甜玉米杂交种种子成熟度对种子萌发和幼苗生长的影响

， ， ， 樊艳， ， ， (.北京市农林科学院玉米研究中心， 北京 00097； .北京市种子管理站， 北京 00088)

甜玉米杂交种种子成熟度对种子萌发和幼苗生长的影响

卢柏山1，史亚兴1，徐丽1，樊艳丽1，律宝春2，云晓敏2，牛茜2
(1.北京市农林科学院玉米研究中心， 北京 100097； 2.北京市种子管理站， 北京 100088)

为确定新疆制种基地甜玉米种子适宜收获期，为高活力甜玉米种子生产提供依据，选用4个甜玉米杂交种为试验材料，研究新疆制种基地甜玉米杂交种不同成熟度种子的萌发及幼苗生长情况。结果表明：在授粉后20～45 d之间的不同收获期，参试品种种子发芽势、发芽率、活力指数、生长势、干物质积累、抗冷性等均呈现先升高后降低的趋势。京科甜179和京科甜533在授粉后35 d收获，京科甜183和京科甜158在授粉后40 d收获时，各品种种子活力指标和生长指标值均达最大，抗冷性最强，为最适收获期；品种之间，最适收获期的发芽率为京科甜183(92.00%)gt;京科甜158(89.00%)gt;京科甜533(87.00%)gt;京科甜179(85.33%)。在抗冷性方面，京科甜183抗冷性最强，京科甜179抗冷性最弱。

甜玉米； 种子成熟度； 收获期； 种子活力； 幼苗生长

甜玉米(ZeamaysL.saccharataSturt)是玉米属(Zea mays L.)的一个玉米亚种，即甜质型玉米亚种，其籽粒在乳熟期富含果糖、蔗糖、氨基酸等，可生食或作蔬菜食用，因此又被称为水果玉米或蔬菜玉米。近年来，甜玉米在我国种植规模逐渐扩大，新品种选育、产品加工贮藏等水平不断提升，甜玉米已成为我国发展潜力巨大的果蔬兼用型农作物[1-2]。

种子是农业生产的基本生产资料，种子质量的好坏可直接影响农作物的产量和品质，而种子活力是一个能够全面衡量种子质量的指标[3]。大量研究表明，种子成熟度与种子活力密切相关，成熟度高的种子发芽整齐迅速，并可有效抵抗低温、种子老化等对生产的影响[4-7]。在玉米作物上，周朋等的研究表明，种子成熟度越高，种子发芽率、发芽势等活力指标也相应提高[8]。樊廷录等研究表明，种子发芽率和田间出苗率随种子成熟度的提高而增大，并在授粉后57～72 d之间达到最大[9]。沈雪芳等研究发现，普通甜玉米授粉后30 d收获的种子发芽率显著高于授粉后20 d收获的种子发芽率，并且随授粉后天数的增加，发芽率逐渐升高[10]。目前，关于玉米种子成熟度与种子活力关系的研究多针对于普通玉米，缺乏对甜玉米的研究。而甜玉米作为一种蔬果型食品已被越来越多的消费者认可和喜爱，推广种植面积逐年增大，因此，研究甜玉米杂交种种子的适宜收获期具有重要意义。本试验以超甜玉米为材料，以制种过程中种子收获期代表种子的成熟度，研究了不同收获期对甜玉米种子萌发、幼苗生长的影响，明确不同品种的最适收获期，同时对不同收获期甜玉米种子进行抗冷性测定，避免早秋霜冻和低温等不良气候影响，为甜玉米高活力种子生产技术提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试品种为京科甜179、京科甜183、京科甜158、京科甜533。4个品种均为超甜类型，均由北京市农林科学院选育并通过省级农作物品种审定委员会审定。

1.2 试验方法

1.2.1 种植与取样

试验于2014年在新疆维吾尔自治区昌吉市制种基地进行。该地年均气温6.6 ℃，年均降水量为183～200 mm，有效积温为3 400～3 584 ℃，属半干旱大陆性气候。试验材料于4月中旬播种，种植密度为6 000株/667 m2，1行父本与6行母本交替种植。母本吐丝前及时抽掉雄穗，同时选取600株母本植株在吐丝前套住雌穗，吐丝3～4 cm时收集父本花粉进行人工授粉，并记录授粉日期。自授粉后20 d起，每5 d收获标记果穗70穗，至授粉后45 d。收获后的果穗在烘干塔中以30 ℃烘干至安全水分(12%)后进行脱粒，去除发霉和破损籽粒，随机选取100粒称重，3次重复。其余种子保存备用。

