自然贮藏时间对谷子发芽率的影响

吕建珍，独俊娥，马建萍，赵 凯，王海岗

(1.山西省农业科学院 作物科学研究所/农业部黄土高原作物基因资源与种质创制重点实验室，山西 太原 030031； 2.山西省农业科学院 农作物品种资源研究所，山西 太原 030031)

谷子是我国传统的杂粮作物，具有抗旱耐瘠、水利用效率高、化肥农药用量少等特点，是典型的资源节约型、环境友好型作物[1-3]，广泛种植在我国北方干旱半干旱地区。随着水资源减少和生态环境日益恶化，以及对水肥高消耗主栽作物存在问题的充分认识，越来越多的人重新认识到谷子在环境友好型可持续农业中的重要性[4]。发展谷子生产，对于推进农业供给侧结构性改革、调整优化粮食种植结构具有积极意义。

优质的种子是农业发展中的一个重要环节，是农业可持续发展的基础，成功地贮藏种子具有重大意义[5]。种子含水量和贮藏温度是贮藏期间影响种质的关键因素[6-7]。科学的贮藏时间和方法可以使种子寿命延长、生活力旺盛，并且能保证作物出苗早、整齐、健壮；但是，如果贮藏时间和方法不合理，则种子易霉烂、变质,生活力降低，播种后易造成缺苗、断垄，给农户带来惨重的损失[6-7]。前人在花椰菜[8]、麻花秦艽[9]、水稻[10]和蔬菜[11]等植物上进行了不少种子储藏试验研究。纪亚君等[12]研究了贮藏时间对燕麦种子发芽率的影响，得出燕麦种子的最适储藏时间为1～3 a,存放8～9 a的燕麦种子则失去发芽力。任永峰等[7]进行过储藏时间和地点对谷子发芽率等指标的影响研究；除此之外，尚未见其他相关报道。鉴于此，拟通过对贮藏2～6 a不同谷子品种发芽率变化的研究，比较贮藏后种子的生活力水平，从而获得较适宜的谷子种子贮藏时间，旨在为谷子自然贮藏提供科学依据，为种子生产和扩繁提供理论依据和技术保障。

1 材料和方法

1.1 材料

供试材料为2011—2015年参加全国谷子西北中晚熟组区域试验的品种，当年收获的种子共65份，见表1。全部种子均纸袋包装，在山西省农业科学院榆次区(37.6°N，112.7°E) 库房自然条件贮藏，贮藏年限分别为2 a、3 a、4 a、5 a、6 a。

表1 供试谷子品种的基本情况

续表1 供试谷子品种的基本情况

1.2 试验方法

2017年5月上旬按照收获种子的年份批量试验，发芽试验按照GB/T 2930.4—2001方法，每份材料选取100粒健康饱满的种子进行培养皿发芽，2次重复，培养皿内放置厚0.5 cm的海绵，加水至海绵吸足后滤去多余的水分，以胚芽长度等于种子长度的1/2作为发芽标准，第5天记录发芽率。

发芽培养箱采用DHP-90508智能型电热恒温培养箱，设定27 ℃恒温。

1.3 测定指标及方法

发芽率=N0/N×100%

式中：N0为发芽终期全部发芽的种子数，N为供试种子数[11]。

变异系数(CV)=SD/MN×100%

式中：SD为标准偏差，MN为平均值。

1.4 统计方法

采用Excel 2007 软件处理原始数据，采用SPSS 16.0 软件进行绘图与统计分析。

2 结果与分析

2.1 参试谷子品种发芽率稳定性分析

由2011—2015年贮藏谷子种子的发芽率(图1—5)看出，2011年贮藏种子的发芽率变幅为0～15.5%，参试品种中有3个品种发芽率为零，长杂谷3号发芽率最高，为15.5%；2012年贮藏种子发芽率变幅为0～21.0%，2个品种发芽率为零，发芽率最高的品种仍为长杂谷3号，但上升至21.0%；2013年贮藏种子最低发芽率为10.5%，品种为朝201058，最高达92.5%，品种为长农35号；2014年贮藏种子最低发芽率上升至77.0%，最高为长生11，达到90.5%；2015年贮藏种子最低发芽率较2014年降低了10.5个百分点，仅为66.5%，最高为93.5%，品种为汾黑2014-1。

