[3]。种子活力是国际种子检验协会提出的评价种子质量的一个综合指标，直接影响到作物的产量和品质，高活力种子具有明显的生长优势和生长潜力[4]。目前关于微波处理后油菜种子活力变化的研究报道较少。本试验开展微波处理对油菜种子活力的影响研究，旨在为油菜生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

ZB01，属稳定的甘蓝型油菜早熟品系，使用2021年收获的种子；F1200属稳定的甘蓝型油菜中熟品系，使用2021年收获的种子；德新油59，属甘蓝型油菜中熟杂交品种，使用2020年收获的种子。种子均由重庆三峡农业科学院油料室提供。

1.2 试验方法

试验设183 个处理，即3 个试验材料、5 个微波功率、12 个微波处理时间，3 个未经微波处理的油菜种子作为对照（CK）。每个处理设3次重复。

2021 年在重庆三峡农业科学院中心实验室进行试验，每个处理均称取油菜种子30 g，然后放在格兰仕微波炉[型号：P70F20EN3P-ZSB(B0)]中进行微波处理。

5 个微波功率为140 W、280 W、420 W、560 W、700 W。每个功率下都设12 个时间处理，即微波处理时间分别为30 s、1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、10 min、15 min、16 min、17 min、20 min、25 min。

处理后测定种子的发芽率、发芽势、正常苗率和种子浸出液电导率，计算发芽指数。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 发芽、发芽势及发芽指数

在室内进行发芽试验。常温下，每种材料用100粒种子在培养皿中发芽，3 次重复。统计24 h 和72 h内发芽种子数。

式（1）中，Gt 为每天发芽的种子数；Dt 为相应的发芽日数。

1.3.2 正常苗率

发芽试验结束后，调查每个处理正常苗的数量，计算正常苗率。

正常苗率=正常幼苗数/全部幼苗数×100%

1.3.3 种子浸出液电导率

参考冯新乾[5]的方法，称取大小均匀、吸湿平衡后的干净种子1 g，用超纯水清洗3 次，用滤纸吸干浮水后置于洁净的100 mL 烧杯中，加入50 mL 超纯水，用保鲜膜封口，在20 ℃恒温条件下浸泡16 h，用雷磁DDSJ-308A 电导率仪测定浸泡液的电导率。以超纯水的电导率为对照，重复3次，取平均值。

实际电导率=电导率读数-对照读数

1.4 数据分析

使用Excel 2016整理试验数据，用SPSS 22进行方差分析，使用Graphpad Prism7绘图。

2 结果与分析

2.1 微波处理对油菜种子发芽率的影响

参试材料ZB01 未经微波处理（CK）的种子发芽率为79.00%，经过140 W 30 s、280 W 30 s 微波处理后的种子发芽率分别达到86.67%、91.67%；在140 W 1 min和2 min的微波处理下，发芽率分别为78.67%和76.67%，都与CK 差异不显著；在140 W 5 min、280 W 2 min、420 W 1min、560 W 1 min 和700 W 1 min 微波处理下的种子发芽率趋于零（见表1）。说明ZB01在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s处理下种子发芽率正常。

表1 参试材料ZB01不同微波处理的发芽率 单位：%

由表2 可见，F1200 未经微波处理（CK）的发芽率为88.00%，经过140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 的微波处理后，发芽率分别为89.33%、92.67%、90.67%，后两者有所提高，但与CK差异不显著；280 W 30 s、280 W 1 min 处理后种子发芽率分别为82.67%、75.33%，有所降低，但与CK差异不显著。说明F1200在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min、280 W 30 s和280 W 1 min处理下的种子发芽率正常。

表3数据表明，德新油59未经微波处理（CK）的种子发芽率为92.33%，在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 和140 W 3 min 微波处理的种子发芽率分别为93.67%、94.00%、92.00%和81.67%，与CK 差异不显著；280 W 30 s、280 W 1 min 处理的种子发芽率分别为89.00%、89.67%，与CK 差异不显著。说明德新油59 采用140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min、140 W 3 min、280 W 30 s、280 W 1 min 微波处理的种子发芽率正常。

表3 参试材料德新油59不同微波处理的发芽率 单位：%

3 个参试材料种子获得正常发芽率的处理条件略有差异，但在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s微波处理下都能获得与CK无显著差异的种子发芽率；其他微波处理的发芽率都显著降低或不发芽。低功率短时微波处理的种子发芽率有升高现象发生，但与CK差异不显著。

