河南省牧草种子质量调查

2023-01-11李慧莹张晓霞卢家顶王成章李德锋史莹华

家畜生态学报 2022年12期

李慧莹，张晓霞,卢家顶,刘昊,王成章,3,4，李德锋,3,4*，史莹华,3,4*

(1.河南农业大学，河南郑州 450046；2.河南省饲草饲料站，河南郑州 450002；3.河南省草地资源创新与利用重点实验室，河南郑州 450046；4.河南省牧草工程技术研究中心，河南郑州 450046)

草牧业对促进农业长期稳定发展、保障国家食物安全有重要作用。草种是草牧业发展的重要基础，草种质量的好坏是影响牧草的产量、品质和种植者经济效益的主要因素之一，因此在种植牧草之前，对其草种进行检验至关重要。同时，种子检验对规范草种行业发展、规范生产用种和促进草牧业发展具有十分重要的意义[1]。

草种品质的检测包括发芽率、纯净度、含水量、生活力和种子包衣等指标[2]，其中发芽率和纯净度是种子质量好坏的最直观表现。发芽率是最重要的指标，发芽率决定播种量和基本苗的数量，牧草要实现优质高产首先必须做到苗齐苗壮，发芽率低会导致基本苗数不够，影响产量和品质，苗过稀还会引起杂草泛滥，造成经济损失。净度主要分析待测品种种子所占的百分比，有杂质的种子需要提高其播种量，混杂有其他植物的种子如寄生植物菟丝子等不能作为种用。种子包衣是在种子上包裹一层能迅速固化的膜，在膜内可加入针对作物和土壤的农药、微肥、有益微生物或植物生长调节剂等。随着种子内胚胎的逐渐发育以及幼苗的不断生长，种衣剂将含有的各种有效成分缓慢地释放，被种子幼苗逐步吸收，从而达到防治苗期病虫害、促进根瘤形成和植株生长发育、提高作物产量的目的[3]。种子标签是为了加强农作物种子管理，根据《中华人民共和国种子法》[4]的有关规定，在中华人民共和国境内销售的农作物种子应当附有标签，标签的制作、标注、使用和管理应遵守规定。种子标签能最直接表明种子质量信息，有利于加强管理，保护种子生产、经营、使用者各方的合法权益[5]。为了控制草种质量，各国草种法规和标准都明确规定了净度、发芽率、水分、有毒和有害草种的种类与含量等，凡低于净草种重量百分比规定标准或高于杂草草种规定数目标准的，一律不准在市场上流通或用于播种。目前，世界上大部分国家将牧草种子质量分为3级，中国牧草种子质量1级标准略高于国外，便于中国种子出口；2级和3级标准略低于国外，以适应中国国情，3级以下种子不予出售[5]。

2019年，河南省启动黄河滩区优质草业带建设，饲草种植面积迅速扩大，草种使用量不断增加。为进一步规范生产用种、提高河南省草业带建设和草牧业发展水平，本次调查随机抽取黄河滩区优质草业带、牧草建设重点县和高产优质苜蓿示范建设项目承担单位所用草种共28个批次，检验指标包括草种的纯净度、发芽率、发芽速度、种子包衣和标签等，以期为种植企业及时调整播种量、保证出苗密度和避免影响产量造成经济损失提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2020年9月在河南省黄河滩区优质草业带及牧草建设重点县中选取兰考、长垣、原阳、沈丘、新蔡、平舆等县区的牧草种植企业，抽取紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、百脉根(LotuscorniculatusL.)、白三叶(TrifoliumrepensL.)、燕麦(AvenasativaL.)、小黑麦(wheat-ryehybrid.)、无芒雀麦(BromusinermisLeyss)、苇状羊茅(FestucaarundinaceaSchreb.)、多花黑麦草(LoliummultiflorumLam.)、多年生黑麦草(LoliumperenneL.)、普通早熟禾(PoatrivialisL.)、蒲公英(TaraxacummongolicumHand.-Mazz.)牧草种子28份。根据草种子检验规程(GB/T2930.11-2008)[6]，小粒种子采用30 cm长、直径1 cm取样器取样，大粒种子采用30 cm长、直径1.6 cm取样器取样，取样至少5次。将取得的种子混合均匀，每个种子样品500 g。

