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新麦草种子贮藏第一年的生活力变化



全 文 :2009年第5期 总第162期2009年第5期 总第162期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧
程钰宏,杜丽霞,赵瑞雪,董宽虎*
(山西农业大学动物科技学院,山西 太谷 030801)
新麦草种子贮藏第一年的生活力变化
收稿日期:2008-08-29
基金项目:国家科技支撑计划项目(2007BAD56B01)资助;
校创新基金资助(项目编号2006056)
作者简介:程钰宏(1983- ),女,山西农业大学硕士研究
生,专业方向:草地资源与草地管理。
*通讯作者
摘 要:本试验采用室内培养皿发芽法、电导率法及可溶性糖测定法,对贮藏12个月的新麦草种子的生活力进行了
测定。结果表明:自然条件下贮藏的新麦草种子,其发芽势和发芽率变化很大,均随着时间的变化呈先增高后降低的变
化趋势,其中以贮藏8个月的发芽率和发芽势最高达88%和39%,自然条件下的最适储藏时间为6~9个月;种子的电导率
和可溶性糖含量的变化都不同程度的反映了种子老化程度的表现,在4℃以上与种子活力呈负相关,在4℃以下,由于温
度的关系,与种子活力无相关性。
关键词:新麦草;贮藏时间;种子活力
中图分类号:S543 文献标识码:A 文章编号:1673-8403(2009)05-0013-04
新麦草(Psathyrostachys juncea Nevski.)又名俄
罗斯野黑麦(Rassian wildrye),为多年生密丛型下繁
禾草。原产于中亚和西伯利亚,20世纪初引入北美西
部种植,现已成为该地区草场植被更新的重要牧草之
一。20世纪80年代初从美国引入我国北方部分省
区,试种表现良好。该草具有返青早、寿命和青绿期
长、再生性强、耐牧、抗寒抗旱、基部叶量大、营养
丰富、粗蛋白质含量高、适口性好等优良特性,可用
于干旱、半干旱永久性草地的补播改良和人工旱作放
牧型或放牧刈草兼用型草地的建设[1]。
新麦草种子品质优良但贮藏性较差,原始发芽率
为84%左右,自然贮藏2年后发芽率下降到27%,在
生产上大面积推广受到一定程度的限制。有关新麦草
种子劣变过程中的生理生化变化的研究较少。李玉
荣、韩建国等(2005)对新麦草种子的老化过程进行
过研究[2],王显国等(2000)对新麦草种子成熟过程
中活力的变化,云锦凤等(1998)对不同贮藏年限新
麦草种子活力进行过研究[3]。鉴定种子生活力直接关
系到种子的质量和使用者的经济效益。研究探讨牧草
种子生活力及其贮藏条件、时间等与其生活力的相互
关系具有重要意义。本试验通过测定贮藏12个月(即
1年)新麦草种子生活力的变化,确定其最佳贮藏时
间,为种子的贮藏提供科学依据。
1 材料和方法
1.1 试验材料
供试材料为山西农业大学牧草试验地生产的新麦
草种子,2006年6月份采收,自然贮藏,从7月开始
于每月的第1天取一批种子在-20℃下贮藏,时间为
12个月,2007年7月选取每批样品中籽粒饱满、大小
均匀的种子进行试验。
1.2 种子生活力的测定
随机取各批样品中种子100粒,放入垫有双层吸
水纸的玻璃培养皿中,适量加水后置于(25±2)℃
的恒温箱中进行暗萌发,逐日观察统计发芽种子数,
试验重复3次。发芽势按4 d计,发芽率按7 d计。
发芽率(%)=(种子总发芽数/供试种子数)×
100%
发芽势(%)=(规定时间内发芽总数/供试种子
数)×100%
发芽指数Gi=∑Gt/Dt (Gt 为在时间 t内的发芽
数;Dt为相应的发芽日数),该指标表示萌发速度,
值越小,萌发速度越快。
1.3 电导率的测定
净种子中数取50粒,重复2次,称重后置于注入
150 ml无离子水的200 ml三角瓶中,同时设一对照
(150 ml无离子水),加盖后在20℃温度下放置24 h,
用DDBJ-350型电导仪测定浸出液的电导率,减去对
