不同類型水稻種子活力的比較研究

(貴州大學農學院， 貴陽 550025)

水稻是我國重要的糧食作物之一，水稻高產與種子的產量和質量密切相關。種子活力是決定種子出苗與成苗的種子質量性狀，高活力種子表現出抗逆性強，可以顯著提高種子的出苗速度、整齊度和最終的發芽率，發揮高產和優質的潛在能力，因而種子活力可影響作物的一生及最終產量[1]。隨著水稻生產轉型和機械化生產水平的提高，高質量種子特別是高活力種子對水稻優良群體形態建成和產量提高有著重要的作用。種子活力是種子質量的重要特征，它是指種子在各種環境條件下具有發芽與出苗的潛在能力，以及幼苗形狀、貯藏性能和種子的抗逆性等特征的綜合表現，受遺傳、環境條件等因素的影響[2]。遺傳特性對種子活力的影響最為顯著，前人在水稻、小麥、玉米等作物種子上研究表明遺傳特性對種子活力的影響起著關鍵性的作用[3-6]。小麥品種間的遺傳差異對種子活力的影響要比地點間的差異大；除了受遺傳因素的影響外，環境因素對種子活力也有較大影響。周續蓮等研究發現，花后高溫降低了春小麥種子的發芽率、種子活力和淀粉酶活性[7]；陳年偉等研究表明，生態環境和天氣條件對雜交水稻種子發芽產生重要的影響，認為這些差異與開花、灌漿、成熟的氣溫條件有關[8]。前人研究主要涉及品種間的種子活力比較和環境條件對種子活力的影響，而針對不同類型水稻種子活力的差異性研究及受環境的敏感度研究鮮見報道。本研究以貴州地方不同類型水稻品種為材料，比較不同地點、不同類型水稻種子活力的差異，旨在探明不同類型水稻種子活力高低及對環境的響應，為以后高活力水稻種子生產栽培體系提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 試驗材料和設計

采用貴州地方水稻品種為試驗材料，其中秈粘、秈糯、粳粘、粳糯4種不同類型品種各20個。田間試驗在貴州省遵義市播州區團溪鎮白果村(ZY，107°04′E，27°25′N)和黔東南州凱里市碧波鎮朝陽村(KL，107°37′E，26°33′N)2個不同地點進行，2個試驗點氮肥、磷肥、鉀肥均以純氮150 hm2、P2O5100 kg·hm-2、K2O 135 kg·hm-2標準施肥，其中氮肥按基肥∶分蘗肥∶穗肥=5∶3∶2比例施用，磷肥和鉀肥分別均作基肥施入，密度以20 cm×26.4 cm規格移栽，其他水分管理和病蟲害防治均按當地高產栽培技術進行，成熟時及時收獲種子。

1.2 測定項目與方法

將2個不同生態點收獲的種子采用標準發芽方法進行種子發芽實驗，即浸種24 h，每個品種隨機數取種子300粒，分3次重復，每次重復100粒，以專用發芽紙為發芽床置于發芽盒中，然后將發芽盒放入光照培養箱(設置為光照/30 ℃/8 h和黑暗/20 ℃/16 h)進行發芽試驗，以放入光照培養箱當天計為0 d，每天統計發芽粒數，以芽長約為谷粒長的一半，根長約與谷粒等長視為發芽，到第7天時統計發芽數后剪下幼苗芽烘干稱重，計算發芽率、發芽指數和活力指數：

發芽率(%)=(發芽種子粒數/供試種子粒數)×100%；

發芽勢(%)=(發芽高峰期發芽的種子數/供試種子數)×100%(按照GB/T 3543.4—1995種子檢驗規程規定時間為5 d)；

發芽指數(GI)=∑(Gt/Dt)，式中Dt為發芽日數，Gt為與Dt相對應的每天發芽種子數；

活力指數(VI)=GI×S，S為幼芽干物重(g)。

1.3 數據統計與分析

試驗數據采用Excel 2007軟件進行整理，Statistix 9.0數據分析軟件進行數據分析，多重比較采用LSD法。

2 結果與分析

2.1 不同地點對秈型和粳型水稻種子活力的影響

根據水稻秈、粳型分類(表1)可知，不同地點對水稻種子發芽勢的影響不顯著，而對水稻種子發芽率、發芽指數和活力指數均產生顯著的影響；不同類型水稻之間的種子發芽勢、發芽指數和活力指數的差異顯著；水稻品種類型和地點互作均對種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數產生極顯著的影響。

在相同試驗地點，除了遵義的種子發芽率外，2個試驗地點的秈稻種子發芽勢、發芽指數和活力指數均顯著大于粳稻，其中凱里和遵義秈稻的種子發芽勢、發芽指數和活力指數分別比粳稻高出10.2%、20.1%、31.5%和2.0%、6.7%、10.7%。在秈型水稻中，凱里的

表1 不同地點對秈型和粳型水稻種子活力的影響

注：不同字母表示在0.05差異顯著；ns代表處理間差異未達到0.05顯著水平；“*”代表處理間差異達到0.05顯著水平，“**”代表處理間差異達到0.01顯著水平，“***”代表處理間差異達到0.001顯著水平。下同。

表2 不同地點對粘型和糯型水稻種子活力的影響

類型地點發芽勢發芽率/%發芽指數活力指數粘KL91.8a96.2a35.5a25.6aZY88.2b93.9b26.0c18.0b糯KL82.9c92.8b27.0b15.6cZY86.5b92.7b23.4d13.6d地點ns*******品種類型************地點×品種類型**********

