玉米低温发芽床基质成分的筛选研究*

王 敏 ，李 洋 ，赵晓波 ，李 岩 ，王 楠 ，路 明 *

（1.吉林省农业科学院，吉林 长春 130033；2.吉林吉农高新技术发展股份有限公司，吉林 公主岭 136100；3.中化现代农业蒙东（内蒙古）有限公司，内蒙古 通辽 028000）

玉米是我国第一大粮食作物，对保障国家粮食安全具有举足轻重的重要地位[1-2]。一般玉米种子最适合的萌发温度在25℃～35℃范围内，在高于40℃或低于7℃条件下则会萌发受阻[3]。东北春玉米区是我国三大玉米主产区之一，春播时节玉米种子萌发常遭遇低温逆境，严重影响出苗率[4-8]。发芽率是检测种子质量的重要指标之一，农业生产上常常依此来计算用种量，发芽率的高低，一般直接影响到种子能否在生产上使用，而不同质地的发芽床，对种子发芽测试结果影响很大[9-11]。玉米种子发芽率的测试多采用砂床或者纸床[12-13]，有研究显示砂床比纸床的发芽率高[10，14]。有研究表明纸床的发芽率高[11]，也有人对砂床和土床进行比较，认为砂床发芽率优于土床[15]。对土砂配比作为发芽床基质的研究鲜见报道。本试验以吉林省玉米主推品种为试材，采用2种土砂配比的播种基质作为发芽床，通过室内实验和田间试验，研究经过低温胁迫处理，不同土砂比例配方基质的发芽床对玉米种子发芽率的影响，为选用最适宜的发芽床，实现准确高效测定种子发芽率提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

试验的玉米品种采用28份吉林省品种（表1），分别由吉林省农业科学院玉米所提供和在市场上相应的种子专卖店购买。选用不同土砂配比的发芽基质作为发芽床，土砂体积比包括2种处理，分别为B1处理（土：砂=1：1）和 B2（土：砂=2：1）处理。

表1 试验品种

1.2 试验方法

1.2.1 室内发芽试验

将土砂基质按照体积比B1处理（土：砂=1：1）和B2处理（土：砂=2：1）2种配比进行充分均匀的混合，以此作为置床，选取健康、饱满、大小均匀的不同玉米品种的种子，采用1%次氯酸钠溶液对种子浸泡3分钟消毒，取出后用无菌蒸馏水对其反复清洗3次。将种子整理摆放于发芽盘基质中，每个发芽盘100粒种子，均匀浇水后，移入黑暗的低温培养室，温度设定为8℃，处理时间分别为7天、10天、15天，设置3次重复，低温处理完成后立即转移到25℃条件下的光照培养室，每天光照时间8小时，测定种子的发芽率。

1.2.2 田间试验

在吉林省公主岭（GZL）和桦甸（HD）2个地点进行田间试验，根据当地春播气候条件，设置早和正常两个播期，第一个播期早播，选择4月24日，第二个播期为正常播种时期，选择5月5日。随机区组设计，行长为5米，每个处理4行区，采用人工扎眼器进行单粒点播，每行播种25粒，共3次重复，每次重复100粒，等待出苗后进行出苗率的调查。

1.3 数据分析

发芽率（%）=（正常发芽的种子数/供试种子总数）×100%。

出苗率（%）=（正常出苗的种子数/供试种子总数）×100%。

利用Excel 2016和DPS数据处理系统v19.05高级版软件[16]进行方差分析、相关分析等。

2 结果与分析

2.1 基质不同配比的发芽床对玉米种子发芽率的影响

对2种不同配比的基质在8℃低温条件下处理7天、10天和15天的发芽率结果进行分析，随着低温处理时间的延长，发芽率呈降低趋势，处理10天B1和B2分别较处理7天降低33.3%和35.6%，处理15天B1和B2分别较处理7天降低56.8%和49.0%。两种处理进行比较表明，在处理7天和10天条件下，处理B1的发芽率均高于处理B2的，分别高出7.45%和11.26%，并达到极显著水平。但在处理15天条件下，二者并无显著差异，说明15天的胁迫程度高。

