庫存年份對小麥和水稻種子發芽率及籽粒特性的影響

何進尚 張維軍 王小亮 亢玲 陳東升 袁漢民

摘要：測定庫存1～10 a小麥、水稻種子的發芽率、水分以及粗蛋白質等指標，明確種質資源庫（常溫）保存的種質發芽率、籽粒特性與保存時間的關系。結果表明，庫存種質發芽率隨著保存年份的增加而降低;籽粒水分隨保存年份的增加呈升高趨勢。品質分析表明，隨保存年份的增加小麥硬度呈下降趨勢，粗蛋白質含量呈現波浪式升高趨勢，濕面筋含量、沉降值均呈緩慢升高趨勢;水稻隨保存年份的增加籽粒硬度、膠稠度呈下降趨勢，粗蛋白質含量呈現波浪式升高趨勢，而直鏈淀粉無明顯規律。種質更新周期小麥為8 a、水稻為5 a。

關鍵詞：庫存年份;資源;發芽率;籽粒特性

中圖分類號：S512.1;S511? 文獻標志碼：A? 文章編號：1001-1463（2019）02-0028-05

Abstract：The germination rate， moisture and crude protein of wheat and rice seeds stored for 1 to 10 years were determined， and the relationship between germination rate， grain characteristics and preservation time of germplasm resources stored at normal temperature was clarified. The result showed that the germination rate of stock germplasm decreased with the increase of preservation years， and the moisture content of grain increased with the increase of preservation years. The quality analysis showed that the wheat hardness decreased with the increase of the preservation year，the crude protein content showed a wave-like increase trend，the wet gluten content and the sedimentation value showed a slow upward trend; The grain hardness and gel consistency of rice decreased with the increase of the preservation years. The crude protein content showed a wave-like increase trend，while the amylose had no obvious regularity. The germplasm renewal cycle analysis indicated that wheat was 8 years and rice was 5 years.

Key words：Year of inventory;Resource;Germination rate;Grain characteristics

小麥、水稻是我國的主要糧食作物，種植范圍幾乎遍布全國各地[1 - 2 ]。隨著氣候條件的變化和糧食產業發展，種質資源的有效儲藏和高效利用成為關注的焦點。隨著儲藏時間的延長，籽粒在一定程度上發生衰? ? ?老[3 ]，發芽能力及其籽粒外部特性隨之發生了變化[4 - 6 ]，品質特性也有所變化[7 - 8 ]。因此，科學的儲藏和合理輪換更新有利于種質的有效保存和高效利用。我們針對種質資源庫（常溫庫）保存的小麥、水稻種質資源發芽能力、品質特性進行檢測分析，初步探討庫存年份對籽粒發芽能力以及籽粒特性的影響，以期對小麥、水稻種質資源有效保存和種質更新周期提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?材料

指示材料為種質資源庫（常溫庫）保存1～10 a的小麥、水稻種質資源，由寧夏農林科學院農作物研究所品種資源研究室種質資源庫提供。

1.2? ?實驗方法

取保存1～10 a、籽粒特性和農藝性狀較為一致的小麥、水稻種質資源樣品各6～9份，每個樣品重復3次，順序排列，取樣后及時進行實驗室檢測種質發芽率、水分、硬度及粗蛋白質等性狀。

1.2.1? ? 發芽率測定? ? 采用水培法。取100粒飽滿度好、無破碎、籽粒大小均勻一致的樣品，3次重復。先用雙氧水浸泡30 min，后在培養皿中用純凈水進行發芽試驗，每天換水，保持7～15 d，觀察發芽率和發芽勢。

1.2.2? ? 籽粒特性? ? 水分、硬度采用單籽粒谷物籽粒測試儀測定（每樣品取300粒，無破碎、無雜質）;籽粒粗蛋白質含量、濕面筋、吸水率、沉降值、水稻直鏈淀粉和膠稠度采用近紅外谷物品質分析儀測定（每份材料選取150 g，無破碎、無雜質的樣品），重復測定3次。

1.3? ?數據處理

采用Excel進行統計分析和作圖。

2? ?結果與分析

2.1? ?庫存年份對種子發芽率的影響

發芽率表明種子在適宜條件下發芽的能力，是評價種質資源有效保存的重要指標，也是衡量種子質量好壞的標準[9 ]。從圖1 A可以看出，庫存的小麥、水稻種子發芽率在設計的時間范圍內隨著保存年份的增加而降低。小麥保存7 a時發芽率降至50%左右，保存8 a時發芽率降至25%左右。從保存第2年開始，春小麥發芽率高于冬小麥發芽率，隨時間的延長差距逐年增大，保存10 a時春小麥發芽率降至20%左右，而冬小麥基本沒有發芽能力，說明春小麥保存時間較冬小麥長。庫存水稻種子發芽率普遍低于小麥，保存4 a時發芽率降至50%左右，保存5 a時發芽率在25%左右，6 a后發芽率降至20%以下，保存10 a時基本沒有發芽能力，即保存10 a時種子已喪失了活力。

