小麦种子活力测定方法的比较

郑雅潞　薛小雁　仇永康

摘要：种子是生物繁衍循环的重要器官，为探究测定小麦种子活力的适宜方法，以5个小麦常规品种西农889、小偃22、西农2611、矮抗58、周麦18和1个杂交品系西杂13为材料，采用标准发芽试验、加速老化试验以及测定电导率、幼苗生长情况、吸光度、模拟田间出苗率等6种方法，对小麦种子的发芽势、发芽率，及幼苗干质量、种子活力指数、根长、苗长、电导率、吸光度等活力指标进行测定，并分析各活力指标与模拟田间出苗率间的相关性。结果表明，矮抗58、西农889、西农2611种子活力较高，西杂13种子活力最低；标准发芽势、标准发芽率应用具有局限性，不能作为评估小麦种子活力及其田间成苗能力的活力指标；各小麦基因型间种子活力水平存在明显差异；模拟田间出苗率与标准幼苗干质量、标准简化活力指数、苗长、老化发芽势呈显著或极显著正相关，与电导率、相对电导率、D260 nm呈显著负相关。由结果可知，这些指标是可以用来评估小麦种子的活力和田间成苗能力的。

关键词：小麦；种子活力；老化；电导率；光密度

中图分类号： S512.101文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）15-0061-03

小麦是人类种植较早的粮食作物之一，其总产量和总播种面积均居世界第一[1]。在我国，小麦是重要的生产资料和食物来源，在粮食安全中占有重要地位。同时，小麦还具有较好的耐储藏性，是我国长期储备粮食之一。高活力种子成熟度好、颗粒饱满、耐贮性高、分蘖强、生长健壮、出苗整齐、抗逆性强[2-3]，且生物产量可以提高10%[4]，也可以减少播种量[5]，实现精量播种，而低活力种子易造成减产。随着贮藏年限的延长，小麦种子内部会发生一系列变化，结构与功能也会受到损害，种子生活力、活力等逐渐降低甚至失去活力[6-8]。种子老化不但影响幼苗生长、发芽率，还不利于种质资源保存、利用、开发[9]，因此研究小麦种子的活力和测定方法具有非常重要的生产实践意义。

种子活力受外界环境和遗传因子影响，是综合性状[10-12]，其中遗传因子起决定性作用[13]。测定种子活力的方法已有较多报道，但每种方法仅能反映种子活力的某些方面变化。种子在高温高湿和自然条件下的老化机制一致，只是前者的老化速度较快[14-17]。因此，人工加速种子老化试验适用于多种作物的种子活力测定。发芽试验和幼苗生长测定因其重复性好、简单易行等优点已被列入美国官方种子分析协会（Association of Official Seed Analysts，简称AOSA）和国际种子检验协会（International Seed Testing Association，简称ISTA）手册。测定电导率也是检测种子活力的有效方法之一，通常种子活力与浸出液电导率、相对电导率呈负相关，但也有研究表明，种子活力与电导率呈正相关[18]。迄今为止，这些种子活力的测定方法对小麦种子活力测定的适宜性并无报道。本试验以6个小麦品种（系）为材料，采用6种不同的种子活力测定方法，旨在比较不同品种（系）小麦种子活力的差异及其原因，探讨小麦种子活力测定的适宜方法，为小麦种子的生产、贮藏和检验提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料

供试小麦品种（系）6个。其中5个常规品种：西农889、小偃22、西农2611、矮抗58、周麦18。1个杂交小麦品系：西杂13。种子均由陕西省作物杂种优势研究与利用重点实验室提供。

1.2试验方法

1.2.1标准发芽试验

参照陈士林的发芽方法[19]进行发芽试验。在发芽盒中铺3层滤纸，加入适量蒸馏水，将种子置于滤纸上，移入培养箱中，在光照12 h/d、温度20 ℃的条件下记录种子的发芽情况。每个品种（系）取50粒，重复3次。计算标准发芽势、标準发芽率、标准幼苗干质量、标准简化种子活力指数。相关公式：发芽势=（第3天正常发芽的种子数/供试种子数）×100%；发芽指数=∑（Gt/Dt），其中Dt为发芽时间，d；Gt为与Dt对应的每天发芽种子数，粒；活力指数=7 d时正常幼苗鲜质量×发芽指数。