2.2 28个玉米品种不同播期的田间出苗率比较分析

对28个玉米品种在2个地点、2个播期试验条件下的出苗率进行分析（图1、图2和表2），结果表明，出苗率受品种、地点和播期这3个因素的影响。不同品种4个环境下的平均出苗率是82.5%，变化范围是73%-93.1%，标准差5.52，变异系数为6.69。公主岭地点的平均出苗率是76.8%，变化范围是63.7%-90.7%，标准差为6.9，变异系数为8.63。桦甸地点的平均出苗率是88.1%，变化范围是78.8%-95.7%，标准差为4.4，变异系数为5。公主岭地区受到的低温逆境较大，5月2日-5月6日之间温度较低，对第1期的出苗率造成影响。播期对出苗率也有影响，第二播期都高于第一播期，公主岭一期和二期平均出苗率分别为72.14%和81.44%，二期比一期的平均出苗率高12.9%；桦甸一期和二期平均出苗率分别为85.86%和90.40%，二期比一期的平均出苗率高5.3%。4个环境下的变异系数从大到小分别是公主岭一期（11.15%）、公主岭二期（8.63%）、桦甸一期（7.32%）、桦甸二期（4.68%），这说明低温逆境可有效对品种的抗逆性进行筛选。

表2 不同播期不同玉米品种田间出苗率（%）

图1 公主岭不同播期下28个玉米品种的出苗率

图2 桦甸不同播期下28个玉米品种的出苗率

2.3 28个玉米品种不同播期的田间出苗率方差分析

对不同玉米品种在不同地点两个播期的田间出苗率进行方差分析（表3），表明除区组效应未达到显著外，地点、播期、品种、地点与播期、地点与品种、播期与品种这6个变异来源均达到了极显著水平，其中地点和播期的方差最大，尤其是地点，F值达到647.5%，这说明地点是影响出苗率的最主要因素，播期是第二大因素，品种则是第三大影响因素。而其他三个互作效应则非常小，影响不大。

表3 田间出苗率的方差分析

2.4 28个玉米品种的田间出苗率显著性分析

对不同玉米品种在不同地点两个播期的出苗率的显著性分析表明（表4），出苗率与玉米品种基因型相关，平均出苗率达到国家发芽标准85%以上的品种有11 个（分别为农华 101、迪卡 516、先玉 335、吉单 53、德美亚 2、德美亚 3、郑单 958、吉单 35、利民 33、先玉 023、宁玉524），占试验品种总数的39.3%，其中平均出苗率达到90%以上的有2个品种（分别为农华101和迪卡516），农华101的平均出苗率最高（达到93.1%）。

表4 28个品种不同播期的田间出苗率显著性分析

2 .5相关分析

对两种不同配比的基质在室内8℃低温处理7天和10天的不同品种的种子发芽率与田间出苗率进行相关分析（表5），相关系数在0.45-0.73范围内，相关均达到极显著水平。

表5 基质不同配比的发芽率与田间出苗率的相关分析

8℃处理7天条件下的发芽率和田间平均出苗率的相关系数小于8℃处理10天条件下的发芽率和田间平均出苗率的相关系数，说明8℃处理10天条件下的低温胁迫，更有利于品种种子活力的筛选。从两种不同配比的基质来看，8℃处理 7天条件下 B1（土：砂=1：1）的相关系数小于B2（土：砂=2：1），说明B2处理加大了胁迫程度，而8℃处理10天条件下B1（土：砂=1：1）的相关系数高于B2（土：砂=2：1），说明B1的胁迫程度更好，与田间出苗率的一致性更高。

3 结束语

探索鉴定不同基因型玉米精量播种品种的种子质量鉴定方法，这可为单粒精播育种提供理论依据。本试验研究结果表明，在8℃处理10天条件下体积比土：砂=1：1配比的基质是比较适合的发芽床介质。黄春萍等[10]研究不同沙床对种子发芽率的影响，表明新鲜细河沙床的种子发芽率最高，不同沙床种子发芽率均优于纸床；李艳清[14]研究认为，未经包衣的玉米种子砂床和纸床发芽率没有明显差别，而包衣种子砂床发芽率远远好于纸床；盖颜欣等[15]研究认为，沙床发芽率优于土床，沙床具有较好的吸水、保湿和透气性[12]，有利于种子的萌发和幼苗的生长，并且较多地应用于玉米这样大粒的种子发芽试验中作为发芽床。本试验中增加了土壤介质，考虑到与田间环境尽量一致，增加一定比例的土壤可以增强对种子萌发时的胁迫，创造一个种子发芽的逆境条件，可更接近田间实际情况，更真实地反映种子的种子活力水平。同时土壤还可以保水，可保证一次性加水后，整个发芽试验过程中不需要二次加水，确保试验的标准化和精准度。