陳思曉，賈俊娟，傅兆麟，李桂萍

(淮北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 安徽省資源植物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，安徽 淮北 235000)

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要糧食作物，其種子是重要的生產(chǎn)資料及食品加工原料，優(yōu)質(zhì)種子能提高優(yōu)良品種的種用價(jià)值或食用加工品質(zhì)。研究表明，品種內(nèi)種子大小對(duì)其后代產(chǎn)量有顯著影響，而且大粒種子比小粒種子生活力高，幼苗健壯，增產(chǎn)幅度顯著[1-5]。為了解小麥品種內(nèi)種子大小形成的原因，研究對(duì)小麥穗部不同粒位籽粒大小的差異現(xiàn)象、形成原因、粒重和品質(zhì)變化分布規(guī)律進(jìn)行了探究[6-19]。傅兆麟[3]通過(guò)對(duì)多個(gè)小麥品種穗部不同粒位籽粒重量差異及對(duì)后代產(chǎn)量的影響研究，于1993提出小麥定位選種技術(shù)。盡管已對(duì)小麥品種內(nèi)種子大小差異現(xiàn)象及相關(guān)問(wèn)題做了大量研究，但因小麥品種基因型的多樣性和栽培環(huán)境條件的復(fù)雜性，造成品種內(nèi)種子的差異性更加復(fù)雜。對(duì)于種子的分級(jí)研究多以大、中、小粒進(jìn)行比較研究，很少有更細(xì)的系統(tǒng)分級(jí)分析，而種子分級(jí)后品質(zhì)性狀的變化也鮮見(jiàn)報(bào)道。本文以2個(gè)小麥品種的8個(gè)分級(jí)處理測(cè)定不同粒級(jí)種子的質(zhì)量差異，旨在更深入系統(tǒng)了解品種內(nèi)種子的大小、質(zhì)量性狀、幼苗特性的差異，為小麥種子分級(jí)精選和應(yīng)用提供合理有效的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

本試驗(yàn)選取煤生0308和煙農(nóng)19兩個(gè)小麥品種，煤生0308為普通品種，煙農(nóng)19為強(qiáng)筋品種。于2018年麥?zhǔn)諘r(shí)選留純度高、生長(zhǎng)發(fā)育良好的繁種田塊收獲，脫粒曬干后低溫干燥貯藏備用。

1.2 方法

1.2.1 種子分級(jí)方法

隨機(jī)選取小麥種子。其中：品種煤生0308取種1 432.49 g，總計(jì)有37 348粒；煙農(nóng)19取種1 328.89 g，總計(jì)有34 592粒。試驗(yàn)設(shè)8個(gè)粒重級(jí)別。為方便操作，每個(gè)粒重級(jí)別取重為5.00 g，2個(gè)品種均以粒重≤25.00、25.01～30.00、30.01～35.00、35.01～40.00、40.01～45.00、45.01～50.00、50.01～55.00、>55.01 g設(shè)置。將2個(gè)品種的種子分別逐粒稱重，按設(shè)定粒級(jí)粒重標(biāo)準(zhǔn)分別放置，待全部籽粒稱完后，分別統(tǒng)計(jì)各粒級(jí)種子數(shù)和各粒級(jí)種子重量，分別計(jì)算各粒級(jí)種子數(shù)量和重量占總種子數(shù)量和重量的百分比，同時(shí)依據(jù)各粒級(jí)種子重量和數(shù)量，計(jì)算出平均千粒重。各處理種子置于低溫干燥貯藏柜備用，測(cè)定種子蛋白質(zhì)含量和發(fā)芽與幼苗測(cè)定試驗(yàn)。

1.2.2 不同粒級(jí)種子品質(zhì)測(cè)定指標(biāo)與方法

各粒級(jí)種子蛋白質(zhì)含量應(yīng)用Perten 9200整粒谷物近紅外快速品質(zhì)分析儀(德國(guó))測(cè)定，測(cè)定時(shí)所有處理重復(fù)測(cè)定3次，計(jì)算平均值。

1.2.3 種子發(fā)芽試驗(yàn)

將各粒級(jí)種子隨機(jī)取100粒，用水浸泡1 h，用過(guò)氧化氫滅菌10 min后，將其均勻撒在鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，每處理重復(fù)3次，在室內(nèi)自然光照下進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。試驗(yàn)過(guò)程中室溫控制在25 ℃，保持種子培養(yǎng)皿適宜的濕度，第6天調(diào)查發(fā)芽率，第9天各處理隨機(jī)取20株幼苗，測(cè)定發(fā)芽率、幼苗根長(zhǎng)、根數(shù)、苗高、苗鮮重和干重，根、苗鮮重稱重后于75 ℃干燥箱烘干，然后測(cè)定干重(精確到0.001 g)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.02和Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 品種分級(jí)

測(cè)定計(jì)算煤生0308和煙農(nóng)19品種8個(gè)粒級(jí)的總平均千粒重、平均千粒重、粒數(shù)、粒級(jí)粒數(shù)比例、粒級(jí)種子重量、粒級(jí)種子重量比例、蛋白質(zhì)含量共7個(gè)考察指標(biāo)，測(cè)定結(jié)果匯總于表1。

