武青山,董曉飛,白揚
(山西省農業科學院蔬菜研究所,山西太原030031)
種子活力是農作物能否獲得豐收的前提,在不同的儲藏條件下,種子存放多久仍然不影響種子活力,是種子貯藏者及種質資源保存者必須清楚的知識。研究分析種子在不同儲藏年限下的種子活力,有利于種子儲藏者及種質資源庫合理安排種子更換頻率,節約成本。
近年來,各類作物種子活力的研究越來越受到研究學者的重視。已經有許多試驗證明了儲藏年限對種子活力的影響,張梅娟等[1]研究低溫及貯藏年份對芍藥種子生根及其生理特性的影響,結果表明,芍藥種子儲藏1 a后,發芽率優于當年采收的和儲藏2 a后的種子,說明芍藥種子的最佳儲藏時間為1 a。帕提曼·阿布都熱合曼等[2]研究了不同貯藏年份實葶蔥種子的活力,結果表明,當年收獲的實葶蔥種子存在休眠,儲藏2~3 a的種子具有較高的發芽率,常溫貯藏5 a以上的種子活力過低,已經失去種用價值。李曉峰等[3]對不同貯藏時間下茄子種子活力進行研究,測定了種子的千粒質量、浸出液電導率等指標,結果表明,不同貯藏時間下茄子種子千粒質量發生極大變化,且儲存時間越長,種子活力越低。馬俊華等[4]研究不同儲藏年份下高粱種子活力的變化,結果表明,低溫保存17 a的種子與更新的種子發芽率差異不顯著,但發芽指數達到顯著差異水平。不同類農作物種子活力的研究,雖然與南瓜不屬于同一類型,但對本試驗具有重要的參考價值。關于儲藏時間與南瓜種子活力的關系,尚未見報道。
本試驗研究不同儲藏年限對南瓜種子活力的影響,測定種子發芽過程中的發芽率、發芽勢、發芽指數等多項指標,研究不同儲藏年限下南瓜種子活力的大小,旨在為南瓜種質資源的科學保存提供參考依據。
試驗所用南瓜品種為無蔓四號,由山西省農業科學院蔬菜研究所提供,分別有常溫儲藏1 a、常溫儲藏5 a、常溫儲藏9 a、常溫儲藏10 a的南瓜種子。
2019年3—4月在山西省農業科學院蔬菜研究所栽培實驗室進行試驗。每份南瓜材料取150粒種子,每個年份3次重復,做好標記。催芽前要進行種子消毒處理,避免種子發生霉變。用2%~4%的漂白粉溶液浸泡種子30 min,沖洗干凈。再采用溫湯浸種法,即將種子放入55~60℃溫水中,不斷攪拌,水溫下降至常溫下浸泡4 h后,取出種子,瀝干水份,放置于28℃的恒溫培養箱中培養,種子表面覆蓋濕紗布,催芽36 h后開始記錄種子發芽情況,每天10:00記錄一次。種子發芽的標準為胚根長度為5 mm以上,未萌發和胚根長度不夠5 mm的視為種子未發芽。
1.3.1 種子發芽率種子發芽率指萌發種子數與試驗種子數的比率[5-6]。
1.3.2 種子發芽勢種子發芽勢是指在發芽過程初期,單日發芽種子數達到最高時,發芽種子數占試驗種子數的比率[9-12]。一般測定種子發芽勢的時間為從第1天計算種子發芽到第4天為止。
1.3.3 種子發芽指數種子發芽指數是指在發芽試驗期間,每日發芽種子數與發芽日數之比的總和[13-14]。
采用單因素方差分析法檢驗(Tukey多重比較)表示各指標下每組種子之間的差異,數據差異顯著程度(α=0.05為顯著水平,α=0.01為極顯著水平)則用SPSS軟件檢驗,用Excel 2013制作圖表。
經過形態觀察(圖1),儲藏1、5 a的南瓜種子色澤白凈,儲藏9、10 a的南瓜種子邊緣黃化嚴重。因此,從外觀初步看出,隨著儲藏年限的增加,種子外表黃化明顯。
觀察溫水浸種后種子浸出液情況,發現儲藏1、5 a的南瓜種子浸出液中白色絮狀黏性漂浮物較多,浸出液較為清澈,黏稠度低,為略帶乳白色的透明液體;儲藏9、10 a的南瓜種子浸出液中絮狀漂浮物較少或幾乎沒有,且漂浮物顏色略發黃,浸出液稍渾濁,黏度高于前者,為發黃的透明液體。種子浸出液中的白色絮狀漂浮物為種子發育成熟過程中雌蕊子房壁上用于連接種子、固定種子、保護種子的薄膜狀結構,種子在采收過程中會有部分該結構殘留于種皮外部,經過浸種處理后其脫落于浸出液中,呈白色略發黃的絮狀漂浮物,其黃化的嚴重程度由在空氣中氧化程度決定[15]。而浸出液的黏稠程度也與此相關,儲藏年限越長,浸出液越混濁。
