高活力玉米種子生產(chǎn)理論在九圣禾2468 中的應(yīng)用研究

高永澤 顧日良 魏國慶 李 莉 趙海燕 蔡國強(qiáng) 王建華

（1 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院種子科學(xué)與技術(shù)研究中心/北京市作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種子全程技術(shù)研究北京創(chuàng)新中心，北京 100193；2 新疆九圣禾種子標(biāo)準(zhǔn)研究院有限公司，昌吉 831100）

在種子生產(chǎn)過程中，種子活力是一項(xiàng)能夠綜合評價種子質(zhì)量的重要指標(biāo)，高活力的種子具有明顯的生產(chǎn)潛力及生長優(yōu)勢，如田間出苗率高、逆境抵抗力強(qiáng)、耐貯藏性能好等。影響種子活力的因素復(fù)雜多樣，主要包括遺傳因素和環(huán)境因素。種子的成熟度作為環(huán)境因素之一，與種子的大小、質(zhì)量、種皮顏色等特性密切相關(guān)，收獲時間的不同會導(dǎo)致種子的成熟度與活力有較大差異，因此成熟度可作為影響種子收獲時期活力大小的一項(xiàng)重要指標(biāo)。玉米種子的適宜采收期并非處于干物質(zhì)含量達(dá)到最大時的生理成熟期，而是在種子發(fā)芽率及綜合活力均為高峰的時期。顧日良等[1]對授粉后35～62d 不同收獲期收獲的京科968 的5 個物理指標(biāo)及8 個生理指標(biāo)進(jìn)行了綜合分析，結(jié)果表明種子活力隨收獲期推遲而上升，在授粉后59d（早于正常收獲時間）達(dá)到最高；此外，適期收獲還能降低病蟲害侵入及低溫霜凍引起的種子活力下降風(fēng)險，并為后期種子的生產(chǎn)加工過程預(yù)留更多時間。不同品種的最適收獲期不同，種植在不同區(qū)域的同一品種的最適收獲期也可能不同。有研究表明，不同品種的最佳收獲期差異主要由其積溫需求差異決定，以活力為標(biāo)準(zhǔn)確定的最佳收獲期比傳統(tǒng)以生理成熟為依據(jù)的收獲期平均提早5d[2]，因此選擇該品種在適宜種植區(qū)域的最適收獲期對提高種子整體質(zhì)量、降低種企加工成本、增加生產(chǎn)效益具有重要意義。

九圣禾2468 是由山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所和九圣禾北京農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院有限公司科企合作，采用數(shù)字化育種新方法，開展商業(yè)化育種而取得的科技新成果[3]。本研究從發(fā)芽率、老化活力、冷浸活力及冷凍活力等方面對不同成熟度的九圣禾2468 玉米雜交種種子進(jìn)行綜合研究，并結(jié)合含水量、乳線位置等指標(biāo)，開展高活力玉米種子早收理論在九圣禾2468 中的應(yīng)用研究，探究九圣禾2468 玉米雜交種的最適收獲期及相應(yīng)的田間判定標(biāo)準(zhǔn)，為九圣禾2468 種子的高活力生產(chǎn)提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料本試驗(yàn)以玉米雜交種九圣禾2468為材料，于2019 年在新疆昌吉州進(jìn)行，在授粉后53d（8 月31 日）開始取樣，每隔3d 采收1 次（第1 次采收間隔4d），至授粉后69d（9 月16 日）結(jié)束取樣。果穗采收后，對玉米果穗中間位置的乳線情況進(jìn)行現(xiàn)場拍照，記錄乳線位置及采收日期。

1.2 試驗(yàn)方法含水量測定。隨機(jī)取30 粒種子，采用高溫烘干法，4 次重復(fù)。種子水分（%）=S1+S2-（S1×S2）/100，式中：S1 為第1 次整粒種子烘后失去的水分（%），S2 為第2 次磨碎種子烘后失去的水分（%）。標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽測定。隨機(jī)數(shù)取玉米種子150 粒，平均分3 份，1%次氯酸鈉溶液消毒5min 后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24h 后的兩層發(fā)芽紙上，再覆蓋一層浸濕的發(fā)芽紙，疏松卷紙后豎直置于25℃溫室中，發(fā)芽7d 鑒定并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。發(fā)芽率=第7 天計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)。

