收获期及后熟处理对甘蓝型油菜种子活力的影响

冯新乾，杨倩，张海清，贺记外，鞠灏

（湖南农业大学农学院，长沙 410128）

随着农业生产规模化、机械化的发展，油菜生产已由传统的育苗移栽种植逐渐转变为直播，因而迫切需要高活力的种子以满足一播全苗的要求。种子活力除受遗传因素影响外，还受种子收获期、后熟、脱水干燥和贮存过程中诸多因素的影响。油菜开花后即进入种子形成阶段，是油菜种子产量和品质形成的重要时期。而在成熟收获后，植株体内还有物质转移活动［1］，即存在后熟过程。马玉龙［2］研究指出，在大豆籽粒收获后还会存在一个从收获成熟到生理成熟的过程。进入后熟期的种子处于休眠状态，而后熟对种子萌发具有积极意义［3］。油菜过早收获，易造成种子胚胎发育不全，干物质积累不足等问题，影响种子的品质与活力；收获过晚，遇到高温高湿环境易出现角果内发芽现象和种子劣变，彻底失去种用价值，并极大影响产量和品质［4-10］。在南方油—稻—稻三熟制地区，为了争抢季节而撩青收割油菜的做法相当普遍，严重影响油菜种子产量和质量［11］。以往对油菜种子成熟特性研究较多［12］，而对种子成熟过程及采后种子活力的研究甚少。对不同收获期及后熟过程中种子活力变化的一般规律展开研究，对油菜种子生产以及粮油安全都具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

供试油菜杂交组合为甘蓝型油菜湘杂油420和湘杂油787，由湖南农业大学油料研究所提供。

1.2 试验方法

试验于2017—2018年在湖南农业大学耘园基地进行。分别于制种母本盛花期（湘杂油420的制种母本中双9号盛花期为3月15日；湘杂油787的制种母本99NA盛花期为3月30日）为起点记录至收获时止。湘杂油420制种母本于盛花期后34 d（4月18日）、湘杂油787制种母本于盛花期后35 d（5月4日）开始取样。采样时从油菜植株贴近地面的茎部切断，每隔2 d取1次，每次随机采18株，共取样6次。各批次样本按顺序分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ，分别代表湘杂油420盛花期后34、36、38、40、42、44 d和湘杂油787盛花期后35、37、39、41、43、45 d收割。设置室外自然晾晒（将油菜植株置于通风良好的自然光照下）和室内阴干（将油菜植株悬挂于通风良好的室内）2种后熟处理方式和0、2、4 d 3种后熟处理时间，每处理3株。后熟处理完成后立即脱粒，除去杂物，于40℃恒温烘干脱水至安全含水量（9%）备用。

1.3 测试项目与方法

1.3.1 种子活力

参照GB/5520—2011《粮油检验 发芽试验》对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数进行测定和计算，计算公式为：

发芽势=24 h内油菜种子发芽数/供试种子数×100%

发芽率=72 h内油菜种子发芽数/供试种子数×100%

发芽指数：GI=∑（Gt/Dt）

式中：Dt—发芽日数；Gt—与Dt相对应的当天发芽种子数。

活力指数：VI=S×GI

式中：S—幼苗鲜质量（g）。

1.3.2 电导率

称取大小均匀、无损伤、吸湿平衡后的净种子1 g，用去离子水清洗3次，用滤纸吸干浮水后置于洁净的100 mL烧杯中，加入50 mL去离子水，于20℃恒温条件下浸泡16 h，用DDS-11A数显电导率仪测定浸泡液的电导率。以去离子水为对照，实际电导率=电导率读数—对照读数［4］。重复3次，取平均值。

1.4 数据处理

采用Excel 2007和SPSS 19.0软件进行数据统计分析，运用LSD方法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子千粒质量的影响

