牧草作物種子存儲特性研究進展

武文超 李美莎 哈里·阿力騰別克

摘? ? 要：牧草作物種子的存儲研究是當今世界上畜牧業較為發達國家的重點問題，其中美國、加拿大、澳大利亞等畜牧業大國將牧草作物種子的存儲研究作為發展畜牧業的重要方向。牧草作物種子對于畜牧業的可持續、高效率發展至關重要，針對牧草作物種子進行發芽率試驗的方法也多種多樣，但是較經典且應用較為廣泛的是種子發芽電導法及經典發芽法兩種。牧草作物種子壽命的長短，受到了內部和外部一系列因素的影響，因此對牧草作物種子最適保存方法的研究，不僅可以大大提高牧草作物種子的生命力，而且對其保存期的延長也大有裨益。基于牧草作物種子研究領域常見的經典發芽法及種子發芽電導法，對20種牧草作物種子的活力及生命力進行較為精準的測定，從而深入探討這些牧草作物種子的活力及生命力潛在的變化規律，以期能夠通過試驗找出不同種子存儲的最適方法，為牧草作物種子資源質量的提高和尋找牧草作物種子最適存儲方法提供有效的科學依據。

關鍵詞：牧草作物種子;存儲特性;研究進展

文章編號： 1005-2690（2021）02-0006-03? ? ? ?中國圖書分類號： S54? ? ? ?文獻標志碼： A

當前以美國、澳大利亞、加拿大為代表的畜牧業大國在針對牧草作物種子的鑒定、搜集、利用等方面進行深入研究的同時，也都不約而同地將牧草作物種子的存儲作為一個重要的研究課題[1]。我國地域遼闊，牧草資源豐富，畜牧業高度發達，因此在立足國家發展規劃需求的基礎上，也制定了符合自身國情及實際狀況的畜牧業發展規劃，使得我國對牧草作物種子的鑒定、存儲、搜集、保存研究工作處在穩步推進的優質階段[2]。種子內部環境相對較復雜，其含有大量種子生命活力物質及基因。世界各國對種子遺傳資源保存的最有效方法之一是對種子進行活力存儲，使得種子即便是經過較長時間的存儲，依舊能夠具備種植發芽的能力，也就是其種子活力在經過一定條件刺激后能夠激活。種子壽命的長短，由其內部環境和自身所處的外部環境共同作用、共同影響。盡管影響種子壽命的因素有很多，但是其中最重要，也是受人類控制最多的因素之一是種子存儲環境。保存條件的優劣、管理狀況的好壞，直接對種子的生命力和活力構成影響[3]。牧草作物種類繁多，生長條件各異，適應環境各不相同，因此為了更加科學地對牧草作物種子進行存儲，延長各類種子的生命