1.2 测定指标及方法

1.2.1 含水量每个品种用分析天平称取25.0 g，放入铝盒在烘箱105 ℃条件下烘至衡重，计算种子含水量和干物质含量，每个品种3个重复。

1.2.2 纯净度燕麦和小黑麦种子用分析天平称取50.0 g，其他种子用分析天平称取10.0 g，剔除杂质、杂种、瘪种和不完整的种子等，挑选出饱满完整的种子称其重量，计算种子纯净度，每个草种3个重复。其中不符合条件的草种标准是：能明显识别的空粒、腐坏粒、已萌发的显然丧失发芽能力的草种；严重损伤的和无种皮的裸粒草种；小于正常种子1/2的种子。夹杂物包括其他植物的草种,叶子、鳞片、苞片、果皮、果柄、种翅、草种碎片、沙粒、土块和其他杂物,昆虫的卵块、成虫、幼虫、蛹等。

1.2.3 发芽率与发芽势在培养皿中垫上滤纸，从测定过纯净度的种子中，每个品种选取籽粒饱满、大小一致的100粒草种，均匀放置于滤纸上，然后在培养皿中加入适量的清水，将培养皿放置在实验室内同一环境中。每个品种3个重复，期间保持滤纸湿润，每天观察记录草种发芽数，直到不再有新的发芽种子为止，统计每天发芽种子数占供试种子的百分比。种子发芽率、种子纯净度和种子发芽势分别按公式(1)、公式(2)和公式(3)计算：

种子纯净度/%=B/M×100

(1)

种子发芽率/%=A/N×100

(2)

种子发芽势/%=A1/N×100

(3)

式中：A.全部发芽的种子粒数；A1.发芽势天数内的正常发芽粒数；B.纯净草种重；M.供试种子总重；N.供试种子粒数。

种子用价计算：种子发芽率×纯净度。

1.2.4 种子包衣用分析天平称取50.0 g烘干后种子，将冲洗掉包衣后的种子烘干称量，计算包衣所占比例。每个品种做3个重复。

种子质量分级：根据中华人民共和国国家标准(GB 6141-2008[7]、GB 6142-2008[8])进行种子质量分级，见表1。种子的净度与发芽率不在同一级的以种子用价为准。

表1 种子分级标准Table 1 Seed classification standard

1.3 数据统计分析

2 结果与分析

2.1 草种的发芽率与净度

2.1.1 紫花苜蓿紫花苜蓿共抽取12个品种13个样品，如表2所示。各品种干物质为92.0%～95.2%。不同苜蓿品种的发芽率差异很大，其中以劲能6010最高，为95.0%，显著高于新蔡的WL-440HQ等9个品种(P<0.05)；吉利的发芽率最低，为64.3%，显著低于其余12个品种(P<0.05)。因此不同苜蓿品种的发芽率成为其制约播种量的主要因素。苜蓿草种的净度均达到了97%以上，平均为98.5%，只有新蔡的WL-440HQ品种净度显著低于劲能6010、WL-919HQ和WL-363HQ (P<0.05)，其余品种之间差异不显著(P>0.05)。本次抽检的苜蓿品种，净度不是影响播量的主要因素。各品种均未检出其他植物种子。