不同处理油菜种子的千粒质量如表1所示。自然成熟条件下，油菜种子的千粒质量随着收获期的延迟呈递增趋势。自然晾晒条件下后熟处理2和4 d，油菜种子的千粒质量随收获期的延迟呈先增后降的趋势，湘杂油420以第Ⅲ、Ⅳ期收获、后熟处理4 d的种子千粒质量最高，为3.71 g；湘杂油787以第Ⅳ期收获、后熟处理4 d的种子千粒质量最高，为6.24 g。在室内阴干条件下后熟处理2和4 d，种子千粒质量随收获期延迟也呈先增后降趋势，其增幅较自然晾晒条件下更大，湘杂油420和湘杂油787均以第Ⅴ期收获、后熟处理4 d的种子千粒质量最高，分别为3.99 g和6.44 g，但与第Ⅳ期收获的种子差异不显著。

从试验结果可以看出，湘杂油420第Ⅳ期收获，在自然晾晒条件下后熟处理2和4 d，千粒质量分别为3.70和3.71 g，基本可达到田间自然成熟的水平（3.74 g）；在室内阴干条件下后熟处理2和4 d，千粒质量分别为3.79和3.97g，相较于田间成熟到第Ⅵ期收获的种子后熟处理2 d千粒重基本无差异，后熟处理4 d千粒质量高3.78%。湘杂油787在田间自然成熟到第Ⅵ期收获，种子千粒质量为6.09 g；提早到第Ⅳ期收获，在自然晾晒条件下后熟处理2和4 d，千粒质量分别为6.15和6.24 g，较田间自然成熟到第Ⅵ期收获的种子千粒质量略有增加；在室内阴干条件下后熟处理2和4 d，千粒质量分别为6.34和6.44 g，分别较田间成熟到第Ⅵ期收获的种子千粒质量高4.11%和5.75%。说明提早到第Ⅳ期收获再后熟处理2～4 d，种子千粒质量可达到或超过田间自然成熟到第Ⅵ期的种子，且室内阴干后熟处理优于自然晾晒的效果。

表1 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子千粒质量变化Table 1 Variation of 1000-seed weight of rapeseed with different harvest period and post-ripening treatments g

2.2 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子发芽势的影响

不同处理油菜种子的发芽势如表2所示。自然成熟条件下，湘杂油420为第Ⅵ期收获的种子发芽势最高，而湘杂油787则为第Ⅴ期，分别为72.0%和88.0%。后熟处理均能显著提高种子发芽势。在自然晾晒条件下后熟处理2和4 d，第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子发芽势均呈先增后降的趋势，湘杂油420和湘杂油787均以第Ⅴ期收获、后熟处理4 d的种子发芽势最高，分别为92.67%和90.33%。室内阴干后熟处理2和4 d，湘杂油420种子发芽势随收获期的延迟而递增，至第Ⅴ期达到最高，分别为93.67%和96.00%，但与第Ⅳ期收获后熟处理4 d差异不显著；湘杂油787以第Ⅳ期收获后熟处理4 d的种子发芽势最高，为93.00%。2品种均为室内阴干后熟处理效果优于自然晾晒。

表2 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子发芽势变化Table 2 Changes of germination potential of rapeseed with different harvest period and post-ripening treatments %

续表2

2.3 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子发芽率的影响

不同处理油菜种子的发芽率如表3所示。自然成熟条件下，随着收获期的延长，种子发芽率呈递增趋势，其中湘杂油420以第Ⅵ期最高，为77.33%，显著高于其他各处理，湘杂油787以第Ⅴ期最高，为97.00%，第Ⅵ期略有下降。在自然晾晒条件下后熟处理2 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅴ期收获的种子发芽率显著提高，以第Ⅴ期最高，为98.33%，显著高于其他各处理；湘杂油787第Ⅰ、Ⅱ期的发芽率显著提高，以后各期提高不显著。后熟处理4 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅳ期的发芽率均较处理2 d显著提高，以第Ⅳ期最高，为100%，但与第Ⅲ期差异不显著，以后趋于平稳或下降；湘杂油787第Ⅰ～Ⅲ期的发芽率均提高到97%以上，显著高于后熟2 d的处理，其中以第Ⅲ期最高，为99.33%，以后趋于下降。在室内阴干条件下，湘杂油420后熟处理2 d，第Ⅱ～Ⅵ期的发芽率均显著提高，以第Ⅴ期最高，为97.00%，但与自然晾晒处理2和4 d的差异不显著；后熟处理4 d，第Ⅱ～Ⅳ期的发芽率均较处理2 d显著提高，第Ⅴ期发芽率达100%，但与处理2 d的差异不显著。湘杂油787室内阴干处理2 d，第Ⅰ期的发芽率显著提高，达88.00%，以后各期与未后熟处理无显著差异；后熟处理4 d，第Ⅰ～Ⅲ期的发芽率均提高到99.00%以上，但与自然晾晒4 d无显著差异。

