黄淮海地区大豆品种种子吸水性研究

王彩洁 王凤月 李 伟 张礼凤 张彦威 刘 薇 王玉斌 戴海英 徐 冉

（1 山东省农业科学院作物研究所，济南 250100；2 山东省巨野县农业农村局，巨野 274900）

种子的萌发始于种子的吸胀吸水，较快的吸水速率有利于种子迅速吸水膨胀。黄淮海地区大豆播种季节经常遭遇干旱，土壤墒情差，需要品种能较快的吸水、发芽、出苗。大豆种子的吸水速率受到诸多因素的影响，比如种子大小、形状、种皮成分等，除遗传基因因素外，还受温度、墒情、酸碱度等一系列外界条件的影响。以往关于种子大小对萌发、出苗的研究大多集中在小麦[1]、水稻[2]、玉米[3]等作物上，在大豆方面研究较少。房圣涛等[4]研究不同海岛棉种子吸水特性，发现3 种海岛棉种子的吸水率和吸水速率大致均呈现出快速吸水-急剧下降-缓慢的趋势，吸水率均在2h 内达到最大，品种间存在极显著差异。张冠初等[5-6]以不同花生品种的种子为试材，采用水培方法研究了吸水速率与种子重量、长度、宽度、厚度间的关系，发现不同品种花生种子吸水速率间存在明显差异。刘浩等[7]对4 个不同来源的大豆品种在不同的温度下进行种子萌发阶段吸水试验，结果表明：4 个不同品种在不同温度处理条件下吸水量的增长趋势都是先快后慢，但温度对种子吸水量大小影响存在差异，3 种温度条件下吸水速率变化趋势与粒重均呈正相关。

本研究以黄淮海地区10 个不同来源的大豆品种为试验材料，分析这10 个品种的吸水率、吸水速率及其影响因素，旨在为大豆种子快速萌发，保证苗齐苗全，以及确立单粒精播高产栽培技术种子标准提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1试验材料选取黄淮海地区10 个籽粒饱满、无破损、完整、大小均匀的大豆品种种子，品种分别为菏豆12、齐黄34、邯豆5 号、菏豆19、菏豆33、中黄13、中黄319、冀豆12、郑1307、冀豆17。将其称重，并用游标卡尺测量其长度、宽度和厚度，籽粒长度、宽度、厚度分别于种子纵向最大长度、横向最大长度和最大厚度处测得。

1.2吸水率测定用75%酒精对种子进行消毒，再用去离子水冲洗干净，重复3 次。自吸水开始后每隔一段时间测定种子吸水增重情况，直至各粒种子吸胀饱满至恒重。

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。

1.3种皮成分测定取大豆种子种皮粉碎，分别测定粗纤维、木质素和钙含量，用GB/T 6193—1986《谷物籽粒粗纤维测定法》测定粗纤维，参考刘思洁等[8]方法测定木质素，按照GB/T 35871—2018《粮油检验 谷物及其制品中钙、钾、镁、钠、铁、磷、锌铜、锰、硼、钡、钼、钴、铬、锂、锶、镍、硫、矾、硒、铷含量测定 电感耦合等离子体发射光谱法》方法测定钙含量。

2 结果与分析

2.1黄淮海地区各品种种子吸水率及吸水速率黄淮海地区10 个大豆品种总吸水率存在不同程度差异（表1），总吸水率最大的为齐黄34，为1.320g/g·h，最小的为郑1307，总吸水率为1.194g/g·h。齐黄34 总吸水率显著高于其他品种；菏豆33 与冀豆12之间差异不显著，但显著高于除齐黄34 以外的其他7 个品种；冀豆12、菏豆12、菏豆19、冀豆17、中黄319 这几个品种之间总吸水率差异不显著；郑1307总吸水率显著低于其他9 个参试品种，邯豆5 号、中黄13 之间差异不显著，但显著高于郑1307，低于除中黄319 之外的其他6 个品种。平均吸水速率在各品种之间也有不同程度差异，部分品种间差异显著，最大的为齐黄34，为0.0550g/g·h，最小的为郑1307，为0.0498g/g·h。

