, , , , , ,
(河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院/甘肅省河西走廊特色資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 甘肅 張掖 734000)Effects of Different Planting Positions on Seed Germination of Maize
XIE Quangang, WANG Jin, YAN Jizhi, LUO Tian, YANG Dong, NAN Wenjun, FAN Ting
不同置種方式對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響
謝全剛,王進(jìn),閆吉治,羅天,楊棟,南文君,范婷
(河西學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院/甘肅省河西走廊特色資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 甘肅 張掖 734000)Effects of Different Planting Positions on Seed Germination of Maize
XIEQuangang,WANGJin,YANJizhi,LUOTian,YANGDong,NANWenjun,FANTing
為了解不同置種方式對(duì)玉米種子發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果的影響,本試驗(yàn)設(shè)置胚面向上,胚面向下,果柄向下,果柄向上,胚面斜向上,胚面斜向下等6種置種方式,對(duì)玉米種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、平均發(fā)芽率等指標(biāo)及幼苗株高、干重和鮮重進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明,不同置種方式對(duì)種子發(fā)芽試驗(yàn)的結(jié)果有影響,尤其是發(fā)芽初期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著,其中果柄向上置種效果最差,胚面斜向上置種效果最好。建議玉米種子室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)中采取胚面斜向上的方式進(jìn)行置種,有利于獲得整齊一致的幼苗,發(fā)芽試驗(yàn)的結(jié)果數(shù)據(jù)可靠、重復(fù)性好。
玉米; 發(fā)芽; 置種方式
在玉米標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)中,經(jīng)常會(huì)看到種子因置種方式的差異而引起幼芽彎曲生長(zhǎng),玉米幼苗發(fā)育不整齊,整齊度差,甚至有幼苗互相糾纏的情況出現(xiàn)。查閱相關(guān)文獻(xiàn),未發(fā)現(xiàn)相關(guān)文獻(xiàn)描述這種因隨機(jī)擺放玉米種子對(duì)玉米標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)的影響。在玉米種子發(fā)芽研究中,有關(guān)玉米置種方式對(duì)玉米定向栽培的研究較多,以探討田間高產(chǎn)技術(shù),但相關(guān)研究均未涉及對(duì)室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)的影響[1]。在大粒的核桃種子發(fā)芽研究中,有研究指出因不同放置方式而影響幼苗發(fā)育,進(jìn)而影響首次結(jié)實(shí)年齡等[2]。
因此,鑒于玉米種子本身的形態(tài)特征,有必要研究不同置種方式對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響,以評(píng)估不同置種方式對(duì)玉米標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果的影響。本試驗(yàn)采用較少的種子,不同的置種方式在同一個(gè)發(fā)芽盒中進(jìn)行對(duì)比研究,以減少環(huán)境條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響,并對(duì)比了不同置種方式下種子發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)的差異顯著性。
1.1 試驗(yàn)材料
本試驗(yàn)采用H 9自交系為試驗(yàn)材料,H 9自交系為鄭單958的自育二環(huán)系材料。2014年9月30日收獲晾曬后貯藏。預(yù)試驗(yàn)和試驗(yàn)于2016年3月10日—4月17日進(jìn)行。
1.2 發(fā)芽試驗(yàn)的準(zhǔn)備
1.2.1 催芽處理
隨機(jī)分取2 000粒種子,用濕毛巾包裹,置于培養(yǎng)箱內(nèi)1 d,進(jìn)行催芽處理,以挑選發(fā)芽速率整齊一致的種子備用。
1.2.2 沙床制備
