甜菜种子萌发初始阶段吸水规律研究

张 冰，刘乃新，张福顺

(黑龙江大学现代农业与生态环境学院)

0 前言

甜菜是世界主要糖料作物之一，具有良好的耐盐性，在我国新疆、内蒙古和黑龙江等地区种植较多。糖用甜菜是世界两大糖料作物之一，也是我国北方重要的经济作物[1]。甜菜在发芽以及生长的过程中，受播期的影响较大，播期在很大程度上决定了甜菜生长过程中的温度条件，进而对其生长发育造成影响。这种影响将直接表现为甜菜出苗的快慢、生育期的延长或缩短，同时影响甜菜的生理成熟度，最终导致甜菜产量、含糖的增加或减少[2-3]。所以，探求适合甜菜生长的温度条件以及适宜的播种时期，对于指导甜菜生产以获得更高产质量具有重要意义。

种子萌发阶段对抗逆性的反应较为敏感，是植物生活史中至关重要的发育阶段之一[4-5]。此时期如遭遇低温胁迫，会造成土壤微生物大量繁殖，种子浸种产生损伤，轻则延缓甜菜种子发芽速度，发芽率降低，重则造成种子腐烂死亡，导致大面积缺苗断垄，给甜菜生产造成重大的经济损失[6]。因此，分析不同温度条件下不同类型甜菜种子萌发期的吸水规律及发芽特性对高活力种质的创制、规范化生产及开发具有重要的理论意义。

种子萌发期是甜菜整个生育期当中至关重要的生长阶段[7]，此时期如遭遇低温胁迫，会造成土壤微生物大量繁殖，种子浸种产生损伤，轻则延缓甜菜种子发芽速度，发芽率降低，重则造成种子腐烂死亡，导致大面积缺苗断垄，给甜菜生产造成重大的经济损失[8]。因此，分析不同温度条件下不同类型甜菜种子萌发期的吸水规律及发芽特性对高活力种质的创制、规范化生产及开发具有重要的理论意义[9]。

本研究以3个不同来源的甜菜品种为试验材料，根据每年东北地区春播时期的气候条件，设置3种不同的温度处理(10，25和30℃)进行种子萌发阶段吸水试验，并记录发芽率，计算发芽指数，初步探究不同温度对甜菜种子的吸水变化规律和对种子发芽的影响，旨在为高活力甜菜选种、节本增效、提高甜菜产量提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试的4个大豆品种由吉林省农业科学院大豆研究所提供，包括TX2121、一品红、糖甜菜，甜菜品种的相关农艺性状详见表1。供试种子于黑龙江省黑龙江大学农学院提供，晒干脱粒后置于40℃烘箱烘干至恒重。选取籽粒大小一致、饱满且表皮无破损的甜菜种子待用。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

将备用的3个甜菜品种的种子用1%次氯酸钠消毒，蒸馏水清洗3次后放在灭过菌的培养皿里浸种，置于恒温培养箱暗培养，设置3个不同温度(10，25和30℃)进行种子萌发阶段吸水试验，每个处理50粒种子，3次重复。

1.2.2 测定项目及方法

每隔2 h取出种子沥水，用滤纸吸干种子表面水分后称重。同时记录3个不同温度下培养2 d后种子的发芽数，以种子吸水开始至芽长达到种脐的1/2为发芽标准计算

发芽率，连续调查6 d。

相对吸水量(%)=(Mn-M0)/M0×100

吸水速率(g·h-1)=(Mn-Mn-1)/t

式中：M0为浸种前干种子的质量；Mn为浸种

后某一测量时间点种子的质量；Mn-1为浸种后

Mn前一个测量时间点种子的质量，t为间隔时间(2 h)。

发芽率(%)=(种子发芽数/种子总数)×100

发芽指数=∑(Gt/Dt)

式中：Gt为t时间内的发芽数；Dt为发芽日数。

1．2．3 数据分析

采用 Excel 2010软件进行作图，采用SPSS22．0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2．1 不同温度对天赐啊种子吸水规律的影响

2．1．1 吸水量

由图1可知，两种温度的三个品种的吸水量基本走势是在同一温度下，时间越久，吸水量越大。在不同温度下，30℃的吸水量大于25℃的吸水量。3H时TX2121、糖甜菜的吸水量25℃>30℃。糖甜菜的吸水量受温度的影响不大，在15-24小时的时间内，吸水量差距越来越小。甜菜种子的吸水量随着发芽时间的推移而上升。

