劣变时间和温度对不同含水量燕麦种子的活力影响

， ， ， ， (中国农业大学动物科技学院，草业科学北京市重点实验室， 北京100193)

劣变时间和温度对不同含水量燕麦种子的活力影响

陈泉竹，毛培胜，孔令琪，夏方山，闫慧芳
(中国农业大学动物科技学院，草业科学北京市重点实验室， 北京100193)

试验以10%和16%含水量燕麦种子为材料，研究不同控制劣变处理对种子发芽特性的影响，以期为深入探索种子劣变的生理变化提供参考。燕麦种子劣变温度设置为35，40，45 ℃和50 ℃；劣变时间分别为10%含水量种子8，16，24，32 d和40 d，16%含水量种子1，2，3，4，5 d和6 d。结果表明：随着劣变时间的延长，10%含水量燕麦种子在35 ℃下发芽率、发芽势和发芽指数呈现先下降后上升的趋势；在40 ℃下各指标缓慢下降但没有显著差异(pgt;0.05)；在45 ℃下，各活力指标均呈下降趋势且有显著性差异(plt;0.05)；在50 ℃下各活力指标急剧下降，并且在劣变32 d时发芽势和发芽率均降至0%，发芽指数降至0。16%含水量燕麦种子在35 ℃和40 ℃劣变处理下，随着劣变时间的延长各活力指标下降缓慢但仍有显著差异(plt;0.05)；在45 ℃和50 ℃下，随着劣变时间的延长各活力指标急剧下降，并且在劣变5 d时发芽势和发芽率降至0%，发芽指数降至0。此外，劣变温度、时间以及二者之间的交互作用均对燕麦种子活力的下降有显著(plt;0.05)影响，在45 ℃条件下劣变24 d处理可以较好评价不同含水量种子的活力水平。

燕麦种子； 控制劣变； 种子活力； 含水量； 劣变时间； 劣变温度

种子活力是指种子或种子批发芽率、幼苗生长潜力、植株抗逆能力和生产潜力的总和[1]，是评价种子质量的重要指标。种子贮藏过程中不可避免的会出现种子劣变的情况，进而导致活力下降，造成巨大的经济损失[2]。种子活力下降的快慢，与种子的遗传特性以及环境中的温湿度有关[3]。大量试验探索了高温高湿环境对水稻[2]、玉米[3]、苦瓜[4]等农作物，老芒麦[5]、紫花苜蓿[6]等牧草种子的影响，表明高温高湿条件下贮藏的种子会在较短时间内迅速老化。

种子含水量和贮藏温度是种子在贮藏期间保持活力的关键因素[7]，而活力水平受其内部氧化反应的影响，种子劣变过程中内部的氧化反应主要取决于种子的含水量[8]。控制劣变是根据人工加速老化原理而采用的检测种子抗老化能力的试验方法，但能控制种子含水量[9]。目前控制劣变测定广泛用于小粒蔬菜种子的活力测定中[10]，许多学者也采用控制劣变的方法研究温度与水分变化对蓝茎冰草[11]、结缕草[12]、羊草[13]、老芒麦[14]等种子活力影响的内在机制。

燕麦(AvenasativaL.)籽实是很好的精饲料，青饲、晾制干草、青贮均可[15]。近年来，国内关于燕麦的耐盐生理[16-18]、施肥与产量的关系[19-20]和发芽过程中营养物质的变化过程[21-23]等方面研究较多。针对燕麦种子劣变，许多学者关注了含水量对劣变种子的活力影响[24-25]、自然储藏对种子发芽力的影响[26-27]、人工加速老化条件的筛选[28]等方面，而对燕麦在控制劣变下的种子活力变化研究很少。本试验采用人工控制劣变的方法对燕麦种子进行处理，以期研究确定劣变时间、温度处理对不同含水量燕麦种子活力的变化，为深入探索种子劣变的生理机制提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验用燕麦种子为中国农业大学牧草种子实验室提供，样品种子发芽情况见表1。

表1 燕麦种子样品信息

种子自然含水量(%)种子发芽(%)正常种苗不正常种苗新鲜未发芽死种子9．093106

1.2 种子含水量的测定和调整

参照ISTA种子检验规程(2013)[29]测定种子的含水量。

将未老化种子含水量调节到10%与16%。将种子均匀平铺在湿润的滤纸上，并频繁称量种子的重量，达到要求(种子含水量为10%、16%)后立即将种子装入铝箔袋中密封。

1.3 控制劣变处理

将含水量调整至10%且装入铝箔袋密封的燕麦种子分别置于35，40，45 ℃和50 ℃下进行人工控制劣变，分别劣变8，16，24，32 d和40 d。每个处理设置3个重复。