2.2? ?庫存年份對籽粒水分的影響

從圖1 B可以看出，庫存的小麥、水稻種質資源籽粒水分在設計的時間范圍內隨著保存年份的增加而升高。籽粒含水量為10%～13%，屬于安全儲藏水分范圍。隨著保存年份的增加籽粒水分呈升高趨勢，說明庫存種質資源受環境條件的影響，受潮程度逐年增加。相同保存年份下，小麥籽粒水分高于水稻籽粒水分，隨保存年份的增加差異變大，說明庫存水稻籽粒受潮影響較小。

2.3? ?庫存年份對籽粒特性的影響

2.3.1? ?籽粒硬度? ?從圖2 A可以看出，庫存籽粒的硬度在設計的時間范圍內呈下降趨勢，水稻籽粒硬度普遍高于小麥。保存1～5 a，春小麥硬度大于冬小麥，保存第6年時水稻、小麥籽粒硬度均明顯下降，可能是由于當年降水量大使種質資源庫受潮引起的。冬春小麥最終籽粒硬度相近。水稻籽粒硬度普遍高于小麥籽粒硬度，硬度變化呈先升高后下降趨勢，保存5 a后下降趨勢較為明顯。

2.3.2? ? 粗蛋白質含量? ? ?從圖2 B可以看出，庫存種子的粗蛋白質含量在所設計的保存時間內呈現波浪變化趨勢。庫存8 a內，冬、春小麥粗蛋白質含量呈現相反變化趨勢，8～10 a趨于一致;春小麥保存前3 a呈現下降趨勢，第4年出現明顯的高峰值;冬小麥保存第2、5、7年時分別出現小高峰。水稻籽粒粗蛋白質含量變化較小，保存第3年出現小高峰，接著緩慢下降后上升，保存第6年出現第2個小高峰，之后緩慢下降至平穩。

2.3.3? ? 小麥濕面筋、沉降值? ? ?圖3 A表明，庫存小麥種質籽粒濕面筋含量在設計的保存時間內呈現波浪式升高趨勢。其中，春小麥保存前2 a濕面筋含量下降，接著緩慢上升，第4年出現第1個高峰，接著下降后上升，第7年出現第2個高峰后波浪式變化;冬小麥保存1～5 a內濕面筋含量保持緩慢上升，第6年出現小幅下降，第7年出現小高峰后波浪式變化?？傮w上庫存小麥濕面筋含量隨著保存年份的增加呈升高趨勢。

圖3 B表明，庫存的小麥種質籽粒沉降值在設計的保存時間內呈波浪式升高趨勢。保存8 a內，冬、春小麥沉降值變化曲線呈現相反趨勢，之后變化趨勢趨于一致。其中，保存3 a時春小麥沉降值緩慢下降，而冬小麥沉降值緩慢上升;保存3～8 a時春小麥偶數年份、冬小麥奇數年份沉降值均達到了高峰值，春小麥高峰值總體高于冬小麥;9 a之后變化趨勢一致，但春小麥沉降值一直較高?？傮w上庫存小麥種質沉降值變化隨著保存年份的增加趨于升高趨勢。

2.3.4? ? 水稻直鏈淀粉、膠稠度? ? 從圖4 A可以看出，水稻種質的直鏈淀粉在設計的年份內呈現雙峰曲線，保存前3 a緩慢上升，第5年達到第1峰值，之后快速下降，第7年呈現最低值;接著快速增長出現了第2個高峰，之后緩慢下降。圖4 B顯示，膠稠度在設計的年份內呈現緩慢下降趨勢，保存第1年快速下降，2～3年趨于平穩，之后緩慢下降到第5年達最低值，接著開始上升到第7年出現小高峰。綜合分析，認為水稻膠稠度隨著保存年份的增加呈現下降趨勢，而直鏈淀粉無明顯規律。

3? ?結論與討論

庫存小麥、水稻的發芽率在設計的考察時間范圍內隨著保存年份的增加而降低，與趙丹等[4 ]、汪海峰等[10 ]研究相一致。本研究發現庫存小麥7 a時發芽率為50%左右，8 a時為25%左右，10 a時春小麥發芽率在20%左右，而冬小麥基本喪失了發芽能力（喪失了種子活力）。庫存水稻發芽率與小麥相比普遍較低，保存4 a時發芽率為50%左右，5 a后發芽率減至20%以下，10 a基本喪失了發芽能力。辛霞等[2 ]和盧新雄等[11 ]認為更新種質保持在75%的發芽率，結合本研究結果，建議本種質資源庫種質更新周期小麥為8 a，水稻為5 a。