综上所述，湘杂油420在自然成熟条件下以第Ⅵ期收获的种子发芽率最高，若提早到第Ⅲ～Ⅳ期收获并自然晾晒4 d，其发芽率可达99%以上，室内阴干处理与自然晾晒无明显差异。湘杂油787在自然成熟条件下以第Ⅴ期期收获的种子发芽率最高，若提早到第Ⅰ～Ⅲ期收获，需要后熟处理4 d，而推迟到第Ⅳ期后收获，后熟处理效果不明显。

表3 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子发芽率变化Table 3 Variation of seed germination rate of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments %

2.4 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子发芽指数的影响

不同处理油菜种子的发芽指数如表4所示。自然成熟条件下，随着收获期的延迟，湘杂油420的种子发芽指数呈递增趋势，最高达172.51，而湘杂油787的发芽指数呈现先增后减的趋势，以第Ⅴ期最高，达211.76。在自然晾晒条件下后熟处理2 d，第Ⅰ～Ⅴ期收获的种子发芽指数显著增加，以第Ⅴ期收获的最高，湘杂油420和湘杂油787分别增加到218.28和217.20，显著高于其他各处理；后熟处理4 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅳ期与湘杂油787第Ⅰ～Ⅴ期发芽指数呈递增趋势，最高分别增加到213.74、222.36，以后趋于平稳或下降。在室内阴干处理中，湘杂油420从第Ⅰ～Ⅴ期收获的种子后熟2与4 d发芽指数显著增加，至第Ⅴ期最高，分别为218.75和225.32，第Ⅵ期略有下降。湘杂油787从第Ⅰ～Ⅳ期收获的种子后熟2与4 d发芽指数显著增加，至第Ⅳ期最高，分别为220.74和226.63，之后开始下降。

由此可知，后熟处理能显著提高种子的发芽指数，室内阴干处理比自然晾晒处理更好。湘杂油420适宜收获期为第Ⅳ期，需要后熟处理4 d，若推迟2～4 d收获，至少要后熟处理2 d；湘杂油787第Ⅴ期收获、自然晾晒后熟处理4 d，或第Ⅲ～Ⅳ期收获、室内阴干后熟处理4 d为宜。

表4 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子发芽指数变化Table 4 Changes of seed germination index of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments

2.5 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子活力指数的影响

不同处理油菜种子的活力指数如表5所示。自然成熟条件下，随着收获期的延长，种子发芽指数呈递增趋势，其中湘杂油420的发芽指数由0递增到306.50，湘杂油787的发芽指数由146.7递增到893.16。在室外自然晾晒条件下后熟处理2 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子发芽指数均显著增加，最高达453.58；湘杂油787第Ⅰ～Ⅴ期收获的种子发芽指数显著增加，第Ⅵ期下降；后熟处理4 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅳ期收获的种子发芽指数显著增加，第Ⅴ期开始下降；湘杂油787第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子发芽指数均显著增加，最高为1005.04。在室内阴干处理中，湘杂油420与湘杂油787第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子后熟2 d，其发芽指数均显著增加，最高分别为599.83、1235.46；后熟处理4 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅴ期的发芽指数显著增加，之后下降，湘杂油787第Ⅰ～Ⅳ期发芽指数逐渐显著增加，之后下降。