表2 苜蓿草种发芽率与纯净度Table 2 Germination rate and purity of alfalfa seed %

2.1.2 燕麦和其他草种从表3可以看出，各燕麦品种发芽率为53.7%～93.7%，品种间差异大，其中美达、三星的发芽率显著高于其余4个品种(P<0.05)，牧王和太阳神品种显著高于福燕1号和贝勒2(P<0.05)，以贝勒2的发芽率最低。6个燕麦品种的净度为92.5%～96.6%，其中美达、三星和福燕1号的净度显著高于其余3个品种(P<0.05)。

表3 燕麦种子发芽率与纯净度Table 3 Germination rate and purity of oat seed %

在表4中，白三叶爱丽斯品种的发芽率最高，为97.7%；蒲公英的发芽率最低，仅有33.0%；牧草型和草坪型黑麦草发芽率之间不存在显著性差异(P>0.05)。各草种的净度均在92%以上，均未检出其他植物种子；干物质含量90.2%～93.5%。各种子都有标签，但发芽率标识不准确，均高于抽检实测值。

表4 其他草种发芽率与纯净度Table 4 Germination rate and purity of other seed %

2.2 草种的包衣占比、种子用价与分级

此次抽检中各草种仅部分苜蓿品种种子有包衣，种子包衣厚薄差别很大，占种子的百分比在9.9%～54.7%之间(表5)，故包衣种子应测定其包衣占种子的百分比，才能够准确计算播种量。对13个苜蓿品种进行分级，其中1级4个，2级4个，3级4个，等外1个。对燕麦的分级结果为3级5个，等外1个，燕麦品种均为3级及以下。8个其他草种分级结果为1级3个，2级3个，3级1个，等外1个(表6)。

表5 苜蓿包衣种子占种子百分比Table 5 The proportion of alfalfa coated seeds %

表6 牧草种子用价与分级Table 6 Seed value and grading of forage grass %

2.3 不同牧草种子发芽势

各草种发芽速度表现为先快后慢。白三叶、苜蓿和百脉根等豆科草种前4 d的发芽总数均达到了80.0%以上，其中白三叶前3 d发芽种子数达95.6%，是发芽势最高的草种；蒲公英发芽延续时间最长；大部分禾本科草种前3 d发芽数占比50.0%以上，第4天到第7天的发芽占比较低，一般在第6天发芽完毕；小黑麦发芽势最高，第2天就有80.0%种子发芽；燕麦发芽势较高，发芽高峰期为第3天；早熟禾发芽势最低，第6天开始发芽，最终发芽种子数不足50.0%(图1)。

图1 不同草种的发芽势Fig.1 Germination energy of different forage species

3 讨论

3.1 草种质量与标签

此次抽检显示，河南省牧草产业化企业购买的饲草种子纯净度均较高，符合国家标准的要求。但是，不同草种的发芽率差别较大，其中豆科牧草发芽率较高；禾本科牧草中，小黑麦、黑麦草和苇状羊茅发芽率相对较高，无芒雀麦稍低，早熟禾发芽率很低，这与生产经验基本一致；蒲公英因种子细小、驯化时间短，其发芽率最低。同一草种不同品种间的发芽率有较大的差异。苜蓿种子的发芽率64.3%～95.0%，相差近50%；燕麦发芽率53.7%～96.7%，相差近1倍。如生产中不根据发芽率及时调整播种量将直接影响出苗密度进而影响产量，甚至会因为出苗不齐出现裸地而造成杂草危害。

