贮藏对饲用燕麦种子活力的影响研究
2023-02-06史威威张江波张月玲王忠亮
史威威,张江波,张月玲,王忠亮
(1.焦作市中站区农业农村服务中心,河南焦作 454191;2.焦作市中站区龙翔街道办事处,河南焦作 454191;3.济源市农业科学院,河南济源 459000;4.信阳市浉河区农业农村局,河南信阳 464000)
燕麦(Acena satica L.)是禾本科燕麦属一年生自花授粉草本植物,是优良的粮饲兼用作物。燕麦抗寒、抗旱、耐贫瘠(雷雪峰等,2019),且具有易栽培、产量高、饲用价值优等特点,我国种植面积逐年增加(蔺豆豆等,2021),主要分布在我国西北、华北、西南的高寒冷凉地区(刘振恒等,2007)。
干燥贮藏是种子最重要的贮藏方式,种子的寿命是在贮藏过程中各种生理生化综合作用的体现(Clerkx等,2004)。种子自生理发育成熟后步入逐渐衰老的阶段,尽管种子可以在干燥环境中存活数年(Sallon等,2008),但在贮藏过程中不可避免会发生老化和劣变(郝楠等,2015),随着贮藏时间的延长,种子活力持续下降直至死亡。燕麦种子含有大量不饱和脂肪酸(戚向阳等,2014),容易发生氧化酸败致使其更不耐贮藏(金小雯等,2019)。本试验旨在对燕麦种子于贮藏1年和5年,分别测定种子活力,并以贮藏1年为标准,测算贮藏5年的相对种子活力,探讨不同品种燕麦种子的耐贮藏性。
1 材料与方法
1.1 试验材料 7份燕麦种子供试材料见表1。各品种燕麦种子收获于2017年,常温密封贮藏于仓库。试验分别于2018年9月和2022年9月进行,供试材料分别贮藏了1年和5年。
表1 供试种子及编号
1.2 试验方法 试验分别于2018年9月和2022年9月进行。各品种挑选籽粒饱满、外形一致的种子50粒,选用9 cm的培养皿,平铺两层中性滤纸,种子均匀摆放,用移液枪加蒸馏水4 mL,加盖培养皿盖,3次重复。发芽试验采用电热恒温培养箱(DH-600型),自然光、20℃恒温,环境相对湿度70%。每日称重补充蒸发水分。
1.3 测定项目 记录每天的发芽种子数,试验第4天统计各品种种子发芽势,第7天统计发芽率,并随机选取5株幼苗测量根长,计算发芽指数和活力指数。以贮藏1年为基准,计算贮藏5年的各指标相对值。
1.4 数据处理 使用WPS Office对试验数据进行整理,采用 SPSS 25.0 和 OriginPro 2021 进行方差分析、相关性分析和主成分分析并作图。
2 结果与分析
2.1 贮藏对燕麦种子活力指标的影响 由图1可知,贮藏对不同品种的燕麦种子萌发特性影响变化较大。贮藏5年时V5的发芽率、发芽势和发芽指数略微上升,表明贮藏5年不会降低V5种子的出苗率和整齐度。其他各品种燕麦种子贮藏5年时发芽率、发芽势和发芽指数均有不同程度的下降。贮藏5年时V4、V5和V6的发芽率、发芽势和发芽指数下降幅度最小,均显著高于其他品种(P<0.05),仍能达到贮藏1年的80%以上,且V5三个萌发指标都显著高于V4和V6(P<0.05)。V3的发芽率、发芽势和发芽指数降至贮藏1年的60%左右,V1、V2和V7均下降至30%以下,V7下降幅度最大,仅为22.2%。
图1 不同贮藏时间对燕麦种子萌发指标的影响
由图1可知,贮藏5年对各品种种子萌发的根长和活力指数影响较大,根长和活力指数分别降至贮藏1年的13.07%~66.94%和2.54%~53.13%,表明贮藏5年各品种燕麦种子劣变均较严重。V6的根长和活力指数降至贮藏1年的50%以上,其余品种的根长和活力指数均下降至50%以下,下降幅度大小为V6<V5<V4<V3<V2<V1<V7。
2.2 供试燕麦种子相对萌发指标的相关性分析 由图2可知,有7对指标间呈极显著相关(P< 0.01),1对指标呈显著相关(P < 0.05),2对指标不相关(P>0.05)。相对活力指数与另外4个指标均呈极显著相关(P<0.01)。相对发芽率与相对根长呈显著相关(P<0.05),与另外3个指标均呈极显著相关(P<0.01)。相对发芽指数与相对发芽率和相对发芽势极显著相关(P<0.01)。其中相对发芽势和相对发芽指数的相关系数最大,达到0.997。
图2 供试燕麦种子各相对萌发指标相关性分析
2.3 供试燕麦种子耐贮藏评价的主成分分析由表2可知,经主成分分析,共提取主成分因子1个。主成分的特征值为4.552,贡献率达到91.038%,表明该主成分具有较好的代表性,可作为评价燕麦种子耐贮藏性能的综合指标。
表2 综合指标系数及贡献率
根据计算特征向量得出主成分的函数式为:
对试验结果进行标准化转换,计算每个品种的重要主成分值见表3。由表3可知,7份供试材料耐贮藏能力 V5> V6> V4> V3> V2> V1> V7。
表3 各供试材料的主成分值
3 讨论与结论
贮藏会通过各种生理生化反应致使种子老化、劣变,影响种子活力(张永娟等,2011),而长期贮藏会极大降低种子的寿命(Mira等,2015)。本试验各供试燕麦种子除V5发芽率、发芽势和发芽指数略升外各萌发指标均出现下降,与前人研究一致。V5的发芽率、发芽势和发芽指数略升,表明该品种燕麦种子适宜贮藏时间较其他品种长,经过5年的贮藏仍能保持很高的生命力。但根长和活力指数仍有较大幅度下降,表明贮藏5年对该品种燕麦种子不致命,但降低种子活力,抑制幼苗生长,影响后续的生长发育和产量。V2、V1和V7经过5年贮藏,各项种子萌发指标下降严重,均下降至贮藏1年的60%以下,尤其V7的各项萌发指标下降至30%左右,表明该品种不宜保存。相关性分析表明,各指标之间均存在显著相关性,发芽势和发芽指数的相关性最大,表明种子发芽的整齐度能充分体现种子的劣变程度。主成分分析表明,V5、V6和 V4较耐贮藏,V2、V1和 V7较不耐贮藏,其中V5耐贮藏性最佳,V7耐贮藏性最差。