提高玉米种子发芽率的技术策略分析

2023-08-31施莉莉

种子科技 2023年14期

关键词：玉米种植玉米种子发芽率

施莉莉

摘要：玉米是我国重要的粮食作物之一。影响玉米种子发芽率的因素有很多，包括种植方式、环境因素和种子处理技术等。文章从温度和种子处理技术2个维度探究提高玉米种子发芽率的方式，以实现高产。

关键词：玉米种子；发芽率；玉米种植

文章编号：1005-2690（2023）14-0012-03 中国图书分类号：S513 文献标志码：B

玉米种子发芽率已经成为衡量玉米生产质量的重要因素之一。影响玉米种子发芽率的因素多种多样，农业人员需要做好各项管理措施。文章通过数据分析的方式，探究了经处理的玉米种子在不同温度环境下的发芽状况，以此寻找促进玉米种子发芽的最佳方式。

1 玉米种子发芽率影响因素及测定方式

1.1 影响因素

1）遗传因素。种子发芽率影响因素具有综合性特征，发芽率是衡量种子品质的重要指标之一。萌发能力弱的种子生命力弱，生长出来的幼苗不够强壮，对自然灾害的抗性也会降低，从而降低产量；高发芽率种子能够保持良好的萌发能力。种子发芽率能反映出种子的活力。活力指数是种子萌发生长的重要考量指标，幼苗的株高、干重均与种子活力有显著的相关性。有关研究表明，不同活力指数的玉米种子种胚细胞膜的渗出状况也有差异，活力较高种子细胞膜中含有少量盐和其他大分子物质，其浸润溶液的电导率较低，而活力指数较差的种子浸润溶液电导率较高。通过测量种子的电导率可以区分出不同种子的活力，即电导率越低，种子的活力就越高。

2）外界因素。环境对玉米种子活力的影响主要体现在种子发育和生长过程中。在采收、清选、干燥、包装、运输、贮藏等过程中，温度、湿度、病菌、害虫等会对玉米种子发芽率产生一定影响。不同田间管理措施也会对玉米种子发芽率产生一定影响，如果没有做好病虫害防治，会导致害虫和微生物侵染种子[1]。

1.2 测定方式

20世纪80年代初期，我国提出了一种“种子活力”的测量方式。研究人员首次将幼苗胚芽长度作为测定种子活力的指标，随后该方法在玉米种子中进行了试验，取得了较好的效果[2]。

抗寒性测试是在条件较差的环境下进行种子萌发试验，目前抗寒性试验方法广泛用于玉米种子活力测定中。在洋葱、大豆、高粱等种子中也有使用。抗寒性测试步骤：将土层按照要求铺好，然后用水覆盖，置于低温下7 d，接着进行标准萌发试验。

1973年，研究人员首次采用加速老化试验方法，主要目标是测试种子的相对耐贮性。在贮藏条件差的情况下，低活力的玉米种子很容易失去萌发能力。技术人员将种子置于高湿（100％相对湿度）、高温（40～45 ℃）环境中进行萌发试验，以测定不同的种子活力。

2 低温对玉米种子发芽率的影响

2.1 低温对玉米种子萌发的影响

我国部分玉米种植地区春天气温较低，在玉米种子发芽早期会出现冻害现象，会对种子发芽率造成一定影响，导致种子产量下降；严重时，种子会完全丧失萌发能力。不同玉米品种在低温下的发芽能力差异较大，与其自身的抗冷性有关。玉米对低温非常敏感，在播种期出现低温胁迫，不但会影响种子发芽，还会影响种子生长，造成种子生长迟缓[3-4]。5 ℃是大多数学者公认的玉米发芽最基本温度，但不同的玉米品种适宜萌发的温度范围并不同，甚至同一品种的适宜温度范围也会因其成熟程度不同而有差异。在低温下，玉米的水分吸收和膨胀速度明显下降，淀粉及其他物质的分解速度减缓，导致发芽率、发芽势等各项指标下降。有关试验结果表明，80个玉米品种在5 ℃下均不能萌发，其中8个品种在6 ℃下萌发率超过80％，7 ℃时31个品种萌发，9 ℃时参试品种萌发率超过60％。调查玉米种子发芽率发现[5]，玉米种子发芽率的最低条件是7.98～9.36 ℃。有学者对3个不同类型的玉米进行了低温处理，结果表明，即使在4 ℃條件下种子也能萌发，但发芽率较低。随着气温下降，发芽势、发芽率均下降并与气温呈正相关。有学者在8～25 ℃条件下对8个不同品种的发芽率进行了比较发现，8 ℃时发芽率可达60％，15 ℃时发芽率明显提高，25 ℃时不同品种的发芽率差异较小[6]。

