CN112189402B - 一种闷种处理测定水稻种子活力的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种闷种处理测定水稻种子活力的方法，包括如下步骤：将充分吸水的水稻种子放置于40℃、相对湿度100％的黑暗、密封条件下保持36h，之后取出水稻种子，立刻进行标准发芽试验，所得到的发芽势或发芽率能准确反映水稻种子的活力情况，并能用于预测水稻种子的田间出苗情况。本发明基于农户在播种前对大量水稻种子进行催芽时容易造成“闷种”现象，创新了一种模拟该过程但可控的室内准确测定水稻种子活力的新方法，该方法通过对种子吸胀后进行高温高湿和缺氧复合逆境处理，结合标准发芽试验，所得发芽势、发芽率结果能准确反映水稻种子活力水平，且操作简便，可控性好，检测成本低，易于推广应用。

Description

一种闷种处理测定水稻种子活力的方法
技术领域
本发明涉及种子检测技术领域，具体涉及一种闷种处理测定水稻种子活力的方法。
背景技术
种子是农业生产最基本的生产资料。种子质量的优劣直接影响农业生产安全和丰歉，关系到整个社会的稳定与发展。种子活力(seed vigor)是种子质量的重要指标，是决定种子或种子批在广泛的田间条件下迅速整齐出苗和成苗潜在能力的总称。高活力种子对提高田间成苗率，节约播种费用，增加作物产量，促进机械化生产均具有重要意义。
目前，种子活力测定的方法主要分为三大类：(1)基于发芽行为的单项测定，如发芽速率、幼苗生长和评价、加速老化、控制劣变测定等；(2)生理生化测定方法，如电导率测定、四唑法测定、ATP含量测定等；(3)多重测定方法，如将抗冷测定与加速老化试验相结合的复合逆境测定等。近年来，随着科学技术的发展，也出现了一些新的种子活力检测技术，如氧传感技术、计算机图像处理技术、近红外光谱技术、伸长胚根技术等，然而这些方法存在耗时过长或测定结果不能较好反映种子活力的问题。因为种子活力反映的是在萌发和出苗期间活性和表现水平的所有特性总和(ISTA，2004)，任何一种活力测定方法都不能直接反映种子活力的全部特性。因此，研究并开发新的种子活力测定方法非常有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种闷种处理测定水稻种子活力的方法，以解决现有技术的不足。
本发明采用以下技术方案：
一种闷种处理测定水稻种子活力的方法，包括如下步骤：
将充分吸水的水稻种子放置于40℃、相对湿度100％的黑暗、密封条件下保持36h，之后取出水稻种子，立刻进行标准发芽试验，所得到的发芽势或发芽率能准确反映水稻种子的活力情况，并能用于预测水稻种子的田间出苗情况。
进一步地，充分吸水的水稻种子通过如下方式得到：在25℃、黑暗、不密闭条件下，水稻种子于水中浸泡24h。
进一步地，标准发芽试验操作如下：将水稻种子置于水充分润湿的发芽纸上，于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250lux，其余16h 20℃黑暗的条件进行发芽，保持发芽纸湿润，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率。
更进一步地，所述发芽纸包括专业发芽纸或滤纸或木浆纸巾。
进一步地，具体步骤如下：
水稻种子先在25℃恒温箱中，敞口不密闭、黑暗条件下，于清水中浸泡24h；之后从清水中取出种子，转移至自封袋中，密封，在40℃、相对湿度100％的恒温恒湿箱中黑暗条件保持36h；取出水稻种子，并立刻进行标准发芽试验，水稻种子置于水充分润湿的发芽纸上，于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250lux，其余16h 20℃黑暗的发芽箱进行发芽，保持发芽纸湿润，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率，所得到的发芽势或发芽率能准确反映水稻种子的活力情况，并能用于预测水稻种子的田间出苗情况。
更进一步地，所述发芽纸包括专业发芽纸或滤纸或木浆纸巾。
本发明的有益效果：
1、本发明基于农户在播种前对大量水稻种子进行催芽时容易造成“闷种”现象，创新了一种模拟该过程但可控的室内准确测定水稻种子活力的新方法，该方法通过对种子吸胀后进行高温高湿和缺氧复合逆境处理，结合标准发芽试验，所得发芽势、发芽率结果能准确反映水稻种子活力水平，且操作简便，可控性好，还不需要昂贵的检测设备，检测成本低，易于推广应用。
2、本发明创新了一种闷种处理测定水稻种子活力的方法，所用的水稻品种较多(16个)，且涵盖的品种类型丰富，并得到了良好的试验结果；16个水稻品种闷种处理后的发芽势、发芽率和发芽指数与田间成苗率均呈极其显著正相关，相关系数分别高达0.836、0.915和0.813；闷种处理后的种子发芽势、发芽率与田间成苗率的直线回归方程的决定系数R2分别为0.699和0.837，且均达到极显著水平(P<0.0001)；因此，作为一种新的水稻种子活力测定方法，本发明方法结果更加可靠。