图1 不同温度、不同时间下甜菜品种间的相对吸水量的变化

2．1．2 吸水速率

由图2可知，三个品种在不同温度下，吸水量趋势基本一致。一品红的吸水量25℃>30℃；TX2121、糖甜菜的吸水速率30℃>25℃；这其中TX2121的吸水量是三个品种中最大的，远高于一品红和糖甜菜。由此可见，在甜菜种子的萌发阶段温度对吸水量及吸水速率有一定影响，不同类型甜菜品种的影响程度差异明显。甜菜种子的吸水率随着发芽时间的推移而升高。

图2 不同温度下不同甜菜品种种子的吸水速率

2.2 不同甜菜品种种子的吸水规律变化

2．2．1 吸水量

由图3可知，相同温度条件不同品种的相对吸水量变化略有差异。如在25℃条件下，TX2121和糖甜菜的相对吸水量的基本趋势是一致的，甚至后面几近重合。在0—3H时，糖甜菜的相对吸水量大于TX2121的下能对吸水量。一品红的相对吸水量最低，并且变化幅度没有糖甜菜和TX2121的变化幅度大。在6H后，三个品种的甜菜的吸水量保持稳定，一品红几乎没什么变化，TX2121和糖甜菜的吸水变化有微小起伏，但变化趋势一致。在25℃条件下，三个品种吸水量都先呈先快后慢的趋势变化，并且后面的吸水量变化不明显，逐渐趋于稳定不变。

图3 25℃下的不同甜菜品种种子的相对吸水量

由图4可知，在30℃的条件下，吸水量变化幅度TX2121>一品红>糖甜菜。整体的吸水量变化是由快变慢，其中糖甜菜的吸水量变化幅度最小，6H后甚至趋于稳定，几近不变的吸水量变化。TX2121在6H时出现拐点，吸水量虽然呈下降趋势，但是在下降趋势中呈增长状态。随后在9H时下降，在12H吸水量又相对提升，随后趋于小幅度下降且稳定的状态。一品红和糖甜菜的吸水量变化趋势几乎一致，都是由3-6H的快速下降到后期的小幅度下降趋势，在9H后趋于平缓的不变的相对吸水量，而且相对吸水量几乎相同。

图4 30℃下不同甜菜品种种子的相对吸水量

3.2.2 吸水速率

由图5、6可知，25℃处理环境下吸水速率TX2121>一品红>糖甜菜。TX2121在25℃、30℃下，在9H时出现拐点，吸水速率由慢变快，后在15前趋于变缓，15h时出现第二个由慢变快的拐点。一品红、糖甜菜在15H时出现由慢变快的拐点，糖甜菜在18H时出现第二个由慢变快递的拐点；一品红和糖甜菜的上升幅度比较小，都没有TX2121上升幅度大。两个温度的吸水速率变化趋势几乎一致。变化趋势线条在图中呈现平行的状态。

图5 25℃下不同甜菜品种种子的吸水速率

2．3 种子萌发初期的发芽特性

2．3．1 发芽率

由图7可知，相同温度条件甜菜种子的发芽率存在明显差异，不同温度条件下的甜菜种子发芽率也存在明显差异。除了TX2121的发芽率保持稳定外，糖甜菜和一品红的发芽率则是25℃>30℃。其中，发芽率最高的是一品红，与其他两个品种的甜菜种子相比，有着很大的差异。TX2121的发芽率在两个温度环境处理下，保持稳定。说明TX2121的发芽率受这两个温度的影响不大。在相同温度下，发芽指数最高的也是一品红。在25℃时，发芽指数糖甜菜 >TX2121；在30℃时发芽指数糖甜菜

图6 30℃下不同甜菜品种种子的吸水速率

图7 不同温度下的甜菜种子的发芽率

3．3．2 发芽指数

由图8可知，三个品种的发芽指数25℃>30℃，TX2121两个温度下的发芽指数几乎不变，30℃>25℃。另外两个品种的甜菜种子的发芽指数相差明显，其中糖甜菜的变化量没有一品红大，可以总结初，这两个变化指数呈2倍增长的变化。同种温度条件下，一品红的发芽指数最高，其次为TX2121和糖甜菜。从TX2121的发芽指数和发芽率来看，25℃的环境更适合生长，有助于提高发芽率。

图8 不同温度下甜菜种子的发芽指数