玉米种子室内发芽试验中不正常幼苗发生的原因探究

邵立斌 寸朝文 刘体靖

（保山市种子质量监督检验中心 云南保山678000）

种子是农业生产中最重要的生产资料之一，种子质量对整个农业生产具有决定性的意义。 玉米是我国广泛种植的农作物之一，据2020 年统计全国约有5 亿亩的种植面积。 任何种子进入农业生产阶段之前， 对种子质量最简单最有效的判断方法就是室内种子质量检验， 通常常规检验包括水分、 净度、发芽率和分子标记层面的检验纯度、 真实性， 共计5 项， 其中发芽试验是评价种子质量的主要措施之一， 通过发芽试验测定种子样品的最大发芽潜力,估测种子批田间播种价值,对不同种子批的种子价值进行比较。 种子发芽试验结果的准确性关乎种子企业对收获、回收种子的处置决定，也关系到种子检验机构能否对种子质量作出正确有效的判断[1]。 在试验过程中， 通常会有介于正常幼苗和死种子之间的不正常幼苗产生，而不正常幼苗的产生，一部分原因与种子本身状况有关， 另一部分则可能与实验室内的人为操作有关，这对种子发芽率鉴定产生了干扰。 笔者通过对同一批种子进行多变量对比试验分析， 以找出在种子发芽试验中的不正常幼苗发生的主要原因，为种子企业、种子检验机构在玉米种子室内发芽率试验中更准确、真实得出结果做出参考。

1 试验方法及工具选择

1.1 试验工具、材料选择

试验选择在西南推广面积较大、发芽率较好、严格筛选的甘肃五谷种业生产的4 000 粒包装的玉米品种五谷1790 作为试验材料，试验使用南京恒裕仪器设备制造有限公司制造的LHX-80 型智能老化培养箱， 使用南京恒裕仪器设备制造有限公司的RP-600A 型人工气候箱， 震荡器使用金坛市华轩实验仪器厂的HY-4 调速多用震荡器，沙床选择初次使用且经过消毒处理的粗粒江沙。

1.2 试验方法的选择

试验为多组试验，在玉米品种同为五谷1790 情况下， 对一部分种子进行人工老化处理得到相近陈种，然后使用新鲜种子和陈旧种子（通常认为种子的新陈程度对不正常幼苗的发生有显著影响） 分别进行使用单一变量为光照、沙床水分、发芽温度、种子包衣剂的发芽试验，试验中使用相同规格的发芽盒，每一变量组中的重复为8 个发芽盒， 共计400 粒种子， 观察 7 d， 依据 《农作物种子检验规程》（GB/T 3543.4-1995）发现并描述不正常幼苗，如果同组试验中误差不在允许误差内的重复该组试验。 记录植株达到待检状态的时间（平均苗高达到大约11 cm 的时间）、种子的发芽数、不正常幼苗数。

2 结果与分析

2.1 无变量新陈种子发芽试验比较

本组试验使用2020 年销售的五谷1790 新生产包衣种子及经过智能老化培养箱处理的同批次五谷1790 新生产包衣种子，发芽箱温度为恒定25℃，24 h持续光照，沙床水分适宜。

不正常幼苗主要为初生根残缺、种子根缺失、子叶畸形等。

从表1 可以看出， 在各项条件都相对适宜的情况下，保存较好的3 年左右的陈种发芽率发生下降，不正常幼苗数增加， 但在室内发芽率试验中并未发生断崖式的种子质量改变，在质量监督检测试验中，检验机构鉴定陈种91%的发芽率依然符合种子质量标准[2]。

表1 新陈种子发芽比较试验

2.2 不同光照发芽试验比较

本组试验中选取新陈种子分别试验， 选取的变量为光照度， 人工气候箱RP-600A 中6 组光照全开时光照度（lx）标注≥2 500 lx，选取H0 模式无光照、HI 模式 2 组光照、H3 模式 6 组光照进行 3 组试验，试验在黑暗遮光的实验室内进行， 其他条件均为规程要求的标准条件。

在本组试验中，无光照组新种子、陈种子整体发芽幼苗呈现整株白色，无法进行判断。 其他两组试验中不正常幼苗主要分为初生根残缺、种子根缺失、子叶畸形等。

从表2、表3 可以看出，除无光照组无法判断其各项指标外， 横向对比新陈种子发现在2 组光照及6 组光照情况下对其达到最佳待检时间、 发芽数、不正常幼苗数影响并不明显，根据“3.1”的试验比较纵向对比的差异，判断为新陈种子本身的差异。 理论上6 组光照更适宜玉米生长， 但在实际试验中，2 组光照的生长情况、发芽势优于6 组光照，需要进一步探究原因。

表2 新鲜种子不同光照发芽比较试验

表3 陈旧种子不同光照发芽比较试验

2.3 不同沙床水分发芽试验比较

本组试验使用新陈种子分别进行， 选取不同沙床水分为变量，分别为发芽盒中明显渗出水分、湿润沙土至握在手中成块状散开 （实验室标准水分）、发芽盒中沙床出现细微裂纹3 组试验， 其他条件均为试验要求的标准条件，中途按紧发芽盒盒盖，不进行加水处理。

试验中不正常幼苗主要为初生根残缺、 种子根缺失、子叶畸形、胚芽鞘畸形、胚芽鞘初生感染引起的腐烂、 初生叶初生感染引起的腐烂、 整株幼苗畸形、整株幼苗环状或螺旋状、整株幼苗严重弯曲等。