将含水量调整至16%且装入铝箔袋密封的燕麦种子分别置于35，40，45 ℃和50 ℃下进行人工控制劣变，分别劣变1，2，3，4，5 d和6 d。每个处理设置3个重复。

在劣变至规定时间后，将种子样品取出，在1 h内进行发芽试验。

1.4 种子发芽指标的测定

参照ISTA种子检验规程(2013)[29]测定种子发芽指标。

发芽率(%)=规定的发芽天数内发芽种子粒数/供试种子总数×100%；

发芽势(%)=种子发芽粒数达到高峰时的发芽总数/供测种子粒数×100%；

发芽指数(GI) =∑(DG/DT)，式中： DG为逐日内的发芽数，DT为相应的发芽天数。

1.5 数据处理

实验数据采用统计软件SPSS 18.0进行单因素与双因素统计分析及其显著性比较，Excel软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同劣变温度和时间处理对燕麦种子发芽势的影响

在劣变温度由35 ℃增加到50 ℃条件下，10%含水量的燕麦种子发芽势随着劣变时间的延长呈现逐渐下降的趋势(图1 a)。在35 ℃和40 ℃时，劣变16～40 d的燕麦种子发芽势没有显著差异(pgt;0.05)。在45 ℃时，劣变8 d、16 d的种子发芽势显著(plt;0.05)高于劣变24～40 d的种子。在50 ℃时，燕麦种子发芽势急剧下降，在24 d时就已降为0。16%含水量的燕麦种子随着劣变时间的延长，燕麦种子的发芽势均呈现下降的趋势(图1 b)。45 ℃时，燕麦种子发芽势随劣变时间的延长出现迅速下降。在50 ℃时，种子发芽势随劣变时间的延长急剧下降，劣变2 d后发芽势降到0。

2.2 不同劣变温度和时间处理对燕麦种子发芽率的影响

10%含水量的燕麦种子发芽率随着劣变时间的延长呈下降的趋势(图2 a)。在45 ℃时，劣变32 d与40 d的种子发芽率有差异显著性(plt;0.05)且显著低于劣变8～24 d的种子。在50 ℃下，燕麦种子发芽率急剧下降，并在32 d时降为0。16%含水量的燕麦种子随着劣变时间的延长，燕麦种子的发芽率均呈现下降的趋势(图2 b)。在40 ℃下，劣变1～6 d期间，燕麦种子发芽率显著下降(plt;0.05)。在45 ℃时，燕麦种子发芽率随劣变时间的延长迅速下降。在50 ℃时，燕麦种子发芽率随劣变时间的延长急剧下降，劣变3 d后发芽率降到0。

图1 不同温度、不同时间劣变处理对10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麦种子发芽势的影响

图2 不同温度、不同时间劣变处理对10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麦种子发芽率的影响

图3 不同温度、不同时间劣变处理对10%含水量(a)和16%含水量(b)燕麦种子发芽指数影响

2.3 不同劣变温度和时间处理对燕麦种子发芽指数的影响

10%含水量的燕麦种子发芽指数随着劣变时间的延长呈现逐渐下降的趋势(图3 a)。在45 ℃处理下，劣变24～40 d的燕麦种子发芽指数差异显著(plt;0.05)。在50 ℃处理下种子劣变32 d时发芽指数降为0。16%含水量的燕麦种子随着劣变时间的延长，发芽指数均呈现下降的趋势(图3 b)。在35 ℃和40 ℃下，燕麦种子发芽指数随着劣变时间的延长持续下降，劣变5 d和6 d的种子发芽指数有显著(plt;0.05)差异。在50 ℃下，燕麦种子发芽指数急剧下降，在劣变3 d时就已降为0。

3 讨论与结论

燕麦种子在劣变后活力明显下降；尤其是在50 ℃下，随着劣变时间的延长，种子的活力指标下降得非常迅速，表明长时间的高温逆境对于种子的安全贮藏有很大的危害；但是，35 ℃劣变处理种子随着劣变时间的延长发芽势和发芽指数呈现先上升后下降再上升的趋势，这可能与燕麦种子的萌发需要在35 ℃下预热以打破种子休眠有关。试验结果说明，温度的升高与劣变时间的延长会加剧种子活力的下降。