由表4 可以看出，在相同功率的微波处理下，三种参试材料的发芽率差异不显著，表明各参试材料在微波处理后的发芽率变化规律是一致的，发芽率有随微波功率增大而下降的趋势。

表4 三种参试材料的种子发芽率比较 单位：%

2.2 微波处理对油菜种子发芽势的影响

3 种参试材料在不同处理下的种子发芽势有所差异。ZB01 CK 处理的发芽势为58.67%，140 W 30 s 处理的发芽势为25.33%，与CK 差异显著；280 W 30 s处理的发芽势为61.33%，与CK 差异不显著；其他处理的发芽势都与CK 差异显著。F1200 CK 处理的发芽势为68.67%，140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s 处理的发芽势分别为68.00%、75.67%、67.00%和65.33%，与CK 差异不显著；其他处理的发芽势与CK差异达显著水平。德新油59 CK处理的发芽势为78.00%，所有微波处理的发芽势都降低，且与CK差异达显著水平。

在相同功率的微波处理下，三种参试材料的发芽势差异不显著，表明各参试材料在微波处理后的发芽势变化规律是一致的，发芽势有随微波功率增大而下降的趋势（见表5）。

表5 三种参试材料的发芽势比较 单位：%

2.3 微波处理对油菜种子发芽指数的影响

发芽指数是种子综合萌发指标的体现，能够决定种子萌发的速率。各参试材料微波处理后的发芽指数变化规律是一致的，在相同功率的微波处理下，三种参试材料的发芽指数差异不显著；发芽指数都有随微波功率增大而下降的趋势（见表6）。

表6 三种参试材料的发芽指数比较

2.4 微波处理对油菜种子正常苗率的影响

由表7 可以看出，在相同功率的微波处理下，三种参试材料的正常苗率差异不显著，表明各参试材料在微波处理后的正常苗率变化规律有一致性，正常苗率都有随微波功率增大而下降的趋势。

表7 三种参试材料的正常苗率比较 单位：%

2.5 微波处理对种子浸出液电导率的影响

种子活力一般与种子浸出液电导率存在负相关关系[6]。由表8 可以看出，在相同功率的微波处理下，ZB01与F1200的电导率差异不显著，两者与德新油59的电导率差异达极显著水平。电导率有随微波功率增大而升高的趋势。

表8 三种参试材料种子浸出液的电导率比较

3 小结与讨论

种子活力是衡量种子质量是否优良的重要指标之一，其检测指标有多种[7-8]。本文选择了发芽率、发芽势、发芽指数、正常苗率和电导率等指标开展研究，结果表明，微波处理功率大小和时长对以上指标均有影响，因参试材料不同略有差别。在相同微波处理功率下，随着处理时间的延长，三种参试材料的种子发芽率、发芽势、发芽指数和正常苗率均呈降低趋势。短时间低功率的微波处理对油菜种子的发芽率、发芽势、发芽指数和正常苗率无显著影响，长时间大功率的微波处理降低了发芽率、发芽势、发芽指数和正常苗率。

值得注意的是，三种参试材料在不同处理下的种子发芽势有差异，可能与种子休眠特性不同有关。

种子浸泡液电导率的高低可以在一定程度上反映种子的活力，国际种子检验协会也将电导率作为种子活力的测定指标之一。经过微波处理后的油菜种子在浸泡过程中，如果浸泡液清澈无味，则电导率数值低，种子活力高；浸泡水发黄有味浮有油脂，则电导率数值高，种子活力低。这是因为油菜种子经过长时间高功率的微波处理，种子内部结构被破坏，油菜种子的油被烤出来了，种子已经丧失了活力。本研究表明，在相同功率的微波处理下，ZB01 与F1200 的电导率差异不显著，但两者与德新油59的差异达极显著水平；三种材料未经微波处理（CK）的电导率差异达极显著水平，说明种子特征本身有差异。电导率有随微波功率增大而升高的趋势。

本研究结果表明，所有参试材料在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 和280 W 30 s微波处理下的种子活力都正常。前人研究表明，微波处理对种子有杀菌杀虫、延长种子存储时间的效果。魏秋瑞开展热处理对小麦储藏特性的影响研究后认为，385 W 80 s微波处理对小麦种子的生活力无显著性影响，同时达到最大程度的灭虫、除霉效果[9]。因此建议种子存储前进行适当水平的微波处理。

本研究处理种子量仅为30 g，对大量种子储存前的微波处理方法需进一步研究。