附图说明
图1为闷种处理后的种子发芽势与田间成苗率的直线回归分析。
图2为闷种处理后的种子发芽率与田间成苗率的直线回归分析。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步地解释。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
一、实验材料
水稻(Oryza sativa L.)‘浙粳99’、‘浙粳100’、‘嘉58’、‘浙湖粳25’、‘秀水121’、‘秀水14’、‘秀水134’、‘嘉花1号’、‘秀水519’、‘钱优0508’、‘内5优8015’、‘浙优12号’、‘申优26’、‘春优84’、‘春优927’、‘浙优18’16个水稻品种种子。
二、实验方法
1.闷种处理最佳条件的筛选
以‘春优927’品种种子为材料，通过设置闷种温度(3个)和闷种时间(5个)梯度(表1)，探索闷种处理的最佳条件。具体做法：种子在25℃恒温箱中，于清水(自来水)中黑暗条件下浸泡24h(敞口不密闭)；之后从清水中取出种子，转移至自封袋中，密封，分别置于不同温度条件下保持不同时间(相对湿度均为100％，黑暗条件)。取出种子后，立刻平均分成两份，一份用于标准发芽试验，另一份用于室内模拟田间出苗试验。以清水浸泡后不闷种为对照(CK)(即在25℃恒温箱中，于清水(自来水)中黑暗条件下浸泡24h(敞口不密闭))。标准发芽试验具体条件为：种子置于垫有三层湿润滤纸的发芽盒(长*宽*高为12cm*12cm*6cm)中，置于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250lux，其余16h 20℃黑暗的发芽箱中进行发芽。室内模拟田间出苗试验具体条件为：取大田中水分适宜的土壤，用2.0mm筛子去除杂质，置于发芽盒(长*宽*高为12cm*12cm*6cm)内，将种子均匀播种，并覆土1.5-2cm厚，于室内(只需要保证土壤湿润，种子不被鼠、鸟吃掉即可，温度、光照不需控制)进行发芽。土壤要求疏松良好、无大颗粒、不含种子、无毒无菌、持水力强、pH值为6.0-7.5。标准发芽试验和室内模拟田间出苗试验各处理均设置3次重复，每重复100粒种子。
每天统计发芽种子数，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率。采用以下公式计算平均发芽时间和发芽指数(下同)：
平均发芽时间＝∑(Gt×Dt)/∑Gt(Gt为t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数，∑为总和)
发芽指数(GI)＝∑Gt/Dt
表1.闷种处理的温度和时间梯度
闷种温度梯度 闷种时间梯度
40℃ 12h
45℃ 24h
50℃ 36h
48h
60h
2.闷种处理后的标准发芽试验
以上述16个水稻品种种子为材料，种子在25℃恒温箱中，于清水(自来水)中黑暗条件下浸泡24h(敞口不密闭)；之后从清水中取出种子，转移至自封袋中，密封，在40℃、相对湿度100％的恒温恒湿箱中黑暗条件保持36h。取出种子，并立刻进行标准发芽试验。种子置于垫有三层湿润滤纸的发芽盒(长*宽*高为12cm*12cm*6cm)中，置于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250lux，其余16h 20℃黑暗的发芽箱中进行发芽。3次重复，每重复100粒种子。每天统计发芽种子数，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率。平均发芽时间和发芽指数的计算公式同上。
3.田间出苗试验
以上述16个未处理的水稻品种种子为材料，进行田间出苗试验。试验地点为浙江农林大学平山试验基地的水稻田中。4次重复，每重复100粒种子，第14天统计田间成苗率。
4.标准发芽试验
以上述16个未处理的水稻品种种子为材料，种子置于垫有三层湿润滤纸的发芽盒(长*宽*高为12cm*12cm*6cm)中，置于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250lux，其余16h 20℃黑暗的发芽箱中进行发芽。3次重复，每重复100粒种子。每天统计发芽种子数，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率。平均发芽时间和发芽指数的计算公式同上。
5.数据统计与分析