同时，10%含水量燕麦种子在45 ℃下劣变40 d发芽率仍达43%，而16%含水量的子在45 ℃下劣变5 d发芽率已降为0；表明高含水量的燕麦种子各项发芽指标降低的程度显著高于安全含水量的燕麦种子，种子含水量是影响种子劣变程度的关键因素。本试验结果与研究种子含水量对洋葱[30]、玉米[31]、水稻[32]等植物种子活力的影响一致，表明种子贮藏过程中含水量是影响其活力水平的重要因素。

试验表明，随着劣变温度升高与劣变时间延长，燕麦种子活力呈现下降的趋势；并且，在相同劣变温度下，高含水量燕麦种子比安全含水量燕麦种子活力下降更加迅速，短时间的劣变就使高含水量燕麦种子失去活力，说明种子含水量是燕麦种子保持活力的关键因素。综合比较，燕麦种子在45 ℃条件下劣变24 d处理可以较好评价不同含水量种子的活力水平。此外，本试验结果对于研究不同含水量燕麦种子劣变过程中氧化还原酶、MDA、呼吸相关酶等生理变化提供了理论基础。

[1]陶嘉龄,郑光华.种子活力[M].北京:科学技术出版社,1991:24.

[2]张瑛,滕斌,吴敬德,等.水稻种子高温高湿人工加速老化试验方法研究[J].中国粮油学报,2010,25(10):8-12.

[3]余海兵,刘正,吴跃进,等.玉米种子人工加速老化方法的选择[J].江苏农业学报,2011,27(3):672-674.

[4]庄福升,黄如葵,方锋学.不同加速老化条件对苦瓜种子发芽的影响[J].广西农业科学,2009,40(1):67-70.

[5]闫慧芳,毛培胜.老芒麦种子人工加速老化条件的筛选比较[J].种子,2013,32(7):1-6.

[6]毛培胜,李寅菲.紫花苜蓿种子人工加速老化方法研究[J].种子,2010,29(10):10-14.

[7]McDonald M B.Seed deterioration:physiology,repair and assessment[J].Seed Science and Technology,1999,27:177-237.

[8]Lehner A,Mamadou N,Poels P,et al.Changes in soluble carbohydrates,lipid peroxidation and antioxidant enzyme activities in the embryo during ageing in wheat grains[J].Journal of Cereal Science,2008,47(3):555-565.

[9]Matthews S.Controlled deterioration test:a new vigour test for crop seeds[A].Seed production[M].London: Butterworths,1980:647-660.

[10]Alison A.Powell,Stan Matthews.Towards the validation of the controlled deterioration vigour test for small seeded vegetables[J].Seed Testing International,2005,129:21-24.

[11]李玉荣,韩建国,孙彦,等.蓝茎冰草种子劣变过程中生理生化变化[J].种子,2007,26(2):10-13.

[12]Mao P S,Wang X G,Wang Y H,et al.Effect of storage temperature and duration on the vigor of Zoysiagrass (ZoysiajaponicaSteud.) seed harvested at different maturity stages[J].Grassland Science,2009,55(1):1-5.

[13]张晓媛,赵利,毛培胜,等.控制劣变对不同含水量羊草种子生理特性的影响[J].草地学报,2012,20(5):899-906.

[14]朱萍,孔令琪,张晓媛,等.贮藏温度对不同含水量老芒麦种子生理特性的影响[J].草业学报,2011,20(6):101-108.

[15]刘志和,刘长柱,于海军.燕麦草生物学特性及栽培技术[J].吉林畜牧兽医,2011,32(11):48.

[16]杨科,张保军,胡银岗,等.混合盐碱胁迫对买种子萌发及幼苗生理生化特性的影响[J].干旱地区农业研究,2009,27(3):188-192.

[17]武俊英,刘景辉,李倩,等.盐胁迫对燕麦种子萌发、幼苗生长及叶片质膜透性的影响[J].麦类作物学报,2009,29(2):341-345.

[18]李建设,沈国伟,任长忠,等.燕麦种子萌发和幼苗生长对不同盐胁迫的反应[J].麦类作物学报,2009,29(6):1 043-1 047.

[19]马雪琴,赵桂琴,龚建军.播期与氮肥对燕麦种子产量构成要素的影响[J].草业科学,2010,27(8):88-92.