表1 不同收获期对甜玉米杂交种种子萌发的影响

授粉后天数(d) 发芽势(%) 发芽率(%) 活力指数 京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533205．00e18．75b2．00c4．75b20．67d11．67c24．67e28．67d1．30e0．93d2．78e2．62e2515．25d23．00b4．50c9．50b74．33bc70．33b66．67d65．67c8．85d6．99c8．93d7．86d3016．25cd41．00a7．00bc14．25b80．33ab86．00a73．00cd72．67b10．06c11．91b10．69c9．40c3557．00a43．25a16．25ab29．50a85．33a88．00a78．00bc87．00a12．61a12．26b11．69b12．37a4041．75b47．00a25．00a28．00a78．00bc92．00a89．00a83．00a11．09b13．53a13．45a12．30a4526．00c45．75a16．00ab7．00b72．00c85．67a83．33ab81．33a9．98c11．99b11．50b10．84b平均26．88b36．46a11．79c15．50c68．44b72．88a69．11b69．72ab8．98b9．60a9．84a9．23b

注：表中字母代表0.05水平差异显著性。最后一行同一指标下的不同字母表示不同品种之间的差异(横向)，其余数据后面的不同字母表示同一指标下同一品种不同收获期间的差异。下同。

1.2.2 种子发芽试验

选用无污染的细砂过2 cm孔径筛，用清水冲洗后在160 ℃高温下灭菌3 h，并在标准发芽盒内制成3 cm厚的砂床。取不同处理的种子各100粒，播种至砂床表面后再覆2～3 cm湿砂。标准发芽率测定中，将发芽盒置于25 ℃恒温发芽室12 h光照+12 h黑暗条件下培养；抗冷性发芽率测定中，将发芽盒先置于7 ℃恒温发芽箱内5 d，再转移至25 ℃恒温发芽室12 h光照+12 h黑暗条件下培养。以上每处理均设3次重复。

1.2.3 指标测定

标准试验中，发芽势和发芽率分别指发芽开始第4天和第7天发芽的种子数占供试种子总数的百分比。发芽第7天，在各处理中随机选取10株有代表性的幼苗测量苗高、根长，然后在70 ℃烘箱中烘干至恒重，分别称取苗干重和根干重，计算活力指数。活力指数=发芽率×第7天苗高[5]。抗冷性发芽试验中，指标测定时间以经低温处理后转移至标准发芽环境中时为第1天，测定方法同上。

1.3 数据统计分析

本试验数据采用SAS 8.0软件进行分析，采用Excel 2007进行数据整理和图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同收获期对甜玉米杂交种籽粒百粒重的影响

不同时期收获处理条件下，杂交种籽粒百粒重随收获期的推后呈上升趋势(图1)。在授粉后20 d之前，京科甜179和京科甜158的百粒重高于京科甜183和京科甜533。京科甜533杂交种在授粉后35 d时百粒重达最大，为15.85 g，较授粉后20 d增加85.12%，京科甜179和京科甜158杂交种在授粉后40 d时百粒重达最大，分别为15.50 g和14.15 g，较授粉后20 d分别增加33.29%和32.94%，达到生理成熟。京科甜183在授粉后40～45 d时百粒重仍在增加，45 d时百粒重为13.87 g，较授粉后20 d增加62.57%。表明，京科甜179和京科甜158籽粒前期(授粉后20 d之前)灌浆速度快；从籽粒整个发育过程来看，京科甜533灌浆持续期较短，京科甜183灌浆期持续期较长。

图1 不同收获期(授粉后天数)下甜玉米杂交种籽粒的百粒重

2.2 不同收获期对甜玉米杂交种种子萌发的影响

对参试品种在授粉后不同时期收获的种子进行发芽试验，结果表明，4个甜玉米品种种子的发芽势、发芽率和活力指数在授粉后20～45 d之间均呈先升高后降低的趋势，尤其在20～35 d之间升高显著(表1)。各品种种子在灌浆前期(授粉后20 d之前)发芽率均较低，在30%以下，随着灌浆天数的增加，种子发育逐渐成熟，参试品种的发芽率均继续增大。京科甜179和京科甜533在授粉后第35天时发芽率达到最大，分别为85.33%和87%，与授粉后20 d相比，分别增加312.9%和203.49%；京科甜183和京科甜158在授粉后第40天时发芽率达最大，分别为92%和89%，较授粉后20 d分别增加688.57%和260.81%。之后各参试品种发芽率有所降低，但降低不显著。品种间，4个甜玉米品种发芽率表现为京科甜183gt;京科甜533gt;京科甜158gt;京科甜179，前者与后三者之间差异显著。

