玉米低溫發芽床基質成分的篩選研究*

王 敏 ，李 洋 ，趙曉波 ，李 巖 ，王 楠 ，路 明 *

（1.吉林省農業科學院，吉林 長春 130033；2.吉林吉農高新技術發展股份有限公司，吉林 公主嶺 136100；3.中化現代農業蒙東（內蒙古）有限公司，內蒙古 通遼 028000）

玉米是我國第一大糧食作物，對保障國家糧食安全具有舉足輕重的重要地位[1-2]。一般玉米種子最適合的萌發溫度在25℃～35℃范圍內，在高于40℃或低于7℃條件下則會萌發受阻[3]。東北春玉米區是我國三大玉米主產區之一，春播時節玉米種子萌發常遭遇低溫逆境，嚴重影響出苗率[4-8]。發芽率是檢測種子質量的重要指標之一，農業生產上常常依此來計算用種量，發芽率的高低，一般直接影響到種子能否在生產上使用，而不同質地的發芽床，對種子發芽測試結果影響很大[9-11]。玉米種子發芽率的測試多采用砂床或者紙床[12-13]，有研究顯示砂床比紙床的發芽率高[10，14]。有研究表明紙床的發芽率高[11]，也有人對砂床和土床進行比較，認為砂床發芽率優于土床[15]。對土砂配比作為發芽床基質的研究鮮見報道。本試驗以吉林省玉米主推品種為試材，采用2種土砂配比的播種基質作為發芽床，通過室內實驗和田間試驗，研究經過低溫脅迫處理，不同土砂比例配方基質的發芽床對玉米種子發芽率的影響，為選用最適宜的發芽床，實現準確高效測定種子發芽率提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗的玉米品種采用28份吉林省品種（表1），分別由吉林省農業科學院玉米所提供和在市場上相應的種子專賣店購買。選用不同土砂配比的發芽基質作為發芽床，土砂體積比包括2種處理，分別為B1處理（土：砂=1：1）和 B2（土：砂=2：1）處理。

表1 試驗品種

1.2 試驗方法

1.2.1 室內發芽試驗

將土砂基質按照體積比B1處理（土：砂=1：1）和B2處理（土：砂=2：1）2種配比進行充分均勻的混合，以此作為置床，選取健康、飽滿、大小均勻的不同玉米品種的種子，采用1%次氯酸鈉溶液對種子浸泡3分鐘消毒，取出后用無菌蒸餾水對其反復清洗3次。將種子整理擺放于發芽盤基質中，每個發芽盤100粒種子，均勻澆水后，移入黑暗的低溫培養室，溫度設定為8℃，處理時間分別為7天、10天、15天，設置3次重復，低溫處理完成后立即轉移到25℃條件下的光照培養室，每天光照時間8小時，測定種子的發芽率。

1.2.2 田間試驗

在吉林省公主嶺（GZL）和樺甸（HD）2個地點進行田間試驗，根據當地春播氣候條件，設置早和正常兩個播期，第一個播期早播，選擇4月24日，第二個播期為正常播種時期，選擇5月5日。隨機區組設計，行長為5米，每個處理4行區，采用人工扎眼器進行單粒點播，每行播種25粒，共3次重復，每次重復100粒，等待出苗后進行出苗率的調查。

1.3 數據分析

發芽率（%）=（正常發芽的種子數/供試種子總數）×100%。

出苗率（%）=（正常出苗的種子數/供試種子總數）×100%。

利用Excel 2016和DPS數據處理系統v19.05高級版軟件[16]進行方差分析、相關分析等。

2 結果與分析

2.1 基質不同配比的發芽床對玉米種子發芽率的影響

對2種不同配比的基質在8℃低溫條件下處理7天、10天和15天的發芽率結果進行分析，隨著低溫處理時間的延長，發芽率呈降低趨勢，處理10天B1和B2分別較處理7天降低33.3%和35.6%，處理15天B1和B2分別較處理7天降低56.8%和49.0%。兩種處理進行比較表明，在處理7天和10天條件下，處理B1的發芽率均高于處理B2的，分別高出7.45%和11.26%，并達到極顯著水平。但在處理15天條件下，二者并無顯著差異，說明15天的脅迫程度高。

