不同贮藏时间对垂穗披碱草种子活力的影响

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(1.西南民族大学生命科学与技术学院， 四川 成都 610041；2.四川农业大学草业科学系， 四川 成都 611130)

种子活力(Seed vigor)是指种子在发芽和出苗过程中活性强度及特征的综合表现，它反映了种子在各种环境条件下潜在的萌发和出苗的能力[1-2]。种子活力的高低通常是由遗传因子、种子发育期间的环境条件以及种子贮藏条件3个方面的因素决定的[3]。其中种子贮藏条件是植物种子生产和实际利用过程最重要的影响因素。种子的贮藏条件包括贮藏时间、贮藏温度、相对湿度及氧气水平等[3]。在种子的贮藏过程中一般都存在种子老化或劣变等种子活力下降的情况。在室温保存条件下，豆科牧草种子由于硬实率的存在，种皮的透水、透气能力不如禾本科牧草种子，所以豆科牧草种子的保存时间长于禾本科牧草种子。如豆科牧草种子10～20年仍具较高发芽率，如紫花苜蓿、沙打旺等[4-5]；大部分禾本科牧草种子一般5～10年逐渐丧失发芽力，如黑麦草、鸭茅、披碱草等[4,6]。

表1 不同贮藏时间垂穗披碱草种子的萌发情况

萌发指标供试材料 室 温 低 温 RT0RT1RT2RT3RT4RT5LT2LT3发芽率康巴0.54c0.91a0.81b0.09d0.00e0.00e0.940.78Y21010.56c0.78b0.84a0.07d0.00e0.00e0.950.87Y21960.50c0.73b0.82a0.04d0.00e0.00e0.980.97发芽势康巴0.54c0.90a0.74b0.05d0.00e0.00e0.900.70Y21010.56c0.75b0.80a0.03d0.00e0.00e0.930.87Y21960.50c0.73b0.79a0.00d0.00d0.00d0.980.97发芽指数康巴11.85c19.75a19.03b1.06d0.00e0.00e20.0517.18Y210110.12c17.62a17.54b0.61d0.00e0.00e20.8819.28Y219612.36c19.83a17.96b0.00d0.00d0.00d24.4322.61

披碱草属(ElymusL.)物种是我国青藏高原、内蒙等高原地区重要的牧草资源，该属牧草代表草种垂穗披碱草(ElymusnutansGriseb.)、老芒麦(ElymussibiricusL.)等已经成为高寒地区人工草地建设和生态恢复的骨干草种，在草地畜牧业和生态建设等方面发挥了重要的作用[7-8]。在生产实践中，种子活力的高低直接影响生产的成败，所以探讨披碱草属牧草种子的活力与其贮藏条件、时间等的关系具有重要的意义。本试验对垂穗披碱草种质在不同贮藏时间保存条件下种子活力进行了研究，以期为垂穗披碱草种子的保存和利用等方面提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试材料为四川农业大学牧草育种课题组收集保存的垂穗披碱草种质资源，从中挑选了3份进行试验，其中2份资源为野生材料(Y 2101、Y 2196)，1份资源为国审品种“康巴”垂穗披碱草。种子于每年9月采收于课题组高原牧草育繁种基地(位于四川甘孜州康定，30°01.684′N，101°57.356′E，海拔2 890 m)。每份材料的种子晾晒脱粒后，一部分存入低温冰箱保存(-20 ℃，LT)，另一部分留四川农业大学草业科学教学实验基地室温(RT)保存(位于四川雅安)。当地年均气温16.2 ℃，最热月(7月)均温25.3 ℃，最冷月(1月)均温6.1 ℃，极端最高气温37.7 ℃，极端最低气温-3 ℃，年降水量1 774.3 mm，年蒸发量1 011.2 mm，相对湿度79%。本研究选用的材料为室温保存不同时间的种子，贮藏年限分别为0年(收获当年，RT 0)、1年(RT 1)、2年(RT 2)、3年(RT 3)、4年(RT 4)、5年(RT 5)年；同时挑选了低温保存2年(LT 2)和3年(LT 3)的种子作为对比。

1.2 种子活力测定

1.2.1 发芽试验法

发芽试验方法参考牧草种子检验标准(GB/T 2930.4-2001)的方法[9]进行。每个处理设置4个重复，在培养皿中放入2层润湿的滤纸，然后挑选均匀饱满的种子50粒。培养皿置于23 ℃光照培养箱内进行恒温发芽。在第5天统计发芽情况并计算发芽势，在第14天结束发芽并计算发芽率，发芽指数(GI)计算按照公式GI=Gt/Dt进行(式中，Gt为t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数)。

1.2.2 TTC法

每份供试材料挑选健康、饱满的种子剥去稃皮放入1.5 mL离心管中，每个离心管放入15粒种子，重复4次。每个处理加0.5 mL的0.5%的TTC溶液(氯化三苯四氮唑)，使种子完全浸泡在TTC溶液中，并置于35 ℃恒温水浴的条件下染色3 h。待染色结束后在解剖镜下直接观察种子的染色情况并计数。

