全 文 ：新麦草种子成熟过程中活力变化的研究*
王显国　韩建国　陈志红
(中国农业大学草地所,北京 100094)
朱云生　李连述
(河北省畜牧局饲草处,石家庄 050011)
　　摘要: 1997 年对新麦草种子成熟过程中活力变化进行了研究。研究结果表明: 新麦草种子
活力随着种子的成熟而逐渐增加并于种子获得最大干重时,活力达到最高。试验所选的指标均
反映了新麦草种子活力变化状况, 种子发芽率不能直接反映种子活力的变化, 但它仍是检验种子
活力不可缺少的指标。单项活力指标不能全面反映活力的变化,需采用多种指标, 进行综合分析。
　　关键词: 新麦草; 种子活力
　　中图分类号: S543. 9　　文献标识码: A　　文章编号: 1007-0435( 2000) 04-0306-06
1　前言
在农业生产实践过程中,人们普遍采用“标准发芽率”来检验种子的质量,之所以选择发
芽率作为主要判断依据是因为在大多数情况下,它与田间出苗率正相关,但是, 在生产实践
中常出现: 发芽率相同的不同种子批,虽为同一品种、同一审定等级、同一年收获,但播种后
的田间表现性能或贮藏后的表现性能有一定的差异,这种差异的实质就是种子活力的差异。
目前认可种子活力的概念是 1997年 ISTA 国际会议通过的“种子活力是种子一些性状的总
和,它决定着种子或种子批在发芽和种苗生长时期的活性及性能表现水平。表现优良者为活
力高的种子, 表现差者为活力低的种子。”目前, 种子活力的研究已成为揭示种子的田间表现
性能的重要手段,已被认为是一个既有理论意义又有实用价值的技术问题( Perry, 1980;傅
家瑞, 1984;陈文彤等, 1986;韩建国等, 1995)。种子活力测定有直接法和间接法两类。直接
测定法涉及到田间土壤,间接测定是在实验室内进行测定,其结果与田间性状相关。就目前
的种子活力测定方法的应用研究来看,仅有少数作物具有成熟的种子活力测定方法,如冷冻
测定法在奥地利被用来鉴定玉米种子活力;种子浸出液电导率测定在新西兰、奥地利被用来
进行蔓生豌豆种子活力的常规测定。在我国,尽管已有许多学者从事种子活力方面的研究,
但真正实现种子活力测定标准化还需要做大量的工作;本研究采用种苗芽长、芽干重、发芽
指数、种子老化发芽率、种子浸出液电导率、种子脱氢酶活性等活力指标对不同收获时间的
种子进行活力测定,旨在从不同角度对种子成熟过程中的活力变化做一分析,并对种子活力
测定方法(指标)做初步的探讨。
2　材料和方法
2. 1　试验地的自然概况
　　* 国家“九五”科技攻关 96- 016- 01- 04专题研究内容
第 8卷　第 4期
Vol. 8　　No. 4 草　地　学　报ACT A AGREST IA SINICA 2000年　12月Dec. 　　2000
　　试验地地处河北省丰宁县西北部坝上高原,属冷温地带, 半干旱大陆季风性气候, 气候
要素年内变化很大,春季干旱少雨,风沙较大;夏季短促温和, 昼夜温差较大。全年≥0℃的积
温为 1870℃,年平均气温为 1℃,气温稳定通过 10℃的日期 5月 27 日—8月 29日。全年≥
10℃积温为 1513℃, 无霜期为 85天,降水量 430. 7mm, 主要集中在7、8、9三个月,年蒸发量
1735mm ,是降水量的 4倍多。
2. 2　试验材料
新麦草试验小区选自一分厂新麦草地, 1990年 6月播种, 行距 30cm ,小区面积 20×
12m
2, 重复三次。
2. 3　试验方法
2. 3. 1　活力测定样品
种子实验地进入盛花期后,每 2- 4天(依成熟度、天气状况)从每个试验小区中随机用
剪刀剪取 100个穗(具茎杆)放入纸袋中,风干、脱粒后用于发芽率和种子活力的测定。
2. 3. 2　种子发芽率
　　新麦草种子的发芽率采用国际标准方法, 5 ℃冷冻 7天后移入发芽箱,纸上发芽,重复 4
次,每重复 100粒, 0. 2%KNO 3浸润芽床, 20～30℃变温, 8小时光照。
2. 3. 3　种苗芽长及芽干重
标准发芽测定、纸卷发芽测定中评定种苗时,每重复中取 10株种苗,测算种苗芽长及干
物质重。
2. 3. 4　发芽指数及活力指数
任选种子 50粒,重复 3次, 采用纸卷巾发芽法(其它条件同标准发芽试验) ,从种子萌发
开始计数到第 7天为止, 种苗长度在萌发后第三天测量,通过 GI=
( GT / DT )和 VI=

( GT / DT )·S 来计算发芽指数和活力指数。其中GT 为在时间T 日的发芽数, DT 为相应的
发芽日数, S 为萌发第 3天的种苗芽长。
2. 3. 5　加速老化发芽率
将种子 220粒置于老化箱的内箱的纱布中, 与无离子水平面保持 2cm 的距离, 内箱加
盖后放入外箱中, 保持外箱的温度在 42℃,老化时间为 48小时。老化结束后取出样品进行
发芽试验,重复 4次,其它条件同标准发芽试验。发芽最后一天( 14天)对种苗进行评定。
2. 3. 6　种子浸出液电导率
净种子中数取 50粒,重复 2次, 称重后置于注入 150ml无离子水的200ml三角瓶中,同
时设一对照( 150m l无离子水) ,加盖后在 20℃温度下放置 24小时,用 DDS- Ⅱ型电导仪测
定浸出液的电导率,减去对照电导率即为种子浸出液电导率。
2. 3. 7　脱氢酶活性
从每份样品中任选种子 50粒,室温下浸泡 24小时, 重复三次。将胚 3/ 4纵切并剥去稃
皮,放入具塞试管中,然后加入 5m l0. 1%2, 3, 5- 三苯基氯化四氮唑( T TC)溶液,置于 28℃
