低溫脅迫對油菜種子發芽及成苗的影響

王瑞森，沈 盟，姚祥坦

(嘉興市農業科學研究院，嘉興314000)

油菜是世界上重要的油料作物之一，我國油菜種植面積和產量均居世界第一[1]。油菜也是我國重要的越冬油料作物，可以與水稻等作物實行復種輪作，對冬閑田特別是長江流域稻茬田的利用發揮著重要作用。近年來，油菜產區晚稻成熟期推遲，低溫對稻茬直播油菜影響較大，常常導致播種后缺苗等現象。

種子萌發正常與否以及萌發后是否能長成幼苗，受水分、氧氣、溫度等因素影響[2]。有研究表明，低溫對油菜種子發芽率、發芽速度產生較大影響，會引起種子吸脹損傷，影響田間出苗率和幼苗的健壯生長[3]；花生[4]、番茄[5]、小麥[6]在低溫脅迫下種子萌發成苗時間延長，發芽率、發芽勢和種子活力指數均有不同程度的下降；陶群等[7]認為隨著脅迫溫度的降低，花生幼苗根長會受到極大影響，同時導致根系活力降低，出苗率降低；張澤全等[8]認為低溫使小麥發芽速度降低，幼苗生長受到影響，根長苗長降低；低溫處理時間越早，對番茄種子萌發影響越大[9]。油菜種子萌發的適宜溫度為20—25℃，該溫度下，一般24 h即可出芽，2—3d出苗；15—20℃條件下,3—5d出苗；5℃左右條件下，20 d以上才能出苗,低于3—4℃則不利于種子萌發[10-12]。杭嘉湖平原地處長江中下游，油菜是本地區主要越冬農作物之一,本研究結合實際生產，從產量、抗性等方面選擇9份油菜穩定品系進行低溫種子萌發試驗，以期為本地區耐低溫油菜育種和生產奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

綜合產量、抗性指標，經多代自交，選擇出穩定品系9份(表1)。

表1 材料類型

1.2 試驗方法

優選大小均一、飽滿無病蟲侵蝕的油菜種子，取質量分數為1%的生理鹽水浸泡消毒后，蒸餾水清洗數遍，風干備用。取各品系處理后的種子100粒，放入鋪有兩層濾紙的培養皿(培養皿事先消毒烘干)中，加入25 ml蒸餾水，以濾紙濕潤出水、種子全部覆蓋水分為宜，蓋上玻璃蓋，放入光照培養箱(博訊BSG-400型)。培養箱模式設置為光照12 h、黑暗12 h，光照黑暗溫度設3種處理：(1)25 ℃20 ℃；(2)15 ℃10 ℃；(3)10 ℃5 ℃，每個處理3次重復。每天統計出芽率和成苗數，芽長大于2 mm認為發芽，幼莖直立、子葉鋪展、子葉由黃變綠認為成苗。第7天統計25℃20℃和15 ℃10 ℃條件下各品系最終發芽率，第10天統計最終苗數。第14天統計10 ℃5 ℃條件下最終發芽率和成苗數，并分別測量各溫度條件下最終成苗的苗高和根長。

1.3 測定方法

幼苗活力指數(SVI)= 發芽率× 總苗長

種子活力測定方法參照顏啟傳等[14]編著的《種子活力測定的原理和方法》。

1.4 統計方法

運用Excel 2013軟件和SPSS 19.0軟件對數據進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 低溫對油菜種子萌發的影響

由圖1(A—C)可以看出，隨著溫度降低發芽速度隨之減緩。25 ℃20 ℃處理條件下，各品系第1天均有不同程度的萌發，在第3—4天趨于穩定；15 ℃10 ℃處理條件下，在第5—6天萌發趨于穩定；10 ℃5 ℃溫度條件下，萌發進程明顯受到影響，第3—4天各品系陸續開始萌發，第11—12天趨于穩定。

2.2 低溫對油菜種子活力的影響

各品系隨著溫度的降低，其GI逐漸降低，說明低溫對發芽指數有較大影響，但不同品系在不同溫度條件下差異較大。與25 ℃20 ℃處理條件下相比，10 ℃5 ℃條件下，153010、154001和153013的GI數值降幅較大，分別是82.5%、77.5%和74.7%，144026降幅最小，為65.9%；15 ℃10 ℃溫度條件下，144001和153010的GI降幅分別是42.3%和39.8%；153013和153003的GI降幅分別是16.0%和15.7%。

2.3 低溫對油菜種子成苗的影響

由圖2A—C看出，隨著溫度的降低，出苗進程有所延緩。25 ℃20 ℃處理條件下，4—5 d出苗開始穩定；10 ℃5 ℃條件下，12—13 d出苗趨于穩定；15 ℃10 ℃處理條件下7—8 d出苗穩定。153001和153013總體出苗較好，受溫度影響較小，154001和153010受溫度影響較大。

表2 溫度對種子活力的影響

注：MGT，平均發芽時間；GI，發芽指數；SVI,幼苗活力指數。 表中同列數據后無相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

結合圖1D和圖2D可知，隨著溫度的降低，各品系發芽率、出苗率均有不同程度的降低，25 ℃20 ℃處理條件下各品系的發芽率、出苗率均高于94%，品系間差異不大。與25 ℃20 ℃條件下相比，15 ℃10 ℃條件下，各品系出苗率在75.0%—95.0%，154001和153010下降最多，分別為22.5%和16.2%，其他各品系也分別有不同程度降低，幅度在4.4%—10.1%；10 ℃5 ℃條件下，各品系發芽率和出苗率降幅分別是0%—20.1%和8.2%—68.2%，其中153001和153013出苗率在90%以上，其余均低于90%，144001、154001和153010較低，分別是35.0%、31.1%和41.0%。

2.4 低溫對油菜幼苗形態的影響

表3 溫度對油菜出苗形態的影響

3 結論與討論

油菜種子萌發期和成苗期對低溫脅迫敏感，不同品系抗低溫程度不同，遺傳背景的差異對種子低溫發芽能力起決定作用[17]。本研究中，153001和153013在低溫下萌發速度較快，出苗率較高，適合作為遲直播和低溫地區種植品種，154001和153010受溫度影響較大，萌發出苗緩慢，出苗率較低，應避免低溫及遲直播種植。

本研究表明，低溫降低了種子活力、幼苗活力指數和發芽指數，這與低溫脅迫下油菜[14]、玉米[15]、小麥[8]和番茄[5]等發芽指數和活力指數降低的結論一致。隨著溫度的降低，各品系苗高、根長、和總長均有不同程度的降低，10 ℃5 ℃處理對油菜根苗的影響顯著大于15 ℃10 ℃處理，這與鮮孟筑等[18]、楊德光等[19]分別在油菜和玉米上得出的結論一致。本研究表明，低溫對根長的影響要大于對苗長的影響，這與張澤全等[8]和張海艷[20]結論不同，可能與作物種類以及本研究所采用的萌發措施、光照強度和時間有關。

已有研究表明，種子萌發期耐低溫水平與苗期抗低溫能力顯著相關[21]。在油菜生長發育的起點進行耐低溫性評價，篩選耐低溫品種對本地區遲播油菜具有重要參考價值。下一步將結合大田中油菜耐低溫的具體表現做進一步分析。