表1 各品种不同阶段种子吸水速率 （g/g·h）

从表1 和图1 种子吸水过程来看，第1 小时吸水最快，吸水速率最高，品种间吸水速率介于0.323～0.581g/g·h 之间，其中菏豆33 吸水速率最大，为0.581g/g·h，第1 小时吸水速率达总吸水率的45%（图1）；其次为冀豆12，吸水速率为0.500g/g·h，第1 小时吸水速率达总吸水率的40%；郑1307 吸水速率最小，为0.323g/g·h，第1 小时吸水速率只有总吸水率的27%。

图1 各品种不同阶段吸水速率

第2～3 小时品种间吸水速率在0.141～0.180g/g·h之间，但品种间吸水速率差异已远远小于第1 小时的吸水速率。此阶段齐黄34 吸水速率最大，为0.180g/g·h，只有第1 小时吸水速率的37%；中黄13 的吸水速率最小，为0.141g/g·h，为第1 小时吸水速率的35%；菏豆33 第2～3 小时速率与第1小时相比下降最快，只有第1 小时速率的26%，郑1307 第2～3 小时速率下降较小，为第1 小时速率的44%。吸水3 小时后所有品种吸水速率达总吸水率的50%～67%（图1）。

第4～7 小 时 品 种 间 吸 水 速 率 在0.0650～0.0946g/g·h 之间，品种吸水速率为第2～3 小时吸水速率的38%～61%。中黄13吸水速率最大，为0.0946g/g·h；冀豆12 的吸水速率最小，为0.0650g/g·h。吸水7 小时后所有品种吸水速率达总吸水率的80%～92%。

第8～15 小时吸水速率在0.0113～0.0285g/g·h之间，只有平均速率的21%～54%。菏豆33 吸水速率最大，为0.0285g/g·h；齐黄34 的吸水速率最小，为0.0113g/g·h。此阶段所有品种吸水已接近饱和（图1）。第16～24 小时吸水速率在0.00107～0.00518g/g·h 之间，仅为第1 小时吸水率的1%，甚至更低。

2.2种子形状和种皮成分与吸水率的相关关系对各品种种子百粒重进行了测量（表2），发现各品种百粒重之间差异多达到显著水平，最大的为菏豆12，百粒重为29.57g，最小的为冀豆17，为20.72g，百粒重与总吸水率显著相关（表3）。同时对各品种种子长、宽、厚进行了测量，结果显示品种间3 个指标差异均显著。种子长度介于7.64～9.28mm 之间，其中菏豆19 最长，郑1307 最短，但种子长度与总吸水率相关不显著。种子宽度介于6.84～7.82mm 之间，其中齐黄34 最宽，郑1307 最窄，种子宽度与总吸水率相关极显著。种子厚度介于5.87～7.05mm 之间，其中菏豆12 最厚，菏豆33 最薄，种子厚度与总吸水率相关显著。

表2 各品种种子形状及种皮成分

表3 性状与吸水率之间相关关系

对各品种种皮主要成分进行了测定，表2 结果显示种皮纤维素含量在34.792%～38.886%之间，最高的品种是邯豆5 号，最低的品种是冀豆17；邯豆5 号纤维素含量显著高于齐黄34、菏豆19、冀豆17，其他品种间差异不显著。木质素含量在1.413%～1.907% 之 间，邯 豆5 号 和 冀 豆17 含量最高，均为1.907%，最低的为中黄319，含量为1.413%；邯豆5 号和冀豆17 木质素含量显著高于齐黄34、菏豆19、中黄13、中黄319；齐黄34 显著高于菏豆19、中黄13、中黄319；中黄319 显著低于所有品种。各品种之间钙含量差异不显著。种皮纤维素和木质素含量与种子总吸水率相关不显著（表3）。

3 讨论

本试验结果可以看出大豆种子萌发的吸水率因品种的不同而存在明显差异。不同品种吸水量的增长趋势基本一致，表现为先快后慢，吸水率在前7h 内增长最快，而后逐渐降低趋于平缓，到24h吸水达到饱和。吸水率大小与百粒重显著相关，这与刘浩等[7]的研究结果一致。齐黄34 的吸水率和平均吸水速率最大，郑1307 吸水率最小，吸水最慢。

种子吸水率与种子宽度、厚度显著相关，与长度不相关。张冠初等[5]发现花生籽粒越长、越宽，吸水速率越大，这与大豆有所不同，说明不同作物种子影响吸水的因素不同。