2.1.1 不同粒級(jí)種子千粒重的差異比較

從表1可知，煤生0308和煙農(nóng)19的平均千粒重分別為37.76和38.88 g。本分析以千粒重為標(biāo)準(zhǔn)，比較8個(gè)粒級(jí)之間的種子大小。結(jié)果顯示，粒級(jí)之間種子平均千粒重差異顯著，差異幅度均高于10%。其中，煤生0308的相差幅度為248%，而煙農(nóng)19為173%。

2.1.2 不同粒級(jí)種子蛋白質(zhì)含量的差異比較

表1顯示，不同粒級(jí)間蛋白質(zhì)含量變化趨勢(shì)同各粒級(jí)平均千粒重變化趨勢(shì)一致，粒級(jí)粒重越高，蛋白質(zhì)含量也越高。煤生0308以>55.01 mg粒級(jí)的蛋白質(zhì)含量最高，顯著高于其他粒級(jí)；煙農(nóng)19>45.00 mg粒級(jí)的蛋白質(zhì)含量最高，顯著高于其他粒級(jí)。

2.1.3 各粒級(jí)種子數(shù)量及比例分布

表1顯示，測(cè)定煤生0308和煙農(nóng)19種子總粒數(shù)分別為37 348和34 592粒。其中，煤生0308以≤25.00 mg粒級(jí)種子數(shù)最多，為10 198，占測(cè)試種子總數(shù)的27.3%；其他7個(gè)粒級(jí)以45.01～50.00 mg粒級(jí)為中心向兩邊逐級(jí)減少，以25.01～30.00 mg粒級(jí)的1 857粒為最少；煙農(nóng)19與煤生0308略有不同，8個(gè)粒級(jí)之間表現(xiàn)為以40.01～45.00 mg粒級(jí)最多，占總數(shù)的21.2%，并以此為中心向兩側(cè)逐級(jí)減少，其中>55.01 mg粒級(jí)的粒數(shù)最少，僅占總數(shù)的3.0%。

2.1.4 各粒級(jí)種子重量及比例

煤生0308和煙農(nóng)19分別測(cè)定1 432.49和1 328.89 g種子。其中，煤生0308除≤25.00 mg粒級(jí)外，表現(xiàn)為以50.01～55.00 mg粒級(jí)290.15 g為最高，占總重量的20.3%，以此為中心向兩側(cè)逐級(jí)減少，其中以25.01～30.00 mg粒級(jí)最少，僅占重量的3.8%；煙農(nóng)19表現(xiàn)為以40.01～45.00 mg粒級(jí)的307.02 mg為最高，占重量的23.1%，以此為中心向兩側(cè)逐級(jí)減少，其中≤25.00 mg和>55.01 mg粒級(jí)最少，只占總數(shù)的5.0%和4.4%。

2.2 不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量的差異及與粒重和蛋白質(zhì)含量間的關(guān)系

2.2.1 不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量差異

表2結(jié)果顯示，煤生0308和煙農(nóng)19各粒級(jí)間發(fā)芽率差異不顯著，表明品種內(nèi)種子大小在室內(nèi)對(duì)發(fā)芽沒(méi)有顯著影響；煤生0308和煙農(nóng)19的根長(zhǎng)隨粒級(jí)的增加而增加，各粒級(jí)間根長(zhǎng)差異顯著；根數(shù)量隨粒級(jí)的增加而增加，其中>50.00 mg粒徑的根數(shù)量顯著高于其他粒級(jí)。鮮重和干重均隨粒級(jí)的增加而增加。其中，>40.00 mg粒徑的鮮重?zé)o差異，顯著高于其他粒徑；>50.00 mg粒徑的干重相同，顯著高于其他粒徑。

煤生0308和煙農(nóng)19各粒級(jí)間幼苗的高度、鮮重和干重存在不同程度的差異，同樣也是隨著粒級(jí)粒重的增加而增加。其中，煤生0308>45.00 mg粒徑的苗高顯著高于其他粒徑，煙農(nóng)19>50.00 mg粒徑的苗高顯著高于其他粒徑。煤生0308和煙農(nóng)192個(gè)品種>40.00 mg粒徑粒級(jí)間干鮮重差異不顯著，但顯著高于其他粒徑。這說(shuō)明隨著種子粒級(jí)、種子粒重的增加，種子內(nèi)淀粉、蛋白質(zhì)和其他有益營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的量也增加，逐漸提高了幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的質(zhì)量。

表1 不同品種種子分級(jí)的分析結(jié)果

注：表中同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同字母表示在0.05水平差異顯著，表2～3同。

表2 不同粒級(jí)種子幼苗質(zhì)量測(cè)定

2.2.2 不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量與粒重和蛋白質(zhì)含量間的關(guān)系