恒温水浴中(加盖保持黑暗)染色 2小时。将干种子吸干再到入 80%丙酮 5ml, 置于 54℃的
水浴中 4小时后, 在 751-GW 型分光光度计 490nm 处测量光密度。
307第 4期 王显国等:新麦草种子成熟过程中活力变化的研究
图 1　不同收获时间新麦草种子发芽率
F ig . 1　Russian wildry e seed germination
percentag e when differ ent har vesting time
图 2　不同收获时间新麦草种子发芽指数
F ig . 2　Russian wildry e seed germination
index when different har vesting time
图 3　不同收获时间新麦草种子活力指数
F ig . 3　Russian w ildry e seed v igour index
w hen differ ent harv est ing time
3　结果与分析
3. 1　种子标准发芽率
从图 1可以看出新麦草种子标准发
芽率从整体上看呈稳步上升之势,由盛花
期后第二天的不具备生活力一直到盛花
期后 23 天的最大值 97%, 盛花 17 天以
后的各发芽率间均无显著差异 ( p >
0. 05) , 而且盛花 17天以前的任一发芽率
值同盛花 17天以后的各发芽率值间均达
到极显著差异( P< 0. 01) , 说明在盛花 17
天以前的一段时间是新麦草种子迅速积
累干物质, 逐渐获得发芽能力的主要阶
段,盛花 17天后的种子发芽率维持在较
高水平上,没有明显变化。
3. 2　种子发芽指数
新麦草种子的发芽指数在整个过程
中呈持续稳定增长之势,由最初(盛花后
第 7 天) 5. 612 增至盛花后第 23 天的
22. 11(图 2)。其中盛花后 19、21、23天的
发芽指数间均无显著差异( P> 0. 05) , 在
盛花第 19天以前, 新麦草种子的发芽指
数几乎呈直线上升。以上结果表明, 新麦
草种子活力在乳熟末期以前,随着干物质
的积累而迅速增长, 至盛花第 17天以后
逐渐趋于稳定,这一变化趋势与发芽率的
变化趋势是一致的。
3. 3　种子活力指数
不同成熟期新麦草种子活力指数的
变化如图 3所示。新麦草种子活力指数由
盛花后第 7天的 11. 95增至盛花后第 23
天的 109. 98,几乎呈直线上升(图 3)。并
且,除盛花后 14、17 天外, 其它各活力指
数值间均存在极显著差异( P< 0. 01) , 说
明新麦草种子活力在整个成熟过程中始
终是迅速增加的, 直至最后收获期种子活
力达到最高。
3. 4　加速老化后的发芽率
加速老化后的发芽率测定是种子活
308 草　地　学　报 2000年
图 4　不同收获时间新麦草种子老化发芽率
F ig . 4　Russian w ildr ye seed ageing germinat ion
per centag e w hen differ ent ha rv est ing time
图 5　不同收获时间新麦草种子种苗芽长
Fig. 5　Russian w ildr ye seed seedling spr out lengt h
图 6　不同收获时间新麦草种子的芽干重
F ig . 6　Russian w ildry e seed spr out dry
w eight w hen different har vesting time
力最常见的方法。新麦草种子的老化
发芽率的变化趋势与标准发芽率相似
(图 4) ; 盛花第 19天以后的各收获期
间的种子老化发芽率间无显著差异
( P> 0. 05) ,但同盛花 19天以前的任
何一天的种子的老化发芽率存在极显
著的差异( P< 0. 01) , 这说明随着种
子成熟,新麦草的活力逐渐增加,并于
盛花后 19天进入稳定状态。
3. 5　芽长、芽干重
新麦草种苗芽干重和芽长的变化
如图 5、6所示。新麦草种苗干重由盛
花后第 7 天的 1. 79mg /株,增至盛花
后 23天的 7. 01mg /株。新麦草种苗芽
长随着种子成熟也呈稳步上升趋势,
由盛花后第 7天的 3. 11cm 增至盛花
后的 7. 06cm。新麦草种子盛花后第
19 天的种苗同随后两天的种苗长存
在显著差异( P< 0. 05) , 盛花后第 19
天的种苗干重间无显著差异 ( P >
0. 05) , 以上结果说明新麦草种子活力
在整个成熟过程中持续增加, 至盛花
后第 19天进入稳定增长阶段。
3. 6　种子浸出液电导率
图 7显示了新麦草种子浸出液电
导率随种子成熟而变化的情况,新麦
草种子电导率最大值为盛花后第 7天
的 268. 73,最小值出现在盛花后第 23
天,整个过程逐渐下降,说明新麦草种
子活力逐渐增加,直至收获当天达到
最高。
种子的电导率测定是人们在研究
细胞膜的结构与功能的基础之上建立
起来的。蛋白质和脂膜是构成生物膜
的基本成分, 在种子的一生中,这两个
组分发生着结构上和功能上的变化。
种子发育期是细胞膜和膜系统在结构
上发生最显著变化的时期。在种子的
309第 4期 王显国等:新麦草种子成熟过程中活力变化的研究
图 7　不同收获时间新麦草种子电导率
F ig . 7　Russian w ildry e seed conductance r ate
w hen differ ent harv esting t ime