本試驗(yàn)采用沙中發(fā)芽法[3]。取干凈的河沙過(guò)篩(粒度0.05~0.8 mm),淘洗后置于烘箱中滅菌處理(130 ℃,4 h)。烘干后,用無(wú)菌水?dāng)嚢璩浞?,達(dá)到手握成團(tuán),放手散開即可。使用普通大發(fā)芽盒進(jìn)行沙床的制備,沙床厚度約3 cm[4]。
1.3 置種方式
挑選露白且整齊一致的種子, 2016年4月10日播種于沙床中。置床方式設(shè)置6種(見(jiàn)圖1),分別為胚面向上(圖1 A),胚面向下(圖1 B),果柄向下(圖1 C),果柄向上(圖1 D),胚面斜向上(圖1 E),胚面斜向下(圖1 F),對(duì)照(ck)采用6種處理的試驗(yàn)數(shù)據(jù)平均值。置種時(shí),盡量使胚芽部位處于同一水平線上。置種后覆沙1 cm。
因發(fā)芽盒限制,為保證種子發(fā)芽足夠的空間,每處理播種6粒。6種置種方式放置于同一盒中,以便于比較。每盒共播種36粒,10次重復(fù)。在發(fā)芽盒標(biāo)簽紙上標(biāo)明置床編號(hào),置床日期。試驗(yàn)全程在培養(yǎng)箱內(nèi)(25 ℃、光照)進(jìn)行。每天記錄發(fā)芽數(shù)、株高等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。發(fā)芽第7天,取出幼苗,沖洗根部,測(cè)量幼苗鮮重、根長(zhǎng)等試驗(yàn)數(shù)據(jù),殺青烘干后,稱量幼苗干重等試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析
數(shù)據(jù)整理后,按以下公式計(jì)算各發(fā)芽指標(biāo):
表1 玉米種子發(fā)芽數(shù)的方差分析
置種方式發(fā)芽日期 2016/04/11 2016/04/12 2016/04/13 2016/04/14 2016/04/15 2016/04/16 發(fā)芽數(shù)5%1%發(fā)芽數(shù)5%1%發(fā)芽數(shù)5%1%發(fā)芽數(shù)5%1%發(fā)芽數(shù)5%1%發(fā)芽數(shù)5%1%胚面向上5.9aA6aA6aA6aA6aA6aA胚面向下4.6bB5.8abAB5.8aA5.8aA5.8bA5.9aA果柄向下5bAB5.8abAB5.8aA5.8aA5.9abA5.9aA果柄向上2.5cC5.6bB5.9aA6aA6aA6aA胚面斜向上5.9aA6aA6aA6aA6aA6aA胚面斜向下5.1abAB5.8abAB5.9aA5.9abA5.9abA5.9aAck4.8bAB5.8abAB5.9aA5.9abA5.9abA6.0aA
發(fā)芽勢(shì)(%)=第4天正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽率(%)=第7天正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%;
發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)(式中:Gt為7 d內(nèi)的發(fā)芽數(shù),Dt為發(fā)芽日數(shù))。
峰值(PV)=達(dá)峰值的累計(jì)發(fā)芽率/達(dá)峰值的天數(shù);
平均發(fā)芽率(MDG)=總發(fā)芽率/發(fā)芽結(jié)束時(shí)的天數(shù);
發(fā)芽值(GV)=MDG×PV。
使用Microsoft Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和作圖,利用DPS 7.05軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
圖1 不同置種方式示意圖
2.1 不同置種方式對(duì)玉米種子發(fā)芽數(shù)的影響
由圖2可知,播種后第2天發(fā)芽數(shù)差異最大,其中胚面向上置種發(fā)芽數(shù)最多,果柄向上置種發(fā)芽數(shù)最少,但隨著時(shí)間的推移,不同置種方式的發(fā)芽數(shù)趨于相同。結(jié)合表1中的數(shù)據(jù)可知,不同置種方式下,玉米種子的早期發(fā)芽數(shù)據(jù)有顯著差異。
2.2 不同置種方式對(duì)玉米幼苗株高的影響
由圖3可知,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),各處理呈上升的趨勢(shì),與其他置種方式相比,果柄向上置種玉米幼苗的株高最低,胚面向上置種玉米幼苗的植株最高。結(jié)合表2可知,在玉米種子發(fā)芽試驗(yàn)后期,果柄向上置種的幼苗株高與其他處理保持極顯著差異。
圖2 不同置種方式下玉米幼苗發(fā)芽數(shù)的變化趨勢(shì)
圖3 不同置種方式下玉米幼苗株高的變化趨勢(shì)
在田間種植時(shí),由于玉米種子本身頂重尾輕,往往造成果柄向上種植,影響種子發(fā)芽的整齊度。為了在現(xiàn)實(shí)耕種操作中實(shí)現(xiàn)胚面向上,促使作物更好生長(zhǎng),建議把尖頭犁改成平頭犁,這樣就可以使種子胚面向上的比例從1/6提高到1/2。而在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試
表4 不同置種方式下的玉米幼苗干重、鮮重統(tǒng)計(jì)