以上结果说明后熟处理能显著提高种子的活力指数。湘杂油420以第Ⅳ期收获自然晾晒后熟处理4 d或第Ⅴ期收获室内阴干后熟处理4 d为宜。湘杂油787以第Ⅴ期收获自然晾晒后熟处理2 d或第Ⅵ期收获室内阴干后熟处理2 d为宜。

表5 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子活力指数变化Table 5 Variation of seed vigor index in rapeseed with different harvest periods and post ripening treatments

2.6 不同收获期及后熟处理方式对油菜种子电导率的影响

不同处理油菜种子的电导率如表6所示。自然成熟条件下，随着收获期的延迟，种子电导率呈递减趋势。在自然晾晒条件下后熟处理2和4 d，湘杂油420第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子电导率呈先降后增趋势，以第Ⅳ期收获后熟处理4 d的电导率最低，为56.3 us/cm，显著低于其他各处理；湘杂油787第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子电导率呈递减趋势，以第Ⅵ期最低，为65.1 us/cm，显著低于其他各处理。在室内阴干条件下后熟处理2和4 d，第Ⅰ～Ⅵ期收获的种子电导率总体呈下降趋势，但有波动，湘杂油420和湘杂油787均以第Ⅳ收获期后熟处理4 d的电导率最低，分别为68.3和45.7 us/cm。因此，从电导率变化来看，湘杂油420以第Ⅳ期收获、自然晾晒后熟处理4 d为宜；湘杂油787以第Ⅳ期收获、自然晾晒或室内阴干后熟处理4 d为宜。

表6 不同收获期及后熟处理方式的油菜种子电导率变化Table 6 Changes of electrical conductivity of rapeseed with different harvest periods and post-ripening treatments us/cm

3 讨论

研究表明，种子的成熟度不仅影响其发芽力和整齐度，还进一步影响幼苗的健壮度、生育状况和品质［13］。未完成后熟的油菜种子生理上还没有完全成熟，胚的发育也未结束，表现为呼吸旺盛，发芽率低，出苗不整齐，影响成苗率，耐贮性差，而且影响籽粒的加工和食用品质［14］。完成后熟作用的油菜种子呼吸作用减弱，稳定性加强，发芽率升高，同时能保障种子活力［15］。本研究结果表明，随着收获期的延迟，油菜种子逐渐发育成熟，种子千粒质量增加，活力也随之提高，但是收获过晚，种子发生自然老化，种子活力会下降，因此在种子达到生理成熟时应及时收获。提早收获的情况下，后熟处理具有显著提高种子千粒质量和活力的效果。在后熟处理过程中，前几个收获时期随着后熟时间的延迟，种子活力逐渐提高，但在第Ⅵ期收获的种子后熟效果并不明显。后熟处理效果还存在品种间差异。

本研究结果还表明，室内阴干比自然晾晒后熟效果更好。主要原因可能是4月下旬阴雨天气较多（4月20日至5月1日，有8 d是雨天），5月中旬出现连续高温天气（5月13日至20日，日最高气温均高于30℃，最低气温在23℃以上），而室内环境相对较温和、稳定，避免了日晒雨淋和高温高湿对后熟过程的影响［16］，降低了植株体内水分蒸发量，减缓了叶绿素的降解作用和种子的老化劣变［17，18］，使植株体内营养物质向种子转移较快、较多，具体原因有待进一步研究验证。

4 结论

综合供试品种不同收获期、不同后熟处理方式对油菜种子各项活力指标的测定结果表明，在开花盛期后34～45 d内收获，随着收获期的延迟，种子千粒质量、发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数同步提高，电导率逐步下降。后熟处理具有显著提高种子粒重和活力的效果，室内阴干比自然晾晒后熟处理效果更佳。收获期太迟，后熟处理效果不明显，且种子活力有下降趋势。湘杂油420和湘杂油787均在盛花后第Ⅳ～Ⅴ期收获，后熟处理4 d，其种子活力最高。