表3 不同生態點對不同類型水稻種子活力的影響

水稻種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數均顯著高于遵義，其中凱里的水稻種子發芽指數和活力指數比遵義分別高出33.7%和41.0%；在粳型水稻中，凱里的發芽勢顯著低于遵義試驗點，發芽率在兩個生態點差異不顯著，而凱里的水稻種子發芽指數和活力指數均顯著高于遵義，凱里的種子發芽指數和活力指數比遵義分別高出18.8%和18.7%。

2.2 不同地點對粘型和糯型水稻種子活力的影響

根據水稻粘、糯型分類(表2)可知，不同地點對水稻種子發芽勢的影響不顯著，而對水稻種子發芽率、發芽指數和活力指數均產生顯著的影響；不同類型水稻之間的種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數的差異顯著；水稻品種類型和地點互作均對種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數均產生顯著的影響。

在相同試驗地點，除了遵義的發芽率外，凱里和遵義的粘稻種子發芽勢、發芽指數和活力指數均顯著大于糯稻，其中凱里和遵義粘稻的發芽勢、發芽指數和活力指數分別比糯稻高出10.7%、31.5%、64.1%和2.0%、11.1%、32.4%。在粘型水稻中，凱里水稻種子的發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數均顯著高于遵義，其中凱里的粘型水稻種子發芽指數和活力指數比遵義分別高出36.5%和42.2%；在糯型水稻中，凱里試驗點的發芽勢顯著低于遵義試驗點，發芽率在2個不同試驗點下差異不顯著，而凱里的水稻種子發芽指數和活力指數均顯著高于遵義，與遵義點相比，凱里的種子發芽指數和活力指數分別高出15.4%和14.7%。

2.3 不同地點對不同類型水稻種子活力的影響

根據水稻秈粘、粳粘、秈糯、粳糯4種類型分類(表3)可知，不同地點對水稻種子發芽勢的影響不顯著，對水稻種子發芽率、發芽指數和活力指數產生影響顯著；不同類型水稻之間的種子發芽勢、發芽指數和活力指數的差異顯著；水稻品種類型和地點互作均對水稻種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數產生顯著的影響。

在相同試驗地點下，秈粘型的種子發芽勢和發芽指數顯著高于其他類型，其次分別為粳粘、秈糯，粳糯型為最小；種子發芽率和活力指數以秈粘性顯著高于其他類型，其次分別為粳粘、粳糯，秈糯型為最小。在相同類型水稻之間中，除遵義的粳、糯型水稻種子的發芽勢和發芽率高于凱里外，凱里的秈粘、粳粘、秈糯水稻種子的種子發芽勢、發芽率、發芽指數和活力指數均高于遵義；在種子發芽勢方面，凱里的秈粘、秈糯發芽勢分別高于遵義點6.75%和0.7%，達到顯著水平；在種子發芽率方面，凱里的秈粘、秈糯發芽率分別高于遵義點3.15%和3.40%，達到顯著水平；在種子發芽指數方面，凱里的秈粘、粳粘、秈糯和粳糯發芽指數分別高于遵義點44.9%、27.6%、20.0%和10.3%；在種子活力指數方面，凱里的秈粘、粳粘、秈糯和粳糯發芽指數分別高于遵義點46.9%、35.1%、30.9%和1.34%。

3 討 論

在農業勞動力日趨緊張、作物機械化規模生產的新常態下，高活力種子由于減少了間苗、補苗、定苗和提苗等管理環節，種子活力將對作物高產形成發揮越來越重要的作用。種子活力具有高度的遺傳性，研究發現遺傳因素對雜交水稻種子活力起主導作用[9]，在小麥種子活力的研究中也指出基因型對小麥的種子活力影響起著顯著作用[10]。本研究結果也表明，不同類型水稻間種子活力存在顯著的差異，從秈、粳型來看，在相同的生態條件下，秈稻的種子發芽指數、活力指數均顯著高于粳稻；從粘、糯型來看，粘型的種子活力指數顯著高于糯稻；從秈粘、粳粘、秈糯和粳糯來劃分，水稻種子發芽指數和活力指數以秈粘最高，其次為粳粘，秈糯和粳糯在2個地點表現不一致，基因型對常規水稻種子活力產生顯著的影響，這可能與不同類型水稻種子的直連淀粉含量、蛋白質等內含物有關，至于其相關的遺傳相關生理生化機制，有待深入研究。

種子活力是一個綜合性狀，除了受遺傳因素的影響外，種子發育期間的環境條件、貯藏條件等因素也會對種子活力產生重要的影響[11-13]。本實研究結果表明，無論從秈粳型、粘糯型、還是從秈粘、粳粘、秈糯、粳糯4種類型分類來看，凱里點的種子發芽指數、活力指數均顯著高于遵義點，這也證實了生態條件對種子活力產生顯著的影響，與前人的研究結論一致。但是在本研究中同時還發現，從秈、粳型來看，秈型水稻的發芽指數、活力指數在2個不同地點的差異幅度大于粳稻，其中秈稻的發芽指數、活力指數在2個不同地點分別相差8.6和6.3，粳型在2個不同地點分別相差4.5和2.8；從粘、糯型來看，粘型水稻的發芽指數、活力指數在2個不同地點的差異幅度大于糯稻，其中粘稻的發芽指數、活力指數在2個不同地點分別相差9.5和7.6，糯型在2個不同地點分別相差3.6和2.0；從秈粘、粳粘、秈糯、粳糯來看，種子發芽指數、活力指數在2個不同地點變化幅度以秈粘最高，其次分別為粳粘、秈糯，最小為粳糯，表明不同類型水稻的種子活力對生態條件的反應有所差距，至于生態條件對種子活力的相關生理機制有待深入研究。

4 結 論

不同類型水稻種子活力存在顯著性差異，生產地點對水稻種子活力產生顯著的影響，并且不同類型水稻種子活力受環境影響的大小有所不同。