高活力玉米種子生產(chǎn)理論在鑫海158中的應(yīng)用研究

常寶學(xué)，趙海燕＊，蔡國(guó)強(qiáng)，魏國(guó)慶，顧日良，高永澤，李 莉，王建華

1.新疆九圣禾種子標(biāo)準(zhǔn)研究院有限公司，新疆昌吉 831100 2.中國(guó)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

在種子生產(chǎn)過(guò)程中，種子活力是一項(xiàng)能夠綜合評(píng)價(jià)種子質(zhì)量的重要指標(biāo)。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。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(shí)的生理成熟期，而是在種子芽率及綜合活力均為高峰的時(shí)期。有結(jié)果表明種子活力隨收獲期推遲而上升，在授粉后59 d（早于正常收獲時(shí)間）達(dá)到最高；此外，適期收獲還能降低病蟲(chóng)害侵入及低溫霜凍引起的種子活力下降風(fēng)險(xiǎn)，并為后期種子的生產(chǎn)加工過(guò)程預(yù)留更多時(shí)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。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5 d，因此選擇該品種在適宜種植區(qū)域的最適收獲期對(duì)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。

鑫海158主要在東北早熟春玉米區(qū)種植，易遇見(jiàn)低溫冷害等問(wèn)題，對(duì)玉米的出苗及生長(zhǎng)發(fā)育影響較大，而高活力的種子在此環(huán)境下抵抗力強(qiáng)，能夠更好的出苗及生長(zhǎng)。本研究從芽率、老化活力、冷浸活力及冷凍活力等方面對(duì)不同成熟度的鑫海158玉米雜交種種子進(jìn)行綜合研究，并結(jié)合含水量、乳線(xiàn)位置等指標(biāo)，開(kāi)展高活力玉米種子早收理論在鑫海158中的應(yīng)用研究，探究鑫海158玉米雜交種的最適收獲期及相應(yīng)的田間判定標(biāo)準(zhǔn)，為鑫海158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

試驗(yàn)以玉米雜交種鑫海158為材料，于2019年在新疆昌吉州進(jìn)行，在授粉后46 d（8月31日）開(kāi)始取樣，每隔3 d采收一次（第一次采收間隔4 d），至授粉后62 d（9月16日）。果穗采收后，對(duì)玉米果穗中間位置的乳線(xiàn)情況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)拍照，記錄乳線(xiàn)位置及采收日期。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 含水量測(cè)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-第一次整粒種子烘后失去的水分（%），S2-第二次磨碎種子烘后失去的水分（%）。

1.2.2 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽測(cè)定

隨機(jī)數(shù)取玉米種子200粒，均分4份，1%次氯酸鈉溶液消毒5 min后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24 h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7 d鑒定并計(jì)算發(fā)芽率。

發(fā)芽率（%）=（第7 d計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)）×100

1.2.3 活力測(cè)定

老化活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子200粒，均分4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72 h后將種子取出薄攤并風(fēng)干，鋪于浸泡24 h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7 d后鑒定并計(jì)算發(fā)芽率。老化活力（%）=（第7 d計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)）×100。

冷凍活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子200粒，均分4份，1%次氯酸鈉消毒后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24 h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7 d，7天后轉(zhuǎn)移至25℃溫室中，發(fā)芽7 d后鑒定并計(jì)算發(fā)芽率。冷凍活力（%）=（第7 d計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)）×100。

冷浸活力：隨機(jī)數(shù)取玉米種子200粒，均分4份，1%次氯酸鈉消毒后使用數(shù)種板將種子鋪于浸泡24 h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72 h后取出，置于25℃溫室中，發(fā)芽7 d后鑒定并計(jì)算發(fā)芽率。冷浸活力（%）=（第7 d計(jì)數(shù)正常幼苗數(shù)/供檢種子數(shù)）×100。

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)育成熟度鑫海158的芽率及活力水平

標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明（圖1），鑫海158在8月31日至9月16日，即授粉后46～62 d的發(fā)芽率比較穩(wěn)定，均保持在97%以上，并無(wú)顯著差異；人工加速老化試驗(yàn)結(jié)果顯示鑫海158在9月4日和9月7日即授粉后50 d和53 d表現(xiàn)出較高的老化活力水平，分別達(dá)到97.56%和97.78%，在其他收獲時(shí)期的老化活力處在94.67%～95.11%范圍內(nèi)且無(wú)顯著差異，整個(gè)收獲期僅在9月4日、9月7日、9月16日即授粉后50 d、53 d、62 d，其老化活力達(dá)到95%以上。

冷浸試驗(yàn)結(jié)果表明鑫海158在8月31日，即授粉后46 d的冷浸活力水平顯著高于其他收獲期，為98.44%，9月4日和9月7日顯著低于8月31日，為95.56%、92.22%，9月10日及9月13日顯著低于前期水平，分別為88.89%、83.11%，9月16日即授粉后62 d的冷浸活力最低，僅為76.00%；低溫冷凍試驗(yàn)結(jié)果表明鑫海158在8月31日即授粉后46 d的冷凍活力最高，達(dá)到98.00%，其他時(shí)期的冷凍活力處于94.22%～95.33%范圍內(nèi)且無(wú)顯著差異，各收獲時(shí)期中僅8月31日和9月7日的的冷凍活力在95%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)果表明鑫海158的最適收獲期為授粉后50～53 d，此時(shí)期種子的芽率及活力水平較高。

圖1 鑫海158不同收獲期的活力指標(biāo)

2.2 不同發(fā)育成熟度鑫海158的含水量及乳線(xiàn)位置

圖2顯示了鑫海158在8月31日至9月16日的水分含量變化，8月31日至9月4日期間水分含量迅速下降，降幅達(dá)1.63%/d，此后水分含量緩慢下降，在授粉后59 d種子含水量降至37.55%，在適宜收獲期即授粉后50～53 d的種子含水量范圍在40.10%～40.30%之間。圖3顯示了鑫海158在不同收獲期的乳線(xiàn)位置變化，可以看出，在授粉后50～53 d的乳線(xiàn)大致在距軸3/6處。因此40.10～40.30%的含水量范圍及3/6的乳線(xiàn)位置可作為判斷適宜收獲期的參考。

圖2 鑫海158在不同收獲期的水分含量變化圖

圖3 鑫海158不同收獲期的乳線(xiàn)位置變化圖

3 結(jié)論與討論

本研究圍繞鑫海158在不同成熟期的芽率、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(shì)，因此得出玉米雜交種鑫海158的適宜收獲期為授粉后50～53 d，根據(jù)對(duì)含水量及乳線(xiàn)位置的測(cè)定，我們也得出在田間判定適宜收獲期的初步標(biāo)準(zhǔn)為40.10%～40.30%的含水量范圍及3/6的乳線(xiàn)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(duì)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(duì)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(xiǎn)。本研究當(dāng)前僅進(jìn)行了鑫海158這一品種在一個(gè)環(huán)境的活力研究，對(duì)高活力玉米種子生產(chǎn)理論在鑫海158中的應(yīng)用研究得出了初步結(jié)論，后續(xù)還可針對(duì)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)得預(yù)測(cè)各品種的適宜收獲期。