草种的发芽率受草种的寿命、存储时长和贮藏条件等因素影响。种子寿命是种子从收获到发芽率降低到50%所需要时间，也称半活期。各草种的寿命研究报道较少，一般燕麦和无芒雀麦为4～5 a，多花黑麦草和百脉根13 a，大部分苜蓿种子寿命为30 a左右[9-10]。种子的寿命和种子质量受存储时长和贮藏条件影响较大，种子储存[11]指种子在母株成熟开始到播种为止的全过程，在此期间种子会经历不可逆转的劣变过程。通常认为，从种子生理成熟后，劣变就已开始，劣变的速度取决于收获、加工和贮藏条件，种子储存时间越长，种子的质量将会越差[12]。存放时间对不同草种发芽率的影响差异很大，燕麦种子的发芽率受存放时间影响较大，其收获当年的种子仍处于休眠状态，发芽率较低，当种子逐步成熟后，休眠状态被打破，存储1～2 a的种子的发芽率提高，存储2 a的种子发芽率最高；存储3 a后因种子慢慢老化，发芽率会逐渐下降，此次调查燕麦发芽率品种间差异较大可能与其存储时长有关，燕麦适宜贮藏年限不宜超过5 a[13-14]。黑麦草和苇状羊茅相对来说可以存放时间长一点，但禾本科牧草种子不耐储藏，而豆科草种能够保持活力多年，短期内受存放年限影响较小[15]。这次抽检中，苜蓿、白三叶和百脉根种子的发芽率基本在80.0%以上，这得益于豆科种子具有厚实的种皮限制水分和氧气的进入，有利于延缓种子劣变[16]。苜蓿种子收获当年具有较高的硬实率，发芽率较低；贮藏1～2 a种子的发芽率达到最高，贮藏3 a的种子开始劣变，发芽率显著降低[17]。虽然苜蓿寿命较长，但苜蓿后期劣变速度较快[18]。各草种发芽率均会随存储时间增加而降低，因此种植企业在购买牧草种子时一定要注意其存放期不要过长。

除了储存年限，不同种类牧草种子的种子质量和寿命受贮藏条件如温度、水分(包括种子含水量和空气湿度)、气体成分(空气含氧量)、微生物以及害虫等影响很大，一般低温、干燥和密封贮藏条件对草种质量的保持有利，贮藏条件不佳会加速种子劣变降低草种质量[19]。较高的种子含水量和环境温度湿度会缩短其可利用年限[20]。本次抽检中，同一草种不同品种发芽率出现较大的差异可能是由于种子储存时间和贮藏条件的异同所致。

种子包衣对种子萌发和生长具有很大益处，可以改善种子质量、防治病虫害和提高幼苗的成活率，已被列为中国重点推广的农业技术[21]，但因包衣剂过多会使同样重量种子个体数减少，很多种植户不认可，使得市场流通的包衣种子数量较少。本调查中，只有5个苜蓿品种具有包衣，包衣重量占比10%～55%，包衣的差异大引起播种量有很大不同。种子标签是反映商品种子各指标的重要标识，应当标注作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、检疫证明编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址以及联系方式，以便牧草种植者对与标签标示差别较大的种子依法追究责任。抽查中发现虽然大部分草种具有标签，但标注内容不全面，且标识的种子发芽率不准确，均高于抽检实测值，所以生产中在播种前各企业应做发芽试验、检测包衣占比，根据发芽率和包衣占比及时调整播种量。

3.2 牧草种子的发芽势

在建植混播草地时需要各个牧草的发芽势和生长速度相互协调，如差异较大，用于混播的草种应分批播种，先播发芽慢生长慢的牧草，再播发芽快生长快的牧草，避免发芽、生长快的对发芽、生长慢的牧草产生抑制。本试验结果显示，不同草种发芽势和发芽速度不一样，苜蓿，白三叶等豆科发芽速度最快，一般第2天即可发芽，但二者生长速度较慢，尤其是白三叶生长速度更慢，建混播草地时应优先播种。禾本科草种发芽势和发芽速度与种子大小有关，种子越大发芽速度越快，小黑麦和燕麦发芽势最高，发芽速度最快，牧草型黑麦草较草坪型黑麦草发芽快，种子细小的早熟禾第6天才开始发芽。蒲公英发芽延续时间较长，从第3天到第8天陆续有种子发芽。因此在建植混播草地时应先播种蒲公英、早熟禾、百脉根、白三叶和苜蓿等牧草，等其发芽后再播种黑麦草、苇状羊茅等生长快速的牧草。