表2 不同收获期对甜玉米杂交种幼苗苗高和根长的影响

授粉后天数(d) 苗高(cm) 根长(cm) 京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533206．28b7．96b11．28b9．14b4．30c9．33b12．46b9．44d2511．90a9．94b13．40ab11．97a11．13b10．85b13．86b12．20c3012．52a13．85a14．64a12．93a14．27a14．68a17．49a16．31b3514．78a13．93a14．98a14．22a14．64a15．50a17．58a18．78ab4014．22a14．71a15．12a14．82a14．22a16．41a19．00a20．32a4513．87a14．00a13．8ab13．33a14．18a14．97a17．45a19．05a平均12．26b12．40b13．87a12．73b12．12c13．62b16．31a16．02a

表3 不同收获期对甜玉米杂交种幼苗干物质积累的影响

授粉后天数(d) 苗干重(g/10株) 根干重(g/10株) 京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533京科甜179京科甜183京科甜158京科甜533200．06c0．08c0．18c0．07c0．03b0．07b0．09b0．03b250．12b0．14b0．20bc0．15b0．07b0．09b0．08b0．06ab300．16b0．27a0．28a0．16b0．13a0．15a0．12ab0．08ab350．28a0．27a0．27a0．25a0．16a0．15a0．12ab0．10a400．26a0．27a0．29a0．26a0．15a0．20a0．16a0．12a450．26a0．25a0．26ab0．26a0．15a0．17a0．13ab0．12a平均0．19b0．21b0．25a0．19b0．11a0．14a0．12a0．08b

各参试品种的活力指数变化情况与发芽势、发芽率趋势一致。京科甜179、京科甜183、京科甜158和京科甜533分别在授粉后35，40，35，40 d时最大，之后随发芽率的降低，活力指数也降低。品种间，4个甜玉米品种活力指数表现为京科甜158gt;京科甜183gt;京科甜533gt;京科甜179，前两者与后两者之间差异显著。因此，品种类型、收获期对种子活力特征参数均有显著影响。从发芽情况看，京科甜179和京科甜533杂交制种时最适收获期为授粉后35 d，京科甜183和京科甜158为授粉后40 d。过早或过晚收获，种子发芽率和活力指数均显著降低。

2.3 不同收获期对甜玉米杂交种幼苗生长的影响

对参试品种在不同收获期条件下的种子幼苗进行测定，结果表明，幼苗生长情况随杂交种种子成熟度不同均表现显著差异。

由表2可以看出，京科甜179、京科甜183、京科甜158、京科甜533的苗高和根长分别在授粉后35，40，40，40 d达到最大。与授粉后20 d相比，4个甜玉米品种苗高分别增加135.00%和240.44%、84.89%和75.90%；根长分别增加34.00%和52.00%、62.17%和115.37%。授粉后35～45 d，苗高和根长均有所降低。品种间来看，参试品种的苗高为京科甜158gt;京科甜533gt;京科甜183gt;京科甜179，前者与后三者差异显著；品种主根长表现与苗高一致。表明不同收获期处理下，京科甜158杂交种的幼苗长势最强，京科甜179长势较弱；京科甜179、京科甜183和京科甜158的幼苗长势与其活力变化趋势一致，均在同一收获期达到最大；京科甜533种子在授粉35 d以后发芽率有所降低，但幼苗长势继续增强，在授粉后第40天时苗高和主根长达到最大值。

4个甜玉米品种苗、根干物质积累均随授粉后天数的增加呈现先升高后降低的变化趋势(表3)。京科甜179、京科甜183、京科甜158、京科甜533的苗和根干物质积累分别在授粉后第35、40、40、40天达到最大值，与其苗高和根长生长规律一致。与授粉后20 d相比，参试品种的幼苗总干物质积累量均有显著增加，并分别增加388.89%、213.33%、73.08%和280.00%。在授粉后35～45 d，京科甜183、京科甜158的苗、根干物质积累均有所降低，京科甜179和京科甜533两个品种则变化不明显。品种间，4个甜玉米品种的总干物质积累量比较为京科甜158gt;京科甜183gt;京科甜179gt;京科甜533。综合来看，京科甜179在授粉后35 d左右收获幼苗长势好，干物质积累量最大；京科甜158、京科甜183、京科甜533在授粉后40 d收获时幼苗长势好，干物质积累量最大。