采用SAS软件对数据进行统计分析、相关性分析和回归方程的建立。多重比较采用LSD，α＝0.05，百分率数据在分析前进行反正弦转换(y＝arcsin[sqrt(x/100)])。
三、实验结果
1.闷种处理最佳条件的筛选
试验总共设置了15个闷种温度和时间的组合处理，由于闷种温度过高和/或闷种时间过长，导致45℃36h、45℃48h、45℃60h、50℃12h、50℃24h、50℃36h、50℃48h、50℃60h这8个处理的水稻种子均发霉腐烂，无法进行后续的标准发芽试验或室内模拟田间出苗试验。因此，本次结果总共收集并统计分析了40℃12h、40℃24h、40℃36h、40℃48h、40℃60h、45℃12h、45℃24h和对照这8个处理的数据(表2)。标准发芽试验结果表明，水稻种子经闷种处理后，其发芽势、发芽指数均显著低于对照，且随闷种温度提高和时间延长，其下降趋势明显。40℃12h和40℃24h处理后的发芽率与对照无显著差异，40℃36h及其余各处理均显著低于对照，且随闷种温度提高和时间延长逐渐降低。各处理的平均发芽时间均显著高于对照，40℃12h和40℃24h处理后的平均发芽时间无显著差异，但显著高于40℃36h处理。
室内模拟田间出苗试验结果表明，40℃12h和40℃24h处理后的各发芽指标均与对照无显著差异。40℃36h及其余处理的发芽势、发芽率、发芽指数均显著低于对照，平均发芽时间均显著高于对照，且随闷种温度提高和时间延长的变化趋势较明显。与40℃24h处理后的各发芽指标相比，40℃36h处理后的发芽势、发芽率和发芽指数分别下降了45.2％、20.2％和47.5％，下降趋势极其明显。
综合标准发芽试验和室内模拟田间出苗试验结果，本研究筛选出的水稻种子闷种处理的最佳条件为在25℃、黑暗条件下，种子在清水中浸泡24h(敞口不密闭)后，转移至密封的自封袋中于40℃恒温、相对湿度100％、黑暗条件下闷种36h。
表2.不同闷种温度和时间处理对‘春优927’品种种子发芽情况的影响
Figure BDA0002708129540000051
Figure BDA0002708129540000061
*数值后不同小写字母表示同一试验中不同处理间同一发芽指标差异显著(LSD，α＝0.05)
2.闷种处理后的标准发芽试验和田间出苗试验结果
由表3可知，16个水稻品种类型分别为常规粳稻9个，杂交籼稻2个，杂交粳稻2个，籼粳杂交稻3个，品种类型丰富。田间出苗试验结果表明，16个水稻品种的成苗率在24.5％～65.5％之间。除‘秀水519’外，其余常规粳稻品种成苗率均在50％以上；不同杂交籼稻、杂交粳稻、籼粳杂交稻品种间的田间成苗率差异较大。闷种处理后各品种的发芽势、发芽率、平均发芽时间和发芽指数分别在35.7％～79.3％、47.7％～87.7％、3.8～5.3和12.2～20.5之间。总体看，闷种处理后的各品种的发芽势与田间成苗率较为接近，发芽率均高于田间成苗率。
表3.不同水稻品种田间出苗情况和闷种处理后标准发芽情况
Figure BDA0002708129540000062
3.标准发芽试验结果
由表4可知，16个水稻品种的发芽势在76.7％～97.3％之间，除‘春优84’、‘浙粳99’和‘浙湖粳25’外，其余品种的发芽势均高于85％。16个品种的发芽率在84.3％～98.7％之间，除‘春优84’外，其余品种的发芽率均高于85％，达到了我国农作物种子质量标准(GB4404.1-1996)规定的发芽率要求。再除‘钱优0508’外，其余品种的发芽率均在90％以上，说明室内标准条件下，各品种的发芽情况均非常好。16个品种的平均发芽时间和发芽指数在3.1～4.3和22.5～33.8之间。与表3结果相比，标准发芽试验结果的各项指标均明显优于田间成苗率和闷种处理后的各项发芽指标。
表4.不同水稻品种标准发芽试验结果
品种 品种类型 发芽势(％) 发芽率(％) 平均发芽时间(d) 发芽指数
浙粳99 常规粳稻 82.0±2.52 90.7±0.88 4.1±0.10 24.3±0.32
浙粳100 常规粳稻 89.7±2.33 93.0±1.53 3.7±0.05 26.6±0.46
嘉58 常规粳稻 89.7±2.03 92.3±2.03 3.6±0.09 26.8±0.27
浙湖粳25 常规粳稻 84.7±0.33 92.7±1.45 4.3±0.10 22.5±0.12
秀水121 常规粳稻 89.3±1.20 95.3±0.33 4.0±0.07 25.7±0.20
秀水14 常规粳稻 89.3±0.88 94.0±1.15 4.0±0.03 24.8±0.48
秀水134 常规粳稻 88.7±1.67 92.7±1.76 3.9±0.04 25.0±0.66
嘉花1号 常规粳稻 95.0±0.00 96.7±0.33 3.5±0.05 28.4±0.16