1.2.3 电导率法

每份供试材料取50粒种子进行称重，4次重复，种子用去离子水冲洗3次，吸干种子表面的水分后放入250 mL的烧杯中，并加入200 mL的去离子水，将烧杯置于20 ℃的恒温箱内放置24 h。处理完后采用电导率仪测定种子浸出液的电导率，最终电导率计算参照周晶等[10]方法进行。

1.3 数据分析

试验数据采用Execl 2010软件进行数据的整理，采用SPSS 22.0软件进行方差分析和多重比较(Duncan)，显著水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 种子萌发特征

随着贮藏时间的增加，垂穗披碱草种子的发芽率、发芽势以及发芽指数等指标均呈现出先升高后降低的趋势(图1、图2)。从表1可以看出，收获当年(RT 0)由于休眠的原因，其种子发芽率仅为50%～56%，贮藏1～2年的种子发芽率达到最高，为78%～90%；到第3年其发芽率显著降低，仅有4%～9%；贮藏到第4年以后其发芽率降为0%。同时，低温保存条件下2年和3年的种子发芽率维持在较高水平，为78%～98%。发芽势及发芽指数的变化趋势与发芽率的变化趋势保持一致。此外，同一贮藏时间的不同材料间的发芽率和发芽势指标之间存在不同程度的差异。

图1 不同贮藏时间垂穗披碱草种子发芽率变化

图2 不同贮藏时间垂穗披碱草种子发芽势变化

2.2 TTC测定结果

TTC法测定结果(表2)表明，室温贮藏的种子在2年内均具有较高的活力水平，当达到第3年以后，其种子的活力下降非常明显，当到第4年以后其种子已经完全丧失了活力。低温保存条件下的种子染色率均为100%，始终保持较高活力。TTC法测定的种子活力的结果与其种子萌发的特征保持一致。

2.3 电导率测定结果

电导率测定结果(表3)表明，随着种子贮藏时间的增加，其电导率总体呈现出增加的趋势，在第5年的电导率数据均为最高(p<0.05)，但是其它个别年点间存在波动。其中康巴材料的电导率波动较大，RT 4年点的电导率最低，且低温对比种子的电导率也较高。Y 2101材料种子的电导率相对呈现出一定的规律性，与前面两种方法结果一致。

表2 不同贮藏时间垂穗披碱草种子TTC染色结果

供试材料 室 温 低 温 RT0RT1RT2RT3RT4RT5LT2LT3康巴1.001.001.000.24001.001.00Y21011.001.001.000.12001.001.00Y21961.000.920.930.21001.001.00

表3 不同贮藏时间垂穗披碱草种子的电导率[单位：μS/(cm·g)]

供试材料 室 温 低 温 RT1RT2RT3RT4RT5LT2LT3康巴246.51b238.13c227.52d184.75e329.75a227.67232.05Y2101161.75c132.67d132.75d169.55b258.75a107.67121.33Y2196131.25d105.08e174.75b138.55c307.02a90.13135.33

3 讨 论

种子是植物类生产最基本、最重要的生产资料，种子活力是评价种子质量最重要的指标。而种子活力的检测方法较多，比如从传统的种子萌发试验、TTC定量法、电导率法、种子老化法，到新开发的近红外光谱法、PCR法等[11]。牧草由于种类较多，其种子活力的评价方法明显落后于农作物和蔬菜。而且不同的作物或者牧草对于不同方法的敏感程度也存在差异[12]。本研究采用3种相对简便的方法评价了不同贮藏年限的垂穗披碱草种子的活力，3种方法的结果基本保持一致。其中电导率法测定中部分年点数据表现出不稳定。在已报道的人工老化垂穗披碱草种子的电导率测定中也有相似的不规律波动[10]。有实验表明，电导率法难以准确地测定活力太低的种子，且更适合于测定大粒豆类的种子活力[11,13]。

种子的贮藏条件如温度、时间等都是影响种子活力的重要因素。王勇等研究了不同贮藏年限老芒麦种子活力的变化，结果表明，在内蒙地区室温贮藏超过6年的老芒麦种子活力极大地丧失[14]。张东晖等对内蒙地区披碱草不同贮藏时间种子活力的研究也表明，贮藏6年活力骤然下降，14年活力完全丧失[6]。毛培胜等研究了河北承德地区不同温度条件下贮藏披碱草属牧草老芒麦种子活力的变化，结果表明，低温条件下其可以保持较高的活力水平，贮藏3年后的种子发芽率就急剧下降[15]。张苗苗等研究了内蒙地区常温贮藏的5个不同年份的加拿大披碱草的萌发及种子活力变化情况，随着时间的延长，其存在不同程度的休眠及活力下降，其中贮藏1～2年的种子利用价值较佳，贮藏4年的种子活力较低[16]。本研究中不同贮藏时间垂穗披碱草的种子活力也呈现出相似的变化，但是不同地区由于气候条件的不同也存在一些差异。

4 结 论

垂穗披碱草种子在收获当年存在不同程度的休眠，室温(四川雅安等)贮藏1～2年种子活力较高，第3年种子活力显著降低，贮藏4年以上种子活力完全丧失，而低温条件下贮藏的种子的活力始终保持较高水平。

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