1.2.2加速老化试验

参照颜启传的方法[20]进行加速老化试验。在老化盒底部加入125 mL蒸馏水，安装网架。每个小麦品种（系）取50粒，重复3次，分别均匀平铺在网架上，盖上盒盖密封，放入老化箱中，在41 ℃、100%相对湿度下处理72 h，取出风干后进行标准发芽试验。计算老化发芽势、老化发芽率、老化幼苗干质量、老化简化活力指数。

1.2.3电导率测定

每个小麦品种（系）25粒，重复3次，称其质量（g）后用蒸馏水洗净，滤纸吸干残留水分。将种子放入 250 mL 烧杯中，加125 mL去离子水，测定初始电导率d1；在20 ℃光照培养箱中放置24 h，取出锥形瓶摇动使溶液均匀一致，测定浸泡液电导率d2；然后将锥形瓶置于100 ℃水浴锅中煮沸30 min，用电导率仪测定浸出液电导率d3。分别按以下公式计算电导率、相对电导率、绝对电导率：

1.2.4幼苗生长测定

取3张滤纸，在其中1张纸上画1条中心线，每隔1 cm标注1个点，共25个点，在每个点上放1粒种子（用无毒胶水固定），胚根朝向纸卷底部，重复3次。上面盖2层润湿的滤纸，将纸卷成筒状，用皮筋扎住，竖直放在底部有水的大烧杯中，在20 ℃恒温箱中黑暗培养7 d，统计根长和苗长。

1.2.5吸光度测定

在250 mL烧杯中放入形态完整的50粒种子，25 ℃培养箱中培养24 h后混匀。从浸种烧杯中吸取1 mL浸出液注入比色杯，以蒸馏水作空白对照，在260 nm吸收波长下用紫外分光光度计测定吸光度D260 nm。

1.2.6模拟田间出苗率测定

取大田中水分适宜的土壤，筛选后平铺在发芽盒中，将种子均匀播于土壤上，每个品种（系）50粒种子，重复3次，盖上1 cm厚的土并铺平压实。定期浇水，第7天记录田间出苗率。endprint

1.3数据分析

采用SPSS 20.0、Excel软件整理分析数据。

2结果与分析

2.1不同品种（系）的小麦种子活力水平差异

由表1可知，6个品种（系）的小麦种子活力水平存在明显差异。[JP2]西农889、西农2611的苗长较长、标准幼苗干质量、模拟田间出苗率较高且2个品种间差异不显著；西农889、矮抗58的标准发芽率较高、根长较长且2个品种间差异不显著；西农889的标准发芽势极显著高于矮抗58，而苗长极显著低于矮抗58。从3种活力测定方法7项指标的总体变化趋势来看，矮抗58、西农889、西农2611种子活力较高，西杂13种子活力最低。

2.2不同品种（系）的小麦种子生理生化指标与种子活力的关系

由表2可知，6个小麦品种（系）的电导率、绝对电导率、相对电导率、D260 nm差异明显。其中，6个小麦品种（系）间的电导率、相对电导率、D260 nm的变化趋势基本一致，西农2611的绝对电导率表现不同于其他指标。进一步的相关分析也表明，绝对电导率与模拟田间出苗率间相关性不显著（r=-0.493）。从电导率、相对电导率和D260 nm的整体变化趋势上来看，矮抗58、西农889、西农2611的种子活力较高，西杂13的种子活力最低。

2.3不同品种（系）小麦种子的耐贮性

由表3可知，6个小麦品种（系）的老化发芽势、老化发芽率、老化幼苗干质量、老化简化活力指数4个指标与标准发芽试验相比都有不同程度下降，表明不同小麦品种（系）的耐贮性能差异明显。其中西杂13的老化发芽势、老化发芽率、老化幼苗干质量和老化简化活力指数下降的幅度最大，耐贮能力最弱，与对照相比分别下降79%、63%、80%、93%。西农889、西农2611在老化发芽势、老化发芽率、老化幼苗干质量、老化简化活力指数间差异不显著，且指标下降幅度均较小，表明其耐贮能力较强，活力较高。