2.2 低温对玉米种子生理生化指标的影响

我国部分地区早春气温较低，农作物生长速度减慢。如果气温低于正常的最低气温超过3 d，将会对作物的正常生理机能产生一定影响，造成产量降低。低温对玉米种子生理生化指标的影响较大，主要是影响植株的生理活动。高温条件下能够提高酶活性，促进营养物质运输，使细胞快速分裂、组织快速分化，而低温则抑制了玉米的生长。

国内外大量研究表明，低温胁迫对玉米的生理生化反应有较大影响。在低温胁迫下，植株的细胞膜最先被破坏，从而改变了膜的通透性，严重时还会使膜失去通透性。当温度下降，细胞膜渗透率增大，电解质外渗，提高了相对电导率，对植株造成低温伤害。此外，低温能提高电解液的渗透性，并影响其相对电导率。

3 玉米种子包衣研究进展及应用

种子处理是现代农业的重要技术之一，是体现国家农业现代化水平的重要指标，对提高农作物的产量和品质具有重要意义，能使种子在播种、收获、贮存过程中保持旺盛的生命力，同时增强植株的抗性，达到高产的目的。

20世纪80年代之前，我国的农药发展水平较低，常用的药剂有粉剂、可湿性粉剂、水乳剂等。这类药剂持续时间较短，主要用于浸泡种子和拌种，处理后必须马上播种。近年来，种子处理技术不断发展并得到了广泛应用。种子包衣是一种将种衣剂子包覆于种子表面的方法。与传统的种子药剂处理方法相比，种子包衣具有许多优势，是未来种子处理技术发展的趋势。目前很多玉米种子在处理过程中都使用了该技术。通过对种子进行包衣处理达到防病、防虫、促生长的目的[7-8]，是实现玉米种子商品化的重要途径。不同类型的包衣材料对种子的作用也不同。通过对比试验发现，在低温条件下，氟唑环菌胺对玉米种子的萌发和生长没有明显的抑制作用，而对戊唑醇处理的玉米种子有一定的抑制效果。研究结果表明，采用种子包衣技术可以提高玉米的萌发能力，是防治玉米病虫害的一项重要措施[9]。将使用含有烯唑醇颗粒包衣的种子在播种后立即进行低温处理，发现出苗率受到了一定影响，说明无论玉米种子是否进行包衣处理，在低温条件下都会严重影响生长。试验发现，在低温条件下，使用肌醇处理玉米种子，可显著改善发芽效果[10]。经过低温处理后，玉米幼苗的叶绿素、可溶性糖、蛋白质的含量均有所提高，而电导率有所下降。在低温胁迫条件下，通过增加保护酶活力，可以提高保护膜的结构完整性。

4 不同处理技术对玉米种子发芽率的影响

4.1 试验材料与方法

本试验选用A、B、C 3个玉米品种，每个玉米品种分为包衣种子和不包衣种子2类，共计6个处理。采用人工气候箱调控气温，对不同低温条件下玉米种子发芽和生理生化指标进行研究。在4种不同低温（4、5、6、7 ℃）下进行试验，以室温（19 ℃）作为对比，光照时间维持在12 h，光照强度不变。试验用土为黑土，用滤网过滤，播种深度5 cm，土壤相对湿度为70％。分别对A、B、C 3个玉米品种进行包衣处理以及非包衣处理后，将玉米种子放入人工气候箱中，每日监测气候箱内的温度、湿度，确保种子湿润。

低温处理后8 d计算发芽势，12 d计算发芽率，以萌发长度l mm为基准，每天测量萌发量，直到发芽率不再改变。室温19 ℃处理后3 d计算发芽势，5 d计算发芽率，直到萌发率不再改变。在低温、室温条件下，测试完萌发速率后，将人工气候箱中的玉米种子取出来，进行生理生化指标的检测。