種子發芽率反映種子發芽與時間之間的動態關系,發芽率越高,證明種胚發育良好,生命活力強。從圖2可以看出,儲藏1 a的南瓜種子發芽率為100%,儲藏5 a的南瓜種子發芽率也為100%,儲藏9、10 a的南瓜種子發芽率明顯降低,分別為47.33%和40.66%。儲藏1 a的南瓜種子和儲藏5 a的南瓜種子發芽率間無極顯著差異,證明儲藏5 a的南瓜種子仍然保持極高的發芽率,能保證全部發芽。而儲藏9 a和儲藏10 a的南瓜種子的發芽率顯著降低,均不足50%。經單因素方差分析可知,儲藏9 a和儲藏10 a的種子與儲藏1、5 a的種子發芽率差異達極顯著,證明儲藏年限過長,會導致種子發芽率極大降低,此時的種子不適合再繼續保藏,也不適合生產中使用。
種子發芽勢反映種子的萌發速度。發芽勢越高的種子活力越強,幼苗生長整齊,反之則幼苗參差不齊。從圖3可以看出,儲藏1、5 a的南瓜種子出現單日發芽高峰期為浸種結束后的第2天(即36 h以后),幾乎在一天之內全部發芽。而儲藏9、10 a的南瓜種子浸種結束后的第3~5天才陸續開始發芽,發芽高峰期在浸種結束后第4天才出現,且單日發芽量很低。儲藏1a的南瓜種子平均發芽勢為85.33%,儲藏5 a的南瓜種子平均發芽勢為78.00%,儲藏9 a的南瓜種子平均發芽勢為20.00%,儲藏10 a的南瓜種子平均發芽勢僅為12.00%。與儲藏1 a種子的發芽情況作對比,儲藏5 a的南瓜種子仍然保持著很高的發芽勢,二者沒有明顯差異,種子出芽迅速,幼苗生長整齊,種子整體活力較高。而儲藏9 a和儲藏10 a的南瓜種子發芽勢極低,發芽遲緩且不整齊,活力明顯低于儲藏1 a和儲藏5 a的南瓜種子,且差異極顯著。
種子發芽指數反映種子萌發的整齊程度,活力強的種子發芽指數高,發芽所用時間短,發芽速度快,幼苗生長整齊。從圖4可以看出,儲藏1 a的南瓜種子平均發芽指數為46.19粒/d,儲藏5 a的南瓜種子平均發芽指數為44.29粒/d,儲藏9 a的南瓜種子平均發芽指數為9.79粒/d,儲藏10 a的南瓜種子平均發芽指數為7.97粒/d。儲藏5 a的南瓜種子與儲藏1 a的南瓜種子相比,平均發芽指數之間的差異不明顯,證明儲藏5 a的南瓜種子發芽所需的時間短,能迅速發芽,種子活力強。而儲藏9、10 a的南瓜種子發芽指數有極大程度的降低,種子發芽遲緩,導致幼苗生長不整齊,此種子不適合留種。
經試驗得知,常溫儲藏1 a的南瓜種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別高達100%、85.33%、46.19粒/d,種子活力較強。與儲藏1 a的南瓜種子相比,儲藏5 a的南瓜種子發芽率為100%,發芽勢為78%,發芽指數44.29粒/d,均無顯著差異,該種子保持著優良的活力,發芽情況良好,幼苗生長整齊,因此,儲藏5 a的南瓜種子仍然具有使用價值,而儲藏9、10 a的南瓜種子在發芽試驗中表現不佳,與儲藏1 a的種子相比,儲藏9 a的南瓜種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別為47.33%、20.00%、9.79粒/d,儲藏10 a的南瓜種子發芽率、發芽勢、發芽指數分別為40.66%、12.00%、7.97粒/d,發芽率低,發芽緩慢且不整齊,幼苗生長不如人意,因此,不能再作為種子使用。但關于常溫儲藏5 a的種子還能否繼續留種仍存在爭議[16]。本試驗認為,常溫儲藏5 a的南瓜種子仍然有很強的活力,但是郝茂鋼等[17]提出完全相反的結論,推測可能與南瓜種子品種、種子儲藏條件、浸種處理有關。關于常溫儲藏5 a的南瓜種子究竟活力如何,還有待進一步確定。