庫存小麥、水稻籽粒含水量在考察的時間范圍內隨著保存年份的增加而升高，原因在于庫存種質資源隨保存年份的增加受潮程度逐年增大造成。同一保存年份小麥籽粒水分高于水稻籽粒水分，隨保存年份的增加差異變大，說明種質庫中水稻受潮程度小于小麥籽。發芽率隨著含水量的降低而升高，這與宋超等[12 ]的研究一致。隨保存年份的增加籽粒硬度呈下降趨勢，粗蛋白質含量呈現波浪式升高趨勢，濕面筋含量、沉降值均呈緩慢升高趨勢，這與韋志彥等人[13 - 14 ]強筋小麥的蛋白質、濕面筋含量和面筋吸水率變化幅度較小，中筋小麥蛋白質和濕面筋含量基本不變有所不同，而與姜建枝等[15 ]認為隨著儲藏時間的延長，吸水率和發芽率呈下降趨勢，沉降值呈升高趨勢的結論相一致。水稻種質隨保存年份的增加籽粒硬度呈下降趨勢，粗蛋白質含量呈現波浪式升高趨勢，水稻膠稠度呈現下降趨勢，而直鏈淀粉無明顯規律。

種質資源在儲藏過程中受儲藏條件的影響，其理化性狀發生了一定程度的變化。長時間保存由于種質資源庫受降雨、高溫等不良條件的影響籽粒會發生劣變或霉變，失去一定活力，致使發芽率降低和籽粒特性發生變化。深入了解和掌握種質資源庫保存的種子狀況，對資源的有效保存和適時更新具有主要參考意義。

參考文獻：

[1] 李? ?晶，南? ?銘，賀永斌，等.? 11個冬小麥品種在定西旱地的引種表現[J].? 甘肅農業科技，2018（8）：78-81.

[2] 劉鴻燕，王? ?娜，張耀輝，等.? 22個冬小麥品種主要農藝和品質性狀遺傳多樣性分析[J].? 甘肅農業科技，2018（8）：40-43.

[3] 辛? ?霞，陳曉麗，張金梅，等.? 小麥種質在不同保存條件下生活力喪失研究[J].? 植物遺傳資源學報[J].? 2013，14（4）：588-593.

[4] 趙? ?丹，張玉榮，林家永，等.? 小麥儲藏品質評價指標研究進展[J].? 糧食與飼料工業，2002（2）：10-14.

[5] 張彩喬，張? ?偉.? 小麥儲藏過程中影響發芽率因素的探討[J].? 糧油倉儲科技通訊，2008（4）：51-52.

[6] 王若蘭.? 主要儲備糧種在不同溫度狀態下儲藏品質研究[J].? 鄭州工程學院學報，2003，

24（4）：5-8.

[7] 萬安平，金? ?麗，宋秀英.? 新收獲小麥在儲藏過程中品質變化規律的研究[J].? 糧食儲藏，1999，28（2）：31-36.

[8] TRONSMO K M，FARGESTED E M，SCHO-FIELD J D，et al.? Wheat protein quality in relation to baking performance evaluated by the Chorleywood bread process and a heath bread baking test[J].? Journal of Cereal Science，2003，

38（2）：205-215

[9] 賀? ?梅，宋冬明，黃少峰，等.? 水稻種子發芽率的影響因素與保障措施[J].? 北方水稻，2015，45（6）：51-52.

[10] 汪海峰，許德存.? 高溫高濕儲藏條件下小麥若干品質性狀變化規律的研究[J].? 糧食儲藏，2006（5）：36-42;45.

[11] 盧新雄，陳曉玲.? 水稻種子保存過程中生活力喪失特性及預警指標研究[J].? 中國農業科學，2002，35（8）：975-979.

[12] 宋? ?超，辛? ?霞，陳曉玲，等.三種保存條件下水稻和小麥種質資源安全保存期的分析[J].? 植物遺傳資源學報，2014，15（4）：685-691.

[13] 韋志彥，王進水，李興軍，等.? 新收獲小麥在儲藏過程中品質變化的研究[J].? 農產品加工，2006（6）：92-95.

[14] 趙乃新，馬志強，王樂凱，等.? 麥儲藏過程中品質性狀變化規律分析[J].? 麥類作物學報，2004，24（4）：67-70.

[15] 姜建枝，安西有，陳明偉，等.? 不同儲藏條件下，同年份不同小麥品質變化[J].? 糧食儲藏，2011（2）：51-53.

（本文責編：陳? ? ?偉）