人工老化對水稻種子活力的影響試驗研究

祁亞淑 狄紅艷 段繼鳳

摘? ? 要：以水稻品種農大603、農大37為供試材料，采用高溫（45±1） ℃、高濕（相對濕度95%）密閉人工加速老化的方法進行處理，研究在老化過程中種子發芽勢、發芽率、發芽指數、活力指數等指標的變化，明確老化處理對種子發芽指標、活力特性等方面的影響。結果表明：短期（12～24 h）的高溫高濕處理，可以促進某些水稻品種的活力指標，但是總體上，隨著老化時間的延長，兩個水稻品種的發芽率和活力指標都有所降低，可以看出不同水稻品種的抗老化能力存在一定的差異。

關鍵詞：水稻;種子;人工老化;活力影響;試驗

文章編號： 1005-2690（2021）01-0002-03? ? ? ?中國圖書分類號： S511? ? ? ?文獻標志碼： B

種子老化（aging）是種子活力的自然衰退[1]，在不適宜的條件下會加快種子老化的進程，種子活力的下降或喪失會給農業生產帶來巨大的損失，因此近年來，種子老化劣變情況越來越多地受到人們的關注[2]。

此外，種子收獲后必須經過一段時間的貯藏才能進行播種，尤其是對于種質資源而言，由于其具有一定的特殊性，要求種質資源的貯藏時間更久。但是在自然貯藏條件下，隨著貯藏時間的增加，種子的活力會降低，理化特性也會發生改變，進而影響了種質資源的保存和更新時間[3-4]。

1? ?試驗目的

本試驗以農大37、農大603兩個水稻品種為研究材料，采用高溫高濕的人工加速老化方法對稻種進行老化處理，再在人工培養箱里進行種子發芽培養，對稻苗進行分析，從而得出種子老化對種子活力的影響。

2? ?材料與方法

2.1? ?試驗材料

水稻種子農大37、農大603。

2.2? ?試驗方法

2.2.1? ?水稻種子老化處理的設置

采用人工老化箱設置高溫（45±1） ℃高濕（相對濕度95%）密閉環境，對水稻種子進行老化處理，每個水稻品種各選取100粒種子，設置兩次重復，以沒有進行任何老化處理的種子為對照（CK），老化處理時間為12～96 h，每12 h一個梯度，然后按照所需處理時間取出處理好的種子，在室內均勻鋪放，室溫條件下晾干，待種子含水量恢復到處理前的狀態后，按照GB/T 3543.4-1995技術標準進行發芽試驗，并對發芽勢、發芽率以及種子相關活力指標進行測定。

2.2.2? ?水稻種子老化處理后的發芽試驗

分別對老化處理時間不同的水稻種子進行發芽試驗，將老化程度不同的種子幼苗發芽數、苗長、根長、苗重等進行記錄。

發芽試驗的具體方法是：選取同規格的培養皿作為發芽容器，鋪醫用無菌紗布，每個培養皿中整齊均勻地擺放100粒種子，并加入適量蒸餾水，兩次重復;然后將培養皿放置于培養箱中進行培養，培養箱設置光照時長8 h，溫度26 ℃;黑暗條件時長16 h，溫度25 ℃;每天對所有種子進行1次清洗，并早晚噴灑蒸餾水以保證其正常萌發;從第7天開始每天記錄1次當日發芽數，試驗結束當天測定并記錄幼苗的苗長、根長及苗重。

2.2.3? ?水稻種子活力相關特性指標的測定

種子的活力指標有發芽率、發芽勢、活力指數、發芽指數等[5]。按照相對應的標準公式計算以上各項指標，結合與這些特性有關的數據進行處理分析，得出所需要的試驗結果。

式中： Gt為第幾天的發芽數，Dt 為發芽試驗第幾天。

活力指數（VI）=S×GI（無單位）

式中：S為一定時期內種苗生長量，通常指幼苗單株平均重量（g）。

3? ?結果與分析

3.1? ?人工老化處理對水稻種子發芽率的影響

對水稻種子老化處理后的發芽情況進行記錄，根據發芽率、發芽勢的計算公式進行計算，并做出發芽率、發芽勢變化折線圖。

如圖1所示，農大37在人工老化處理12 h后，其發芽率下降了3%;農大603在人工老化處理12 h后，其發芽率下降了7%，表明短時間的高溫高濕老化處理會對水稻種子的發芽率產生影響。

在人工老化處理時間為24～96 h的情況下，兩種水稻種子的發芽率總體呈現下降趨勢，農大37的發芽率在處理達到96 h時下降到了4%;農大603則下降到了17%，這表明長時間的高溫高濕處理，會導致種子發生老化劣變。但是農大37發芽率的下降趨勢呈明顯的陡—平—陡式走向，而農大603則持續平滑，呈拋物線式下降。從24 h開始，在處理時間相同的條件下，農大37的發芽率比農大603的發芽率下降更多。

由于發芽試驗是在相同的溫度（24～27 ℃）和光照條件下進行的，因此這也可能與品種的抗逆性有關。

3.2? ?人工老化處理對水稻種子發芽勢的影響

如圖2所示，農大37在人工老化處理12 h后，其發芽勢下降了4%，但是在人工老化處理24 h后，其發芽勢又上升了5%，說明短期的高溫高濕處理可以減少或去除水稻種子中含有的抑制生長的物質，能夠有效提高種子的發芽質量，促進水稻種子的發芽勢;在人工老化處理96 h后，其發芽勢則下降到了41%。農大603在人工老化處理后，其發芽勢一直呈下降趨勢，在人工老化處理96 h后，其發芽勢下降到了31%，這表明長時間的高溫高濕處理降低了種子的活力。