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2009年第5期 总第162期2009年第5期 总第162期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧
照电导率即为种子浸出液电导率。
1.4 可溶性糖含量的测定
取种子0.5 g左右于100 ml的三角瓶中,加30 ml
蒸馏水,加盖在20℃恒温箱中放置24 h。吸取浸出液
1 ml,放入干燥试管中,重复2次(以蒸馏水为对
照),加入蒸馏水1.5 ml、0.5 ml蒽酮乙酸乙酯试剂、
5 ml硫酸充分振荡混合后,于沸水浴中保温1 min,取
出冷却至室温,用754紫外可见分光光度计630 nm处
测定光密度值,从标准曲线上查相应的糖浓度,计算
可溶性糖含量。
1.5 数据统计分析
采用EXCEL2003和SPSS11.5进行相关数据的统
计分析。
2 结果与分析
2.1 自然贮藏全年温度变化(见图1)
本试验从2006年7月份开始到2007年6月份结
束,试验期间月平均温度最高为(7月)23.5℃,最低
为(1月)-6.8℃。
2.2 种子发芽率、发芽势与发芽指数(见表1)
图1 太谷地区2006~2007年温度变化趋势
日期
2006-07
2006-08
2006-09
2006-10
2006-11
2006-12
2007-01
2007-02
2007-03
2007-04
2007-05
2007-06
发芽率
67.33±1.19f
73.97±0.26dg
76.47±2.03ceg
75.43±1.24cd
84.93±0.91b
78.90±0.55c
78.00±0.86c
88.77±0.96a
68.50±1.59f
72.97±2.37dg
53.63±0.90h
50.53±1.27h
发芽势
23.50±0.60h
28.30±0.58fg
32.73±1.32be
27.50±0.42g
34.10±0.92b
32.90±1.73bd
30.73±0.48cdef
38.57±1.20a
34.40±1.39b
33.14±0.64bc
23.17±1.24h
21.23±0.93h
发芽指数
9.62±0.17f
9.62±0.04de
10.92±0.29cd
10.78±0.18ce
12.13±0.13b
11.27±0.08c
11.14±0.12c
12.68±0.14a
9.79±0.23f
10.42±0.34de
7.66±0.13g
7.22±0.18g
表1 不同贮藏时间新麦草种子发芽率、发芽势、发芽指数
注:同列中不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
由表1可知,新麦草种子的发芽率、发芽势及发
芽指数均随着贮藏时间的增加而逐渐增加,达到最大
值后出现下降趋势。方差分析表明,不同贮藏时间的
新麦草种子之间在发芽率、发芽势及发芽指数均呈现
显著差异(P<0.05)。就发芽势与发芽率来说,随着
贮藏时间的延长,在前两个月逐渐增加,到第4个月
即2006年10月份其发芽率有所下降,但变化不大,
直至第8个月即2007年2月份达最高,其后开始下
降,可见新麦草种子要经过一个低温的过程,去除休
眠,种子才能完全萌发。在经过10月份10℃以下的
低温以后,种子发芽率达最高。随着时间的延长,种
子发生劣变、老化,其发芽率、发芽势呈下降趋势。
2.3 种子浸出液的电导率(见图2)
在自然条件下,对不同贮存时间新麦草种子电导
率的测定结果表明:1年中随着贮存时间的增加,电
导率总体形势呈现上升趋势,第5~10个月之间趋于稳
定,第10个月以后电导率明显增加。结合当年的温度
图2 新麦草种子浸出液电导率变化情况
贮藏时间(月)
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2009年第5期 总第162期2009年第5期 总第162期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧
变化曲线,贮藏的前5个月其温度在4℃以上种子电导
率是随着时间增加而增加,在随后的5个月内其平均
温度在4℃以下,电导率变化不大,后3个月月平均温
度都在5℃以上,电导率又呈现增加趋势。
种子电导率测定结果与前人的研究结果总体趋势
一致。多数人的研究表明,种子老化后膜系统可能受
到破坏,从而引起种子内部各种离子迅速外渗,导致
电导率升高,因而,随着种子的老化,电导率值随之
增加,即电导率与种子的活力呈负相关。在本试验
中,随着时间的增加,种子电导率在贮藏前5个月和
最后3个月电导率与种子的活力呈负相关,在中间5
个月(2006年 11月至 2007年 3月)电导率变化不
大,试验后期种子活力与电导率之间没有显著的相关
性。这是由于冬季温度较低,对种子起到了一个低温
保藏的作用。
2.4 可溶性糖含量测定(见图3)
由图3可知,新麦草种子中可溶性糖含量随贮藏
时间的变化趋势为先增加后降低再增加,贮藏第2个月
时可溶性糖上升为0.285,第3个月后可溶性糖有下降
并趋于稳定,直到第10个月可溶性糖再次开始增加,
贮藏12个月的种子中可溶性糖含量达到最大值0.32。
与当年的温度变化曲线相联系可以发现,刚采收
的新麦草种子未经后熟,其种皮发育不完全,同时种
子受7月份(平均温度23.5℃)高温的影响,其可溶
性糖较高;到第2个月,种子完成后熟过程同时温度
下降,其可溶性糖含量明显下降;直至次年3月份温
度回升,种子内部的物质开始变化,各种酶的活性开
始下降,有机物质分解,种子发生劣变,种皮有所破
坏,可溶性糖含量呈上升趋势。种子活力较高的4个
月(2006 年 11 月至 2007 年 2月),其含糖量较低
(0.163~0.224),各月平均温度都在4℃以下。
3 结论与讨论
3.1 种子劣变是种子活力不断下降的过程,这一过程
是种子生命过程中不可避免和逆转的,它是种子内部
一系列生理生化反应的结果。通过本试验对新麦草种
子在一年中生活力的变化研究发现,各项活力指标呈
先升后降的变化趋势,种子生活力在储藏前8个月呈
上升趋势,第8个月达最高状态,这与新麦草种子的
短暂休眠特性或种子成熟度有关,其后各指标随贮藏
时间的延长呈下降趋势,以反应出种子的老化程度。
对其进行综合考虑,可以得出新麦草种子在自然条件
下的最佳贮藏时间不应超过8个月,超过则进行低温
贮藏,而刚采收的种子由于存在一个短暂休眠,应自
然贮藏6~8个月后再加以利用,或者提前冷冻保藏,
以提高种子萌发能力。
3.2 高活力种子浸入水后由于细胞膜完整性好,渗出
的电解质少,电导率低,因此电导率高低可判断种子活
力的高低。本试验中随贮藏时间的变化,尤其是从第10
个月(2007年4月)开始,由于温度升高(平均在9℃以
上),种子细胞膜受害加重,膜透性增大,外渗电导率逐
渐升高,外渗电导率的大小与种子活力的高低呈负相
关,在4℃以下时电导率与种子活力没有相关性。
3.3 一些研究者把可溶性糖的泄漏作为衡量种子活力
的一个指标,认为劣变的种子,膜的完整性丧失,从
而导致更多的可溶性糖泄漏到溶剂中,引起可溶性糖
含量逐渐增加,但作为种子贮藏过程中的重要呼吸底
物,可溶性糖的变化是随着贮藏年限的增加而下降
的,但由于环境胁迫或种子自身的影响,可溶性糖的
变化又趋于复杂化。本试验储藏12个月的新麦草种子
中可溶性糖含量,随着贮藏时间的增加先升后降趋于
稳定后再大幅度增加,可能是因为种子完成后熟过
程,需要消耗种子内的养分促使在自然贮藏第2个月可
溶性糖含量上升,当月平均温度降低到4℃以下时,可
溶性糖逐渐趋于稳定,直到翌年3月份由于温度的回升
可溶性糖含量又呈上升趋势,说明可溶性糖在1年内作
为衡量种子的老化程度的一个指标应与温度相联系,
在类似自然贮藏条件下的新麦草种子宜在9个月前加以
低温保藏或利用。总之,以试验中的各项指标可以看
出,在自然条件下新麦草的贮藏时间为6~9个月。
参考文献
[1]云锦凤,王勇,等.新麦草新品系生物学特性及生产性能研究
[J].中国草地学报,2006,28(5):1⁃7.