活力測定。（1）老化活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子150 粒，均分3 份，1%次氯酸鈉消毒后的種子放入濕度95%、溫度45℃的老化箱中，老化處理72h 后將種子取出薄攤并風(fēng)干，鋪于浸泡24h 后的兩層發(fā)芽紙上，再覆蓋一層浸濕的發(fā)芽紙，疏松卷紙后置于25℃溫室中，發(fā)芽7d 后鑒定并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。老化活力=第7 天計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)。（2）冷凍活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子150 粒，均分3 份，1%次氯酸鈉消毒后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24h 后的兩層發(fā)芽紙上，再覆蓋一層浸濕的發(fā)芽紙，疏松卷紙后置于10℃恒溫培養(yǎng)箱中，黑暗條件下豎直放置7d，7d 后轉(zhuǎn)移至25℃溫室中，發(fā)芽7d 后鑒定并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。冷凍活力=第7 天計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)。（3）冷浸活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子150 粒，均分3 份，1%次氯酸鈉消毒后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24h 后的兩層發(fā)芽紙上，再覆蓋一層浸濕的發(fā)芽紙，疏松卷紙后置于4℃的低溫冷循環(huán)槽內(nèi)，冷浸處理72h 后取出，置于25℃溫室中，發(fā)芽7d 后鑒定并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。冷浸活力=第7 天計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理所有數(shù)據(jù)均用Microsoft Excel 2019進(jìn)行統(tǒng)計(jì)整理，用IBM SPSS Statistics 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同發(fā)育成熟度九圣禾2468 的發(fā)芽率及活力水平標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果顯示（圖1），九圣禾2468在8 月31 日至9 月16 日，即授粉后53～69d 的發(fā)芽率比較穩(wěn)定，均保持在97%以上，并無顯著差異；人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果顯示，九圣禾2468 在8 月31 日即授粉后53d 表現(xiàn)出較高的老化活力水平，達(dá)到97.33%，在9 月10 日即授粉后63d 表現(xiàn)出顯著低于其他收獲期的老化活力水平，僅為90.67%，在其他收獲時期的老化活力處在93.33%～96.44%范圍內(nèi)且無顯著差異，整個收獲期僅在8 月31 日、9月4 日、9 月13 日即授粉后53d、57d、60d，其老化活力達(dá)到95%以上。

冷浸試驗(yàn)結(jié)果表明，九圣禾2468 在8 月31 日至9 月7 日，即授粉后53～60d 的冷浸活力水平顯著高于其他收獲期，8 月31 日即授粉后53d 最高，為88.89%，9 月10 日、9 月13 日顯著低于前期水平，分別為79.33%、78.22%，9 月16 日即授粉后69d的冷浸活力最低，僅為74.44%；低溫冷凍試驗(yàn)結(jié)果表明，九圣禾2468 在8 月31 日即授粉后53d 的冷凍活力最高，達(dá)到93.56%，在9 月7 日即授粉60d時冷凍活力最低，僅為88.67%，其他時期的冷凍活力處于90.00%～91.78%范圍內(nèi)且無顯著差異，除9月7 日外，其他收獲期的冷凍活力均在90%以上。

綜合標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)、老化發(fā)芽試驗(yàn)、冷浸試驗(yàn)和冷凍試驗(yàn)，結(jié)果表明九圣禾2468 的最適收獲期為授粉后53～57d，此時期種子的發(fā)芽率及活力水平較高。

2.2 不同發(fā)育成熟度九圣禾2468 種子的含水量及乳線位置圖2 顯示了九圣禾2468 在8 月31 日至9 月16 日收獲后種子的含水量變化，8 月31 日至9 月4 日期間水分含量迅速下降，降幅達(dá)1.418%/d，此后水分含量緩慢下降，在授粉后69d 種子含水量降至34.4%，在適宜收獲期即授粉后53～57d 的種子含水量范圍在40.2%～46.8%之間。圖3 顯示了九圣禾2468 在不同收獲期的乳線位置變化，可以看出，在授粉后53～57d 的乳線大致在距軸4/6～5/6 處。因 此40.2%～46.8% 的 含 水 量 范 圍及4/6～5/6 的乳線位置可作為判斷適宜收獲期的參考。

3 結(jié)論與討論

本研究圍繞九圣禾2468 在不同成熟期的發(fā)芽率、老化活力、冷凍活力及冷浸活力做了綜合研究，表明其在正常收獲前種子活力已達(dá)到較高水平，且隨著收獲期推遲，種子活力尤其是冷浸活力有明顯下降趨勢，因此得出玉米雜交種九圣禾2468 的適宜收獲期為授粉后53～57d，根據(jù)對含水量及乳線位置的測定，也得出在田間判定適宜收獲期的初步標(biāo)準(zhǔn)為40.2%～46.8%的含水量范圍及4/6～5/6 的乳線位置。

了解收獲期與種子活力之間的關(guān)系，研究相關(guān)品種的適宜收獲期，對相關(guān)品種的育種及加工流程具有重要的指導(dǎo)意義。已有研究表明，對玉米種子進(jìn)行提前采收（適宜收獲期內(nèi)），不僅能獲得高活力種子，還能降低霜凍及不良天氣影響的風(fēng)險[4]。本研究當(dāng)前僅進(jìn)行了九圣禾2468 這一品種在一個環(huán)境的活力研究，對高活力玉米種子生產(chǎn)理論在九圣禾2468 中的應(yīng)用研究得出了初步結(jié)論，后續(xù)還可針對更多的物理指標(biāo)及多區(qū)域環(huán)境進(jìn)行更全面的分析，完善相關(guān)的技術(shù)手段及數(shù)據(jù)指標(biāo)，以期能夠更全面精準(zhǔn)地預(yù)測各品種的適宜收獲期。