3.3? ?人工老化處理對水稻種子發芽指數的影響

本次試驗中，對于人工老化處理水稻種子的發芽試驗從第7天開始計數，第14天結束發芽培養試驗，停止計數。依據發芽指數公式進行計算并作圖，對兩個水稻品種進行比較，分析其品種差異。

如圖3所示，隨著人工老化處理時間的延長，兩個水稻品種種子的發芽指數總體呈現下降趨勢，但在12～24 h時上升了一點，農大37上升了0.6，農大603上升了0.1，說明短時間的高溫高濕處理可以提高水稻種子的活力。但是在人工老化時間達到96 h時，農大37的發芽指數由64.6下降到了36.9，農大603的發芽指數由62下降到了28.6，表明長時間的高溫高濕老化處理會促進種子的老化劣變。

3.4? ?人工老化處理對水稻種子活力指數的影響

如圖4所示，農大37、農大603在人工老化處理時間達到12 h時，其活力指數分別上升了0.33和0.29，這說明短期的高溫高濕處理可以有效促進種子的萌發和生長，提高其活力指數。但是自24 h后，在處理時間逐漸延長的情況下，水稻種子的活力指數逐漸下降，在處理時間達96 h時，農大37和農大603的種子活力指數分別下降到了1.58和1.37，這表明長時間的高溫高濕處理會使種子內部活性降低，加劇了種子的老化，從而導致種子活力的下降。

3.5? ?人工老化處理對水稻種子苗長和根長的影響

在發芽試驗結束后，從不同處理的培養皿中隨機選取10株水稻幼苗，測量其苗長和根長，并作圖。

如圖5和圖6所示，在人工老化時間達到12 h時，農大603的平均苗長和根長均高于CK;在老化處理時間為24 h時，農大37的平均苗長和根長均高于CK及處理時間為12 h的種子，這種差異與不同品種的特性有關，反映了不同水稻品種對相同條件的不同反應。

但是隨著老化時間的延長，兩個水稻品種的平均苗長和根長都有所下降，說明長時間的高溫高濕處理會導致種子的活力下降，降低幼苗的生長量。

3.6? ?人工老化處理對水稻種子幼苗重量的影響

在培養結束時，將經過人工老化處理的水稻種子從培養皿中拔出，盡量保證其根系的完整，然后稱重（單位：g），再結合培養中最后一天的幼苗數量，計算幼苗鮮重并作圖。

如圖7所示，兩個水稻品種在短期的高溫高濕條件處理下，其幼苗和鮮重均有所增加，但隨著老化時間的延長，其幼苗和鮮重呈現出逐漸下降的趨勢。表明長時間的高溫高濕老化處理會使種子的活力特性下降，影響了其正常生長發育。

從圖7中還可以看出，農大37的幼苗和鮮重下降速度一直高于農大603，說明農大603的耐老化能力可能比農大37強。

4? ?結論與討論

所有種子在貯存過程中都會不可避免地發生老化劣變，影響種子發生老化劣變的因素有外在因素和內在因素兩個方面。外在因素主要是溫度、水分、氣體及一些微生物[6]，內在因素則主要包括種子的遺傳物質、種子內酶的種類以及含量、種子的內在結構[7]。當外界條件一致時，種子發芽指標的高低主要由種子內部生理特性的變化決定，所以種子的老化劣變可能主要是其內部的一些因素發生了變化[8]，但究竟種子老化如何發生、哪些細胞或細胞內的物質參與其中，則需要進一步開展生理、生化研究，或者進行分子及細胞學水平方面的研究。

就本次試驗結果而言，短時間（一般為12～24 h）的高溫高濕老化處理，不但沒有降低種子的活力，反而可以促進種子的萌發，但是隨著人工老化處理時間的延長，會加速種子的老化進程、降低種子的活力。而對于種子的老化機理則需開展更深層次的研究，才能研發更好、更先進的技術進行種子保存，達到節約種質資源的目的。

參考文獻：

[ 1 ] 胡晉.種子貯藏加工[M].北京：中國農業大學出版社，2001.

[ 2 ] 盧新雄，曹永生.物種質資源保存現狀與展望[J].中國農業科技導報，2001（3）：43-47.

[ 3 ] 黃雅琴.雙胚苗水稻的生物學特征研究[D].鄭州：鄭州大學，2010.

[ 4 ] 陸美蓮，張偉峰，喬愛民，等.芥藍種子加速老化研究[J].西南農業大學學報（自然科學版），2004（2）：187-190.

[ 5 ] 陳文利，邢達，何永紅.用超弱化學發光法快速測定不同老化程度水稻種子的活力[J].Acta Botanica Sinica（植物學報英文版），2002（11）：1376-1379.

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[ 7 ] 楊亞平，姜孝成，陳良碧，等.水稻種子老化的生理機制[J].湖南農業大學學報（自然科學版），2008（3）：265-269.

[ 8 ] 段永紅，李小湘，李衛紅.利用電導法測定雜交水稻種子活力的探討[J].湖南農業科學，2010（12）：17-19.