[2]李玉荣,韩建国,等.新麦草种子劣变过程中生理生化[J].草
地学报,2005,13(3):180⁃183.
[3]云锦凤,于卓,等.不同贮藏年限新麦草种子活力研究初报
[J].内蒙古畜牧科学,1998,(2):22⁃24.
图3 新麦草种子浸出液可溶性糖含量变化情况
贮藏时间(月)
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2009年第5期 总第162期2009年第5期 总第162期CAOYE YU XUMU 草业与畜牧 CAOYE YU XUMU草业与畜牧
The Vitality Changes of Russian Wildrye Seeds in the First Year
CHENG Yu-hong,ZHAO Rui-xue,DONG Kuan-hu
(College of Animal Science and Technology, Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)
Abstract: In this study, the Seed vigor of Russian wildrye was study by germination in Petri dish, and the change of
electrical conductivity, the content of soluble sugar, which was stored 12 months. The results show that, under the natural
conditions of the Russian wildrye seed germination potential and germination rate changed dramatically, as time changes
were first increased and then decreased with the changes in the trend, with 8 months storage under the natural
conditions, the germination rate and germination potential were maximum (88% and 39%), and under natural
conditions, the optimal storage time were 6~9 months. The electrical conductivity and soluble sugar content changes of
seeds can reflect the different levels of aging seed performance, and more than 4℃ in seed vigor was negatively
correlated, and under the 4℃, the relationship between temperature and seed vigor was no relevance.
Key words: Russian wildrye grass;Storage time;Seed vigor;
程可估算苏丹草种子的发芽率。
3 结论与讨论
3.1 根据试验结果,在收购或调种时,可利用四唑法
测定种子生活力来快速了解种子的发芽率;在种子加
工过程中,可通过测定生活力,及时、科学地控制加
温干燥的温度和时间,避免产生热死现象。
3.2 本试验仅对苏丹草种子(非休眠状态)的发芽率
和生活力测定结果进行比较,得出四唑测定生活力结
果和发芽率测定结果的关系,但对于其他类别种子是
否存在同样关系,或用其他方法测定种子生活力得出
的结果是否也存在上述关系,有待进一步探讨。
参考文献
[1]颜启传.种子学[M].北京:中国农业出版社,2001. 103.
[2]林小虎,陈琪,易津.三种类型苏丹草种子活力的比较[J].内
蒙古草业,1999,(5): 31⁃34.
[3]林小虎,易津,乔枫.苏丹草种子活力与生物产量相关性分
析[J].内蒙古草业,1999,(5):42⁃44.
[4]游秀枫.甜瓜种子生活力和发芽率的相关性比较[J].福建农
业科技,2005,(1):20⁃21.
[5]张文明,郑文寅,任冲,等.电导法测定大豆种子活力的初步
研究[J].种子,2003,(2):34⁃36.
图2 苏丹草种子发芽率(y)和生活力(x)线性回归图
The Study of Survey to the Seed Vigor of Sorghum sudanense
HUI Wen-sen,WANG Kang-ying
(Life Science and Engineering College of Northwest University for Nationalities,Lanzhou 730030,China)
Abstract:The text adopt TTC and standard law survey the seed vigor and sprout rate of Sorghum sudanense
(Piper) Stapf. Show as a result,the seed vigor and sprout rate of Sorghum sudanense(Piper) Stapf show positive
correlation ( r2 = 0.775**). Through testing and analysis,it still show the seed vigor and sprout rate of Sorghum
sudanense(Piper) Stapf is consistent, the TTC survey the vigor seed can represent it to sprout rate.
Key words:Sorghum sudanense(Piper) Stapf.;Vigor seed;Sprout rate;Ccorrelation
(上接第6页)
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