置種方式地上部分鮮重(g/株)根鮮重(g/株)幼苗總鮮重(g/株)地上部分干重(g/株)根干重(g/株)幼苗總干重(g/株)胚面向上0.670.361.020.060.070.12胚面向下0.590.511.100.060.070.13果柄向下0.610.431.030.060.080.14果柄向上0.610.340.950.060.070.13胚面斜向上0.650.401.050.110.070.19胚面斜向下0.610.360.970.060.070.14ck0.620.401.020.070.070.14
表2 玉米幼苗株高的方差分析統(tǒng)計(jì)
置種方式發(fā)芽日期(年/月/日) 2016/04/11 2016/04/12 2016/04/13 2016/04/14 2016/04/15 2016/04/16 株高(cm)5%1%株高(cm)5%1%株高(cm)5%1%株高(cm)5%1%株高(cm)5%1%株高(cm)5%1%胚面向上---3.28aA5.96aA8.93aA11.06aA12.41aA胚面向下---2.78bB5.70aA8.85aA11.19aA12.75aA果柄向下---2.76bB5.52aA8.46aA10.71aAB12.25aA果柄向上---2.03cC4.69bB7.40bB9.84bB11.32bB胚面斜向上---3.06abAB5.84aA8.62aA11.06aA12.46aA胚面斜向下---2.81bB5.73aA8.74aA11.07aA12.51aAck---2.79bB5.58aA8.50aA10.81aA12.28aA
驗(yàn)時(shí),種子胚果柄向上置種的可能性最小,不影響室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果。
2.3 不同置種方式對(duì)玉米幼苗鮮重和根長(zhǎng)的影響
由表3可知,果柄向上置種相當(dāng)于給予種子發(fā)芽制造一種重度逆境環(huán)境,玉米幼苗鮮重積累最少。結(jié)合表2的株高數(shù)據(jù)可以看出,胚面斜向上置種相當(dāng)于一種輕度逆境,發(fā)芽試驗(yàn)前期株高沒(méi)有胚面向上的高,但在發(fā)芽第7天株高反超,胚面斜向上置種時(shí)的幼苗根長(zhǎng)也比胚面向上置種的長(zhǎng)。
表3 玉米根鮮重和根長(zhǎng)的方差分析
置種方式根鮮重(g/株)5%1%根長(zhǎng)(cm)5%1%胚面向上0.36bcB15.51aA胚面向下0.50aA14.88aA果柄向下0.43bAB17.17aA果柄向上0.34cB15.03aA胚面斜向上0.40bcAB17.83aA胚面斜向下0.36bcB14.82aAck0.40bcB15.87aA
胚面斜向下置種的玉米根長(zhǎng)最短,胚面斜向上置種的根長(zhǎng)最長(zhǎng)。綜合表3中幼苗根長(zhǎng)的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),胚部朝下置種不利于根的生長(zhǎng),但各處理間幼苗根長(zhǎng)均未有顯著差異。
2.4 不同置種方式對(duì)玉米幼苗干重、鮮重的影響
發(fā)芽第7天,胚面向上置種地上部分鮮重最高。胚面向下置種玉米幼苗根鮮重和總鮮重最高,但地上部分鮮重最低。胚面斜向上置種玉米幼苗地上部干重和總干重最大。胚面向上最不利于玉米幼苗干重的積累,胚面斜向上置種最有利于玉米幼苗干重的積累。
胚面向下有利于根的鮮重積累,但不利于地上部分鮮重的積累,結(jié)合表3,胚面向下置種主要是根的增粗,而不是根的伸長(zhǎng)。相比于胚面向上的良好生長(zhǎng)狀態(tài),推測(cè)胚面斜向上在某種程度上增加了植物的抗逆性,有利于地上部分生長(zhǎng)。試驗(yàn)結(jié)果表明,可能受株高、根、莖彎曲等因素的影響,幼苗鮮重?cái)?shù)據(jù)反映不出幼苗物質(zhì)積累的差異。
2.5 不同置種方式對(duì)玉米幼苗發(fā)芽特性的影響
由表5可知,胚面向上和胚面斜向上置種條件下,玉米種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、峰值和發(fā)芽值最高,而胚面向下及果柄向下置種玉米的發(fā)芽指數(shù)、峰值、平均發(fā)芽率均低于其他處理。
因在種子置床時(shí),均挑選了已經(jīng)露白的種子進(jìn)行置種,理論上種子發(fā)芽率應(yīng)為100%,而在不同處理?xiàng)l件下個(gè)別幼苗發(fā)芽率數(shù)據(jù)偏低,可能是因?yàn)榉N子貯藏時(shí)間較長(zhǎng)、種子活力差等原因?qū)е?,種子露白但不能形成正常幼苗(表5)。
胚面向上和胚面斜向上置種發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率相同,最有利于種子出苗,而其他處理的置種方式不利于種子出苗。胚面斜向上置種時(shí)的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、峰值、平均發(fā)芽率、發(fā)芽值均最高,說(shuō)明胚面斜向上置種效果最佳。
表5 玉米種子發(fā)芽特性的統(tǒng)計(jì)