从表4、表5 可以看出，在水分稍微不足的情况下，后期无论新陈种子都未达到最佳待检状态，发芽率降低，出现大量不正常幼苗，幼苗表现为矮小、粗壮、子叶纤细。 水分过多的情况则出现发芽率下降，陈旧种子组中不正常幼苗数增加， 出现了多株因为初生感染引起的腐烂的不正常幼苗， 且部分正常幼苗顶端出现腐烂发黄的情况。 两组试验纵向对比发现， 水分是否适宜对陈种子的发芽率和不正常幼苗发生率影响更为突出， 推测原因是因为陈种子的抗逆性和生活力发生下降引起的[3]。

表4 新鲜种子不同沙床水分发芽比较试验

表5 陈旧种子不同沙床水分发芽比较试验

2.4 不同温度下发芽试验比较

本组试验使用新陈种子分别试验， 选取变量为不同温度， 分别为 20℃、25℃、30℃恒温及 20～30℃的变温处理［依据《农作物种子检验规程 发芽试验中玉米种子适宜的四个温度选择》（GB/T 3543.4-1995）］，其他条件均为试验要求的标准条件。

不正常幼苗主要为初生根残缺、种子根缺失、整株幼苗黄化、整株幼苗畸形。

从表6、表7 可以看出，温度属于人工气候箱智能控制， 故选择的4 个变量温度都在农作物种子检验规程规定的范围以内，就试验数据来看，适宜温度范围内温度对整体试验中不正常幼苗发生的影响不明显，但在试验发芽幼苗的计数中发现20～30℃变温中新陈种子的发芽势及幼苗的整齐程度最好，30℃变量试验中种子发芽、生长最为迅速，也最早达到待检状态，但幼苗整体呈现纤细、发黄的情况，陈旧种子组中30℃变量部分幼苗由于生长过快出现整株幼苗畸形的不正常幼苗。 推测在发芽温度适宜区中较高温度对不正常幼苗有催化作用， 使得不正常幼苗显得较为高大一些，增加区分难度，但依然无法生长成为一颗完整植株。

表6 新鲜种子不同温度发芽比较试验

表7 陈旧种子不同温度发芽比较试验

2.5 种子使用包衣剂发芽试验比较

本组试验使用新陈种子分别试验， 选取变量为是否使用种子包衣剂，方法为使用HY-4 调速多用震荡器，加水震荡去除新陈种子上的包衣剂，水不能完全覆盖过玉米种子，避免种子死亡，但试验中去除包衣剂的种子优先被水浸泡过， 在一定程度上可能会减少玉米种子的发芽时间， 对是否影响不正常幼苗的发生未做证实。

不正常幼苗主要为初生根残缺、种子根缺失、子叶畸形等。

从表7、表8 可以看出，去除包衣剂与否对玉米种子发芽数、不正常幼苗数发生并未造成影响，笔者推测是因为试验用的沙土经过严格消毒， 不携带真菌， 实验室内试验周期较短且与外界隔绝避免虫害的产生， 而包衣剂中含有的激素和少量肥料在种子发芽条件都适宜的情况下， 并不能对发芽起到决定性的作用， 所以在室内发芽试验中种子包衣剂对整个试验无明显影响， 推测在抗逆性较强的田间种植中，种子包衣剂才能发挥作用。

表8 新鲜种子包衣剂使用发芽试验

表9 陈旧种子包衣剂使用发芽试验

3 结论

不正常幼苗通常也长出了幼苗的一部分甚至大部分，但是幼苗本身存在缺陷，在成长为一棵完整植株之前就会死亡。 鉴别中通常对照不正常幼苗图鉴及对照种子检验规程进行， 是种子室内发芽试验的难点和重点。

在光照组试验中可以发现， 在玉米种子发芽试验中没有得到光照的只能得到整株白色的植株，如果按照不正常幼苗的鉴定标准， 就全部都可以算作白化的不正常幼苗， 但只要得到一定的光照通常就可以得到真实可靠的结果， 对不正常幼苗发生影响不大。

在不同沙床水分组中可以发现，在种子发芽试验中， 种子对沙床水分的敏感度极高，3 种沙床水分在非检验专业人员看来几乎没有区别， 但在实际操作中，水分过多或者水分不足都会明显导致不正常幼苗的发生， 特别对于生活力和抗逆性较差的陈旧种子，影响更为巨大。 同理可以推测出，在田间玉米种植中，播种后经过水淹或者干旱的田地，种子发芽率会大幅下降。

在不同温度分组中可以发现， 只要温度在种子检验规程中规定的范围内， 温度对玉米种子不正常幼苗的发生几乎是没有影响的。 但温度较高时，种子发芽生长迅速， 容易顶到发芽盒盒盖致使顶端发生霉坏，以及幼苗纤细容易扭曲，这会增加判断不正常幼苗的难度，从而影响整体结果的准确性。

在种子包衣剂发芽分组中可以发现， 在室内玉米种子发芽试验中，如果保证发芽床清洁，种子是否包衣对种子发芽率及不正常幼苗发生没有影响。

通过整个试验，在玉米种子室内发芽试验中，影响玉米种子不正常幼苗发生的原因是由多个方面造成的，主要受玉米种子新陈程度、沙床水分影响，过高的检验温度在加快试验完成速度的同时， 会对不正常幼苗的鉴定产生不利的影响。 在实际检验工作和种植中，玉米种子经过长时间的放置，特别在贮存技术或仓储条件不佳的情况下， 生活力与抗逆性发生大幅度下滑, 并且可能出现自身感染携带真菌、病毒、虫卵的情况，对比种子的影响比实验室内老化处理后的玉米种子更为严重。 种子检验部门及种子企业的检验人员， 在对玉米种子进行室内发芽试验时应当选用消毒无菌的沙床， 控制好沙床水分， 使用25℃或20～30℃变温进行检验，这样才能减少由人为因素引起的不正常幼苗产生， 使得室内发芽率检验结果更加接近于种子批的真实值。