秀水519 常规粳稻 87.0±2.08 90.0±1.53 3.6±0.12 26.6±0.44
钱优0508 杂交籼稻 86.3±3.48 89.7±3.18 3.6±0.06 26.2±1.40
内5优8015 杂交籼稻 88.7±3.48 92.0±3.06 3.2±0.10 31.8±1.42
浙优12号 杂交粳稻 96.3±0.88 97.3±0.33 3.1±0.02 33.5±0.12
申优26 杂交粳稻 97.3±0.33 98.7±0.33 3.1±0.02 33.2±0.22
春优84 籼粳杂交稻 76.7±1.33 84.3±1.45 4.1±0.05 22.7±0.50
春优927 籼粳杂交稻 96.7±0.88 98.3±0.33 3.1±0.04 33.8±0.33
浙优18 籼粳杂交稻 94.7±1.33 96.7±0.88 3.3±0.04 31.1±0.43
4.不同活力测定方法指标与田间成苗率的相关性分析
将16个水稻品种闷种处理后的标准发芽指标、标准发芽试验指标和田间成苗率进行相关性分析，发现田间成苗率与闷种处理后的发芽势、发芽率和发芽指数均呈极其显著正相关，相关系数分别高达0.836、0.915和0.813(表5)。说明本研究采用的闷种处理方法可用于水稻种子活力的测定。此外，结果发现田间成苗率与标准发芽试验的各项指标均不存在显著相关性，说明采用标准发芽试验用于水稻种子活力测定不准确。
表5.不同活力测定方法指标与田间成苗率的相关性分析
田间成苗率 闷种发芽势 闷种发芽率 闷种发芽时间 闷种发芽指数 标准发芽势 标准发芽率 标准发芽时间
闷种发芽势 0.836***
闷种发芽率 0.915*** 0.838***
闷种发芽时间 0.164 -0.127 0.341
闷种发芽指数 0.813*** 0.911*** 0.808*** -0.2559
标准发芽势 0.408 0.573 0.369 -0.52798 0.70548**
标准发芽率 0.547 0.660** 0.530 -0.40543 0.79372*** 0.94078***
标准发芽时间 0.141 -0.075 0.256 0.73899** -0.19482 -0.78588*** -0.59558
标准发芽指数 -0.054 0.140 -0.158 -0.71419** 0.27847 0.83336*** 0.71782** -0.96691***
注：“**”表示0.01水平显著相关，“***”表示0.001水平显著相关。
5.闷种处理后的种子发芽势、发芽率与田间成苗率的直线回归分析
分别将闷种处理后的种子发芽势、发芽率与田间成苗率进行直线回归分析，并建立回归方程。如图1和图2所示，结果表明闷种处理后的种子发芽势、发芽率与田间成苗率的直线回归方程的决定系数R2分别为0.699和0.837，且均达到极显著水平(P<0.0001)。因此，本研究表明水稻种子于25℃、黑暗条件下，在清水中浸泡24h(敞口不密闭)后，转移至密封的自封袋中于40℃恒温、相对湿度100％、黑暗条件下闷种36h，立刻进行标准发芽试验，所得到的发芽势或发芽率能准确反映水稻种子的活力情况，并能用于预测水稻种子的田间出苗情况。
四、小结
基于农户在播种前对大量水稻种子进行催芽时容易造成“闷种”现象，本发明创新了一种先让种子充分吸水后，再置于高温高湿、密闭的环境中保持一段时间后，立刻对种子进行标准发芽试验，所得发芽势、发芽率结果可用来准确表征水稻种子活力的高低，并能用于预测水稻种子的田间成苗情况。本方法操作简便，可控性好，检测成本低，易于推广应用。

Claims (2)

1.一种闷种处理测定水稻种子活力的方法，其特征在于，具体步骤如下：
水稻种子先在25℃恒温箱中，敞口不密闭、黑暗条件下，于清水中浸泡24h；之后从清水中取出种子，转移至自封袋中，密封，在40℃、相对湿度100%的恒温恒湿箱中黑暗条件保持36h；取出水稻种子，并立刻进行标准发芽试验，水稻种子置于水充分润湿的发芽纸上，于一天内连续8h 30℃光照，光照强度为750-1250 lux，其余16h 20℃黑暗的发芽箱进行发芽，保持发芽纸湿润，第5天计算发芽势，第14天计算发芽率，所得到的发芽势或发芽率能准确反映水稻种子的活力情况，并能用于预测水稻种子的田间出苗情况。
2.根据权利要求1所述的闷种处理测定水稻种子活力的方法，其特征在于，所述发芽纸包括专业发芽纸或滤纸或木浆纸巾。
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自然与人工老化粳稻种子活力与田间苗期性状的相关性分析;黄善军 等;《种子》;20011231(第3期);第23-26页 *

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