2.2 28個玉米品種不同播期的田間出苗率比較分析

對28個玉米品種在2個地點、2個播期試驗條件下的出苗率進行分析（圖1、圖2和表2），結果表明，出苗率受品種、地點和播期這3個因素的影響。不同品種4個環境下的平均出苗率是82.5%，變化范圍是73%-93.1%，標準差5.52，變異系數為6.69。公主嶺地點的平均出苗率是76.8%，變化范圍是63.7%-90.7%，標準差為6.9，變異系數為8.63。樺甸地點的平均出苗率是88.1%，變化范圍是78.8%-95.7%，標準差為4.4，變異系數為5。公主嶺地區受到的低溫逆境較大，5月2日-5月6日之間溫度較低，對第1期的出苗率造成影響。播期對出苗率也有影響，第二播期都高于第一播期，公主嶺一期和二期平均出苗率分別為72.14%和81.44%，二期比一期的平均出苗率高12.9%；樺甸一期和二期平均出苗率分別為85.86%和90.40%，二期比一期的平均出苗率高5.3%。4個環境下的變異系數從大到小分別是公主嶺一期（11.15%）、公主嶺二期（8.63%）、樺甸一期（7.32%）、樺甸二期（4.68%），這說明低溫逆境可有效對品種的抗逆性進行篩選。

表2 不同播期不同玉米品種田間出苗率（%）

圖1 公主嶺不同播期下28個玉米品種的出苗率

圖2 樺甸不同播期下28個玉米品種的出苗率

2.3 28個玉米品種不同播期的田間出苗率方差分析

對不同玉米品種在不同地點兩個播期的田間出苗率進行方差分析（表3），表明除區組效應未達到顯著外，地點、播期、品種、地點與播期、地點與品種、播期與品種這6個變異來源均達到了極顯著水平，其中地點和播期的方差最大，尤其是地點，F值達到647.5%，這說明地點是影響出苗率的最主要因素，播期是第二大因素，品種則是第三大影響因素。而其他三個互作效應則非常小，影響不大。

表3 田間出苗率的方差分析

2.4 28個玉米品種的田間出苗率顯著性分析

對不同玉米品種在不同地點兩個播期的出苗率的顯著性分析表明（表4），出苗率與玉米品種基因型相關，平均出苗率達到國家發芽標準85%以上的品種有11 個（分別為農華 101、迪卡 516、先玉 335、吉單 53、德美亞 2、德美亞 3、鄭單 958、吉單 35、利民 33、先玉 023、寧玉524），占試驗品種總數的39.3%，其中平均出苗率達到90%以上的有2個品種（分別為農華101和迪卡516），農華101的平均出苗率最高（達到93.1%）。

表4 28個品種不同播期的田間出苗率顯著性分析

2 .5相關分析

對兩種不同配比的基質在室內8℃低溫處理7天和10天的不同品種的種子發芽率與田間出苗率進行相關分析（表5），相關系數在0.45-0.73范圍內，相關均達到極顯著水平。

表5 基質不同配比的發芽率與田間出苗率的相關分析

8℃處理7天條件下的發芽率和田間平均出苗率的相關系數小于8℃處理10天條件下的發芽率和田間平均出苗率的相關系數，說明8℃處理10天條件下的低溫脅迫，更有利于品種種子活力的篩選。從兩種不同配比的基質來看，8℃處理 7天條件下 B1（土：砂=1：1）的相關系數小于B2（土：砂=2：1），說明B2處理加大了脅迫程度，而8℃處理10天條件下B1（土：砂=1：1）的相關系數高于B2（土：砂=2：1），說明B1的脅迫程度更好，與田間出苗率的一致性更高。

3 結束語

探索鑒定不同基因型玉米精量播種品種的種子質量鑒定方法，這可為單粒精播育種提供理論依據。本試驗研究結果表明，在8℃處理10天條件下體積比土：砂=1：1配比的基質是比較適合的發芽床介質。黃春萍等[10]研究不同沙床對種子發芽率的影響，表明新鮮細河沙床的種子發芽率最高，不同沙床種子發芽率均優于紙床；李艷清[14]研究認為，未經包衣的玉米種子砂床和紙床發芽率沒有明顯差別，而包衣種子砂床發芽率遠遠好于紙床；蓋顏欣等[15]研究認為，沙床發芽率優于土床，沙床具有較好的吸水、保濕和透氣性[12]，有利于種子的萌發和幼苗的生長，并且較多地應用于玉米這樣大粒的種子發芽試驗中作為發芽床。本試驗中增加了土壤介質，考慮到與田間環境盡量一致，增加一定比例的土壤可以增強對種子萌發時的脅迫，創造一個種子發芽的逆境條件，可更接近田間實際情況，更真實地反映種子的種子活力水平。同時土壤還可以保水，可保證一次性加水后，整個發芽試驗過程中不需要二次加水，確保試驗的標準化和精準度。