[20]德科加,王德利,周青平,等.施肥对青藏高原燕麦种子生产的增产效应[J].草业科学,2008,259(1):26-30.

[21]徐建国.燕麦发芽过程中淀粉理化特性的变化[J].中国粮油学报,2012,27(5):27-34.

[22]徐建国.燕麦发芽过程种多酚含量及其抗氧化活性的变化[J].中国食品学报,2013,13(1):201-205.

[23]付晓燕,吴茜,李书艺,等.燕麦发芽前后酚类物质的组成变化及结构鉴定[J].中国农业科学,2013,46(17):3 669-3 679.

[24]阴佳鸿,毛培胜,黄莺,等.不同含水量劣变燕麦种子活力的近红外光谱分析[J].红外,2010,31(7):39-44.

[25]牛瑞明,吴文荣,吴桂丽,等.不同药剂浸种对燕麦种子发芽特性的影响[J].作物杂志,2010(2):99-101.

[26]纪亚君,刘勇.储藏时间对燕麦种子发芽力的影响[J].安徽农业科学,2009,37(30):14 641-14 642,14 644.

[27]李富花,李富利,李富荣,等.燕麦种子活力测定方法[J].草业科学,2013,30(5):767-771.

[28]韩亮亮,毛培胜.燕麦种子人工加速老化条件的筛选优化[J].种子,2007,26(11):31-34.

[29]ISTA.International Rules for Seed Testing[M].Bassersdorf:Zurich.2013.

[30]高维恒.贮藏温度和种子含水量对洋葱种子发芽率的影响[J].植物生理学通讯,2002,38(4):339-340.

[31]闫彩清,王河成,李凌雨,等.种子含水量对玉米发芽率的影响[J].山西农业科学,2001,29(2):19-20.

[32]吴晓亮,辛萍萍,张志娥,等.水稻种子室温贮藏最适含水量及其热稳定蛋白的研究[J].中国农业科学,2006,39(11):2 214-2 219.

Effect of Deterioration Time and Deterioration Temperature on Vigor of Oat (AvenasativaL.) Seeds with Different Moisture Content

CHENQuanzhu,MAOPeisheng,KONGLingqi,XIAFangshan,YANHuifang
(College of Animal Science and Technology, China Agricultural University;Beijing Key Laboratory of Grassland Science, Beijing 100193,China)

This experiment was designed to study the effect of controlled deterioration on vigor of oat (AvenasativaL.) seeds with 10% and 16% moisture content, in order to provide reference to explore the physiological changes of seed deterioration. The treatments of controlled deterioration for oat seed were adopted with the deterioration temperature (35 ℃,40 ℃,45 ℃,50 ℃) and duration (8,16,24,32 and 40 d for seed with 10% moisture content;1,2,3,4,5 and 6 d for seed with 16% moisture content).The results showed that the germination potential,germination percentage and germination index of oat seeds with 10% moisture content first declined then increased at 35 ℃,presented the slow decreasing without significant difference (pgt;0.05) at 40 ℃,obviously declined with significant difference (plt;0.05) at 45 ℃ with the deterioration duration prolonged,and decreased sharply and reached to 0 at 50 ℃ after deteriorated 32 d.These vigor indexes of oat seeds with 16% moisture content decreased slowly with significant difference (plt;0.05) at 35 ℃ and 40 ℃ as deteriorated from 1 d to 6 d,sharply declined and reached to 0 at 45 ℃ and 50 ℃ after deteriorated 5 d.Furthermore,the deterioration temperature,duration and the interaction between them all had significant (plt;0.05) effects on vigor indexes of oat seed.The level of seed vigor could be evaluated according to the deterioration treatment under 45 ℃ and 24 d.

oat seed; controlled deterioration; seed vigor; moisture content; deterioration time;deterioration temperature

2016-06-17

“十二五”科技支撑课题“优质多抗牧草新品种选育与良种繁育关键技术研究与示范”(编号：2011 BAD 17 B 01-02)；草业科学北京市重点实验室共建项目资助。

陈泉竹(1991—)，女，湖北宜昌人；在读硕士研究生，研究方向：牧草种子生理与生产研究；E-mail:chen.quanzhu@hotmail.com。

毛培胜，E-mail:maops@cau.edu.cn。

10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.11.031

S 512.6

A

1001-4705(2016)11-0031-05