结果表明，同一年贮藏的种子，不同品种的发芽率存在差异，这可能与品种的本身遗传特性及当年收获种子的质量有一定的关系，需要进一步的验证。

图1 2011年贮藏谷子品种的发芽率

图2 2012年贮藏谷子品种的发芽率

图3 2013年贮藏谷子品种的发芽率

图4 2014年贮藏谷子品种的发芽率

图5 2015年贮藏谷子品种的发芽率

2.2 贮藏时间对种子发芽率的影响

对不同年份收获谷子品种的发芽率进行LSD多重比较(表2)，2014、2015年贮藏的谷子品种平均发芽率在同一个水平上，差异不显著；2013年贮藏的谷子品种平均发芽率与2012、2014年贮藏的谷子品种差异均达到极显著水平；2011、2012年贮藏的谷子品种发芽率变化趋势一样，且差异不显著，这表明自然存放种子，储存4 a及以上可利用价值很差，一般建议最多储存3 a。

表2 不同贮藏年份谷子品种发芽率差异显著性比较

注：不同大、小写字母分别表示差异达0.01、0.05显著水平

由表3可以看出，2011年种子的发芽率变异系数最大，达到133.95%，这表明2011年参试品种间发芽率差值数据较离散；2012—2013年变异系数逐步降低；2014年的变异系数最小，仅6.00%，不同品种间发芽率变化程度较低；2015年较2014年提高了3.97个百分点。因此，不同品种发芽率降低的程度存在差异，再次验证了品种本身内在因素所起的作用。

表3 不同贮藏年份谷子发芽率稳定性分析

2.3 同一谷子品种不同年份发芽率差异性分析

由图6可知，全国谷子西北中晚熟组区域试验的对照品种长农35号，2013年的种子发芽率最高，达92.5%，2014—2015年该品种的发芽率均有所下降，说明贮藏年份越短不一定发芽率越高，种子的发芽率还与当年收获种子的含水量及种子收获加工过程中的损失程度等因素有关[11]；2011、2012年该品种的发芽率相差不大，分别为11.0%和12.0%，这说明当种子的发芽率降低到一定程度时，变化趋势稳定，长农35号自然条件下可以贮藏4 a。

图6 2011—2015年长农35号发芽率变化

选择连续2 a参加区域试验的品种进行分析比较(表4)，参加2012—2013年区域试验的7个谷子品种发芽率变化差异最显著，变幅为10.5%～67.5%，这与参试品种发芽率稳定性分析中，2013年种子的变化幅度最大一致，变化最大的品种为晋汾97，该品种贮藏5 a较4 a发芽率降低了67.5个百分点；2011—2012年、2013—2014年、2014—2015年种子的发芽率变化幅度相对较低。

表4 相同谷子品种发芽率的年度差异

续表4 相同谷子品种发芽率的年度差异

3 结论与讨论

3.1 谷子自然贮藏的最佳时间

种子随着贮藏年限的增加，作物发芽率均表现出降低的趋势，各类作物发芽率的变化不同，且作物贮藏年限越长，发芽率越低，两者相关达极显著水平[10]。本研究结果表明，随着贮藏年限的增加，不同谷子品种的发芽率总体表现出降低的趋势；谷子种子自然贮藏2～3 a发芽率变化不显著，第4年种子发芽率开始明显下降，由于不同谷子品种本身耐贮藏特性有差异，因此建议谷子自然储藏时间不超过3 a，一般不超过4 a。

3.2 不同谷子品种发芽率的差异

种子的发芽性能和寿命主要决定于遗传特性、种子形态结构和生理活性、种子质量和贮藏条件[12]。本试验进行了不同品种储存相同时间后发芽率的差异比较，结果表明，不同品种同期同条件贮藏后的发芽率有差异，自然储存2～3 a品种间变异系数相对较低，贮藏4～6 a后变异系数迅速提升，2011年种子变异系数最高达到133.95%。1份种子的最佳的贮藏时间受很多因素影响[10-11]，本试验结果仅为育种家自然贮藏种子提供参考。