置種方式發(fā)芽勢(shì)(%)發(fā)芽率(%)發(fā)芽指數(shù)峰值平均發(fā)芽率發(fā)芽值胚面向上10010095.070.330.140.05胚面向下94.497.286.530.140.140.02果柄向下94.497.288.700.160.140.02果柄向上97.210076.490.200.140.03胚面斜向上10010095.570.330.140.05胚面斜向下97.297.289.650.240.140.03ck97.298.688.670.240.140.03
在正式做玉米發(fā)芽試驗(yàn)之前,先進(jìn)行了預(yù)試驗(yàn),即不進(jìn)行吸脹處理直接進(jìn)行播種,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果柄向上出芽數(shù)目較少,而且出芽不整齊。為了精確試驗(yàn)結(jié)果,在正式試驗(yàn)時(shí),用濕毛巾包裹種子使其充分吸脹,然后選擇剛露白的種子置床[5-6],結(jié)果發(fā)現(xiàn)除了果柄向上生長(zhǎng)不整齊外,其余均整齊一致排列,預(yù)處理增加了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。
本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)玉米種子6種置種方式的發(fā)芽數(shù)、株高、干鮮重、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、峰值、平均發(fā)芽率、發(fā)芽值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后發(fā)現(xiàn),不同置種方式對(duì)玉米種子發(fā)芽試驗(yàn)的結(jié)果有影響,尤其是試驗(yàn)早期試驗(yàn)數(shù)據(jù)差異顯著,與對(duì)照相比,其中胚面斜向上置種的效果最好,果柄向上置種的效果最差。在置種過(guò)程中,應(yīng)保持一定的傾斜度,這將有利于玉米的生長(zhǎng)。鑒于此,建議室內(nèi)種子檢驗(yàn)員進(jìn)行玉米種子標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)時(shí),應(yīng)盡量統(tǒng)一使用同一置種方式,以消除不同置種方式對(duì)種子發(fā)芽數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響,也方便種子發(fā)芽試驗(yàn)的幼苗認(rèn)定,加快試驗(yàn)結(jié)果鑒定進(jìn)程。
基于本試驗(yàn),考慮到播種對(duì)玉米田間性狀和大田產(chǎn)量的影響,可考慮繼續(xù)開展相關(guān)試驗(yàn)[7],如澆水對(duì)種子置種方式的影響,置種方式對(duì)產(chǎn)量的影響研究,玉米定向播種技術(shù)精細(xì)化處理等研究,以探討精細(xì)播種對(duì)產(chǎn)量的影響、定向播種改善農(nóng)田群體結(jié)構(gòu)、精細(xì)化播種提高種植密度等諸多細(xì)節(jié)[8],也為新型種子播種方式如種子毯、種子帶等種子的置種方式提出了新的研究方向。
[1]楊粉團(tuán),曹慶軍,姜曉莉,等.玉米種子定向入土方式與葉片空間分布關(guān)系[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015(3):406-411.
[2]宋廷茂.核桃種子不同放置方法對(duì)出苗和苗木生長(zhǎng)的影響[J].北京林學(xué)院學(xué)報(bào),1979(1):111-114.
[3]國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程.GB/T 3543.4[S].1995,北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.
[4]張春慶,王建華.種子檢驗(yàn)學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006:49-50.
[5]曹雪仙,陳人慧,許衛(wèi)劍.熱毛巾催芽試驗(yàn)[J].種子世界,2003(10):15.
[6]趙艷霞,王桂榮,徐忠蘭.玉米種子收購(gòu)過(guò)程中的快速催芽法[J].種子世界,1996(6):17.
[7]侯彥龍,徐麗明,陳莉明.玉米機(jī)械化定向播種技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)機(jī)化研究,2012(2):10-14.
[8]陳建強(qiáng).玉米定向播種密植增產(chǎn)技術(shù)試驗(yàn)[J].種子世界,2016(5):24-25.
2017-01-30
河西學(xué)院青年教師科研基金(QN 2014-21)。
謝全剛(1984—),男,河南許昌人;碩士,講師,研究方向:種子發(fā)育、特色種質(zhì)資源利用;E-mail:qgxie@163.com。
王 進(jìn)(1974—),男,甘肅張掖人;碩士,教授,研究方向:種子抗逆生理;E-mail:wangjin0810@163.com。
10.16590/j.cnki.1001-4705.2017.06.101
S 513
A
1001-4705(2017)06-0101-04