2.4不同测定方法的小麦种子活力指标与模拟田间出苗率的相关性

标准发芽试验、加速老化试验、电导率测定、幼苗生长测定、吸光度测定等5种方法的14项种子活力指标与模拟田间出苗率的相关分析表明，苗长、老化发芽势、标准简化活力指数、标准幼苗干质量4个指标与模拟田间出苗率呈显著或极显著正相关；电导率、相对电导率、D260 nm3个指标与模拟田间出苗率呈显著负相关（表4），表明这些指标可以用来评估小麦种子活力和田间成苗能力。

3讨论

种子活力是检验小麦种子质量的重要指标之一，在很大程度上是由基因决定的[11]。本研究结果表明，6个不同基因型的小麦种子各活力性状间均存在明显差异，说明基因型对种子活力起着主导作用。这与佟汉文等的研究结果[21]一致。周麦18的标准发芽势、标准发芽率与苗长、老化发芽势、老化发芽率、电导率等指标所反映的活力状况不同，说明衡量种子活力的指标不同，所反映的种子活力状况也不完全一致。其原因一方面可能与种子活力指标的灵敏性有关，另一方面还可能与种子生长发育环境、贮藏条件等因素有关。

种子发芽率是国家种子质量标准中规定的4项指标之一，影响着小麦田间出苗率。研究指出，即使发芽率很高，种子活力也不一定高[22]。本研究结果表明，种子的标准发芽势、标准发芽率与模拟田间出苗率间存在正相关，但不显著，说明标准发芽势、标准发芽率不能用来评估小麦种子活力及其田间成苗能力，其应用有局限性。主要原因可能是标准发芽试验的最适温度、水、光等萌发条件并不能反映复杂的田间条件变化。但也有研究结果表明，枫杨种子和草坪草种子的标准发芽率与田间出苗率呈极显著正相关[23-24]。由此可见，适合评价这些作物种子活力的标准发芽率指标并不适合评价小麦种子的活力。幼苗干质量、简化活力指数是种子发芽率指标的深化，能更好地衡量种子活力水平，本研究的标准幼苗干质量、标准简化活力指数与模拟田间出苗率呈显著正相关，适合评估小麦种子活力的变化。

加速老化试验用于预测种子忍受逆境（高温、高湿）的能力和耐贮藏潜力，被国际种子检验协会（ISTA）、美国官方种子分析协会（AOSA）推荐用于评价各类作物种子的活力，研究表明，老化后的种子发芽率与田间出苗率呈显著正相关[24]。本研究老化发芽势与模拟田间出苗率呈极显著正相关（r=0.928），与前人在甜玉米中的研究结果[25]一致。本研究参试小麦种子中，矮抗58、西农2611、西农889在41 ℃、100%相对湿度的老化条件下种子活力相对稳定，表现出较好的耐贮性能。

种子浸出液的电导率，可间接反映膜系统的完整性，能够间接地评价种子质量和耐贮性，并且是一种简易、快速的活力测定方法，适用于大豆、烟草、玉米等种子[26-28]的活力测定。电导率与种子田间出苗率之间呈极显著负相关[29]。本研究结果表明，电导率、相对电导率与模拟田间出苗率呈显著负相关（r=-0.899、-0.841），与上述结果一致。种子浸出液的电解质（如氨基酸、有机酸、糖及其他离子）的浓度也可以利用吸光度来体现，因此该方法也能反映膜系統的完整性。D260 nm、电导率、相对电导率3个指标与模拟田间出苗率呈显著负相关，说明电导率测定和吸光度测定对小麦种子活力评价的结果。

总之，标准幼苗干质量、标准种子活力指数、苗长、老化发芽势、电导率、相对电导率、D260 nm均可用于评估小麦种子活力及其田间成苗能力，但选用的种子活力指标还应根据具体试验条件而定。结果表明，采用老化发芽势、电导率或相对电导率单一指标或2种指标相结合来评估小麦种子的活力可能更准确、简单易行。

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