4.2 测定指标

玉米种子发芽势、发芽率、活力指数计算公式如下。

玉米种子发芽势＝规定日期内发芽种子数／试验种子数×100％（1）

玉米种子发芽率＝全部发芽的种子粒数＋供试种子数×100％（2）

玉米活力指數＝发芽指数×根长（3）

4.3 结果分析

4.3.1 不同温度对玉米种子发芽势的影响

通常用发芽势来衡量种子萌发的速率。低温不仅会抑制种子萌发能力，还会降低种子萌发速率。由表1可知，低温对发芽势的影响十分明显。在4 ℃下，除A不包衣种子发芽势为1.19％外，其他处理均为O％。在5 ℃下，A包衣种子发芽势为5.96％，包衣种子B和C发芽势均为O％。在7 ℃下，A包衣和不包衣种子均表现出较高的发芽势。在19 ℃下，A不包衣种子的发芽势最高，达到68.52％，B包衣种子最低，为46.29％。

在5、6、7、19 ℃下，3个品种的发芽势有明显差别。3个品种的萌发能力为A、C强，B弱。试验结果表明，低温对玉米种子发芽势的影响随气温下降而下降，即温度越低，各品种的发芽势越低。A在不同的低温环境下发芽率均较高，在不同的低温环境下，B、C的发芽势差异不大。在6个处理中，A在19 ℃的条件下发芽势始终比其他5个处理稍高，A在低温条件下的萌发能力最强。

4.3.2 不同温度对玉米种子发芽率的影响

发芽率的大小反映了不同品种在低温条件下萌发能力的差别，如表2所示，A、B可以在4 ℃下萌发但发芽率偏低，而C不能萌发；不同品种的种子在5、6 ℃下均能萌发，A的发芽率最高，C的发芽率较低。在7 ℃下，A经处理后发芽率可达55.36％，未处理过的种子萌发率为50.00％；在19 ℃下，A、B、C的发芽率均高于低温处理；在5、6、7 ℃下，3个品种的发芽率有明显差别。说明低温对玉米种子发芽率的影响随气温下降而增加，即温度越低，各品种的发芽率越低。A在低温条件下的发芽率均高于另外2个品种，而B则始终比C高，可见A在低温条件下发芽效果最佳。

4.3.3 不同温度对玉米种子活力指数的影响

由表3可知，不同的种子在不同温度下表现出不同的活力指数。随着气温下降，种子的活力指数总体呈下降趋势。结果表明，在4 ℃下，C活力指数为O。在6 ℃下，A活力指数相对较高，另外2个品种均不超过10。在7 ℃下，不同品种的活力指数均有显著提高。在19 ℃下，A与C不包衣种子的活力指数均达到100以上。

5 结束语

通过试验可知，要想进一步提高玉米种子发芽率，不仅需要选择优良的玉米品种，还需要控制好环境温度，应用种子处理技术，开展多元化的农业管理措施，为提高玉米产量提供保障。

参考文献：

[1]王新宇，牛鹏帅，卢伟，等.基于光声光谱深度扫描的单粒玉米种子发芽率无损检测方法[J].华南农业大学学报，2020，41（6）：119-125.

[2]邹峁雁，韩昊展，谢永娟，等.玉米种子发芽生理和抗氧化系统对砷胁迫响应的基因型差异及其机制研究[J].核农学报，2021，35（4）：969-979.

[3]宋仕勤，杨清龙，王丹，等.东北主推玉米品种种子形态及贮藏物质与萌发期耐冷性的关系[J].作物学报，2022（48）：726-738.

[4]王伟杰，陈保国，张远航，等.不同成熟度玉米种子生理特性与种子活力的关系分析[J].种子，2022，41（3）：68-73，80.

[5]时佳琦，萨如拉，令玉，等.盐碱土秸秆添加量对玉米种子萌发及幼苗生长特性的影响[J].中国农学通报，2021，37（36）：13-18.

[6]孙雪冰，范鹤龄，黄小龙，等.山药化感物质对山药和玉米种子萌发及幼苗生长的影响[J].热带作物学报，2022，43（9）：1853-1861.

[7]张成冉，徐广海，宋朝玉，等.糖浸种对盐胁迫玉米种子萌发和幼苗生长的影响[J].种子，2021，40（8）：51-56.