表3和圖1～2相關(guān)分析結(jié)果顯示，除發(fā)芽率與平均千粒重和蛋白質(zhì)含量間的相關(guān)系數(shù)未達(dá)顯著差異外，其他5個(gè)指標(biāo)值均與不同粒級(jí)平均千粒重呈極顯著差異，同時(shí)還表現(xiàn)出正向線性關(guān)系。說(shuō)明在種子生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，淀粉和蛋白質(zhì)積累具有很好的協(xié)調(diào)性和一致性，是決定種子質(zhì)量的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，可作為種子質(zhì)量的重要指標(biāo)。

3 討論

3.1 品種內(nèi)種子的異質(zhì)性

小麥品種內(nèi)種子的異質(zhì)性表現(xiàn)在種子的大小、種子對(duì)幼苗生長(zhǎng)發(fā)育影響的不一致性等方面。一般認(rèn)為是因維管系統(tǒng)分布的不均衡造成碳氮營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)能力的差異引起[8，11，13]；也有人認(rèn)為是穗部不同粒位上的籽粒具有不同的遺傳勢(shì)，強(qiáng)勢(shì)粒位種子大而飽滿，弱勢(shì)粒位生長(zhǎng)發(fā)育較差[3-4]。本研究以煤生0308和煙農(nóng)19種子測(cè)定結(jié)果顯示，各粒級(jí)間平均千粒重差異幅度達(dá)到10%以上，2個(gè)品種的最小和最大粒級(jí)間相差幅度分別高達(dá)248%和173%，從理論上進(jìn)一步肯定了品種內(nèi)種子的異質(zhì)性現(xiàn)象。

表3 不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量與粒重和蛋白質(zhì)含量間的相關(guān)系數(shù)

注：*、**分別表示在0.05和0.01水平差異顯著。

圖1 2個(gè)品種不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量與千粒重的關(guān)系

3.2 不同粒級(jí)種子的幼苗質(zhì)量比較

煤生0308和煙農(nóng)19測(cè)定分析結(jié)果表明，除發(fā)芽率外，各粒級(jí)間根長(zhǎng)、根數(shù)量、干鮮重，以及幼苗高、干鮮有差異。最大粒級(jí)與最小粒級(jí)相比，幼苗鮮重和干重增幅最大，根長(zhǎng)次之，根數(shù)量增幅最小。不同粒級(jí)幼苗質(zhì)量的差異趨勢(shì)與粒重和蛋白質(zhì)含量高度一致，根長(zhǎng)、根數(shù)、根干重以及苗高、苗干重測(cè)定值與平均千粒重和蛋白質(zhì)含量呈正向線性關(guān)系。這表明不同粒級(jí)的種子幼苗質(zhì)量不同，粒級(jí)種子越大，蛋白質(zhì)含量越高，幼苗質(zhì)量越好，能為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)打下更牢固的基礎(chǔ)，這跟王高武等[1]關(guān)于大粒種子增產(chǎn)的研究結(jié)果是一致的。研究結(jié)果表明，品種內(nèi)種子大小對(duì)后代產(chǎn)量影響顯著，大粒種子比小粒種子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量更豐富、生活力更高，幼苗更健壯。選用大粒種子比小粒種子增產(chǎn)幅度為8.6%～38.4%[1-5]。

3.3 種子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題

王高武等[1]把小麥種子分成4個(gè)等級(jí)，研究種子大小對(duì)“冬壯冬發(fā)”和產(chǎn)量形成的影響；葛察明等[18]報(bào)道了種子加工機(jī)械化分級(jí)選種的優(yōu)越性，但僅把種子分成一、二和混合種子3個(gè)級(jí)別；毛思帥等[5]依據(jù)粒徑將品種內(nèi)種子劃分大粒(>3.35)、中粒(2.36～3.35)和小粒(<2.36)3個(gè)級(jí)別，以不分級(jí)的混合種子為對(duì)照研究了種子大小對(duì)生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量的影響，認(rèn)為種子粒徑大于2.36 mm，可獲得較高的產(chǎn)量。關(guān)于種子的分級(jí)，以前多以大、中和小分級(jí)，過(guò)于粗放，研究結(jié)果參考價(jià)值受限。本研究取2個(gè)品種同時(shí)設(shè)置8個(gè)種子分級(jí)處理，發(fā)現(xiàn)處理間幾乎所有測(cè)定性狀值存在顯著差異，說(shuō)明品種內(nèi)種子的差異性很大，僅靠簡(jiǎn)單的大、中、小或粒重與粒徑分級(jí)是不夠的，應(yīng)依據(jù)品種特性、生產(chǎn)需要和便于機(jī)械加工開(kāi)展深入的研究工作，制定出切實(shí)可行的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。之前種子分級(jí)精選應(yīng)用工作沒(méi)有真正做好，究其原因，主要是上述研究工作不到位。只有做好這些研究工作，才能使優(yōu)質(zhì)小麥種子在增產(chǎn)增收、食用和食品加工方面發(fā)揮積極作用。所以，建議加強(qiáng)對(duì)種子分級(jí)技術(shù)的研究。