2.4 低温对甜玉米杂交种种子发芽率的影响

经低温处理后，任一成熟期收获的甜玉米杂交种种子发芽率均降低(图2)。与标准发芽率相比，授粉后20 d的种子低温处理后发芽率降低不明显；随种子成熟度的提高，2种发芽条件下种子发芽率均在增大，但低温发芽率显著低于标准发芽率。京科甜179、京科甜533杂交种种子在授粉后35 d时，低温下发芽率达最大，分别为63.67%、75.33%，比同期标准发芽率分别降低42.74%、13.41%；京科甜183、京科甜158杂交种种子在授粉后40 d时，低温处理下发芽率达最大，分别为76.33%、73.33%，比同期标准发芽率分别降低17.03%、17.60%。这表明，成熟度低的种子发芽率低，抗冷性差；标准发芽率达最大时，种子的抗冷性也最强；低温对甜玉米种子萌发的影响存在品种间差异，京科甜183的低温发芽率要高于其它3个品种，抗冷性最强，京科甜179抗冷性最弱。

图2 低温对甜玉米杂交种种子发芽率的影响

3 讨论与结论

种子是生物遗传的主要载体，高质量和高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力，对农业生产具有十分重要的意义[11]。本研究选用生产中推广应用面积较大的不同籽粒颜色甜玉米品种进行不同成熟度种子活力的测定，结果表明，京科甜179杂交种在授粉后40 d时百粒重达最大，达到生理成熟，而其发芽率和活力指数均在授粉后35 d达最大值；京科甜183杂交种种子在授粉后40～45 d时仍未达到生理成熟，百粒重仍在增加，而其发芽率和活力指数在授粉后40 d时已达最大值。这与时小红[11]、毛笈华等[12]、沈雪芳等[10]的研究结果相似，表明成熟度高的种子发芽率和活力相应提高，但种子发芽率和活力等指标达到最大时并不一定是种子完全达到生理成熟时，而是在生理成熟之前；甜玉米杂交制种时种子适宜收获期要比普通玉米早。

在所有收获期处理条件下，京科甜183的最高发芽率为92%，京科甜179、京科甜158、京科甜533三个品种的最高发芽率分别为85.33%、89%、87%；参试品种种子的最高发芽势在28%～57%之间，幼苗高度在14.71～15.12 cm之间，种子百粒重在13.87～15.85 g之间，这与张海艳等[13]研究结果相似，而与樊廷录等[9]研究结果不同。后者利用普通玉米进行种子成熟期与种子活力关系的研究，表明种子达到生理成熟时的百粒重均在25 g以上，最适收获期的种子发芽率均在95%以上。此结果说明，甜玉米在种子活力、生长势等方面均低于普通玉米，因此在种植管理中更要精细，以保证出苗良好。另外，本研究抗冷性试验结果表明，参试品种的低温发芽率在任一收获期均低于其标准发芽率；标准发芽率达最大时，同期种子的低温发芽率也达到最大，说明温度过低会影响甜玉米种子发芽和幼苗生长[14]，成熟度高的种子抗冷性强。这可能是因为种子萌发过程中所需要的养分和能量均来自于种子自身贮藏物质的转化，而低温会降低贮藏物质降解所需要的酶的活性[15-16]，因此种子淀粉含量少[17]、萌发时能量供给不足就会导致发芽率降低。

综合来看，在新疆昌吉地区甜玉米制种，京科甜179和京科甜533适宜收获期为授粉后35 d，京科甜183和京科甜158适宜收获期为授粉后40 d，此时各品种的活力指标、生长情况、抗冷性均达到最大和最优值。在抗冷性方面，京科甜183抗冷性最强，京科甜179抗冷性较弱。因此，甜玉米大面积制种时应充分考虑种子成熟度，避免过早或过晚收获，防止种子成熟度不够或后期种子霉变和穗发芽等现象。

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Effects of Seed Maturation of Sweet Corn on Seed Germination and Seedling Growth

LUBaishan1,SHIYaxing1,XULi1,FANYanli1,LÜBaochun2,YUNXiaomin2,NIUQian2

2016-05-30

卢柏山(1972—)，男，北京人；硕士，推广研究员，主要从事鲜食玉米遗传育种研究。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.10.095

S 513

A

1001-4705(2016)10-0095-05