图 8　不同收获时间新麦草种子的脱氢酶活性
Fig . 8　Russian wildr ye seed dehydro genation ferm ent
activ ity when different har vesting time
成熟过程中, 含水量从 80%下降至
10%～20%, 与此同时,种子内细胞和
膜系统在结构上逐渐达到完整;当种
子成熟时,由于种子脱水,细胞丧失结
构的完整性, 代谢活性下降( Abdul-
Buki, 1980)。在进行种子浸出液电导
率的测定时, 干燥的种子开始吸水,细
胞膜系统也随之恢复, 而种子重组或
修复细胞膜的能力会影响种子电解质
的外渗程度。种子恢复细胞膜的速度
越快,渗出的电解质越少。高活力的种
子修复膜损伤的能力比低活力的种子
快,因此,通过种子浸出液电导率即可
比较种子活力。
3. 7　T TC 定量测定
徐本美( 1982)在用 T T C 定量测
定种子活力的实验结果表明, 光密度
与 TT C 含量有良好的线性关系,
TT C 的含量高低又直接反映了种胚
呼吸强度,因此说,光密度也可直接反
映出种胚呼吸代谢强度。从图 8可以
看出, 新麦草种子测定光密度值始终
呈上升之势, 至盛花后第 23天达到最
高,说明新麦草种子活力随着脱氢酶
活性的增加而逐渐增加, 直至最后一
次收获时达到最高(图 8)。
4　结论
4. 1　随着种子的成熟,新麦草种子活力逐渐增加,在盛花后第 23天达到最高。
4. 2　本试验所选活力指标均较好地反映了新麦草种子活力随成熟度的增加而变化的情况。
4. 3　单项活力指标不能全面地反映种子活力, 因此须从多方面, 采用多种方法对种子活力
进行综合评定。
4. 4　种子发芽率不能全面、准确地反映新麦草种子成熟过程中种子质量的变化,但它仍然
是进行种子质量检验必不可少的指标。
参　考　文　献
1　傅家瑞, 1984,种子的活力及其生理生化基础,种子, 3: 1～5
2　傅家瑞, 1985,种子生理,科学出版社
310 草　地　学　报 2000年
3　韩建国、毛培胜、浦心春、李敏, 1995,草坪型高羊茅种子活力的研究, 草地学报, 3( 4) : 269～275
4　陈文彤、倪安丽, 1986,小麦种子成熟度与活力的关系——种子活力测定方法的研究,种子, 3: 20～27
5　徐本美、顾增辉、郑光华, 1982, 测定种子活力方法的探讨(Ⅰ) : TT C 定量法, 种子, 2: 14～17
6　Abdul- Baki, A . A . , 1980, An evaluat ion of v arious germination indices for pr edict ing differences in
seed vig o r , Ho rt Science, 15: 765～771.
7　Perr y , D. A . , 1980, The concept o f seed v ig or and its relevance to seed production t echniques. Seed Pro-
duct ion ( ed . Hebbla thwaite P. D. ) , 585～591.
Studies on the Vigor Changes during Seed
Maturation of Russian wildrye
Wang Xianguo　Han Jianguo　Chen Zhihong
( G ra ssland Instit ut e, China Agr icultur al U niver sity , Beijing , 100094)
Zhu Yunsheng　Li Lianshu
( F or age Section of Animal Husbandry Bureau o f HeBei, shijiazhuang, 050011)
　　Abstact: Fully r eplicat ed randomized field exper iments w er e conducted in 1997 to study t he changes in
seed v ig or dur ing seed m aturation o f Russian w ildry e (Psathy rostachy s j uncea) . T he result s show ed that:
seed v ig or attained max imum value when the seed dry w eight r eached max imum value during seed matura-
tion. A ll the indices used in the studies w ere suitable to Russian w ildr ye seed v ig or tests . Standard germi-
na tion cant dir ectly r eflect vig or changes dur ing seed m aturation in these studies , but still the necessa ry
index in seed quality tests .
　　Key words: Psthy r ostachy s j uncea; Seed vigo r
311第 4期 王显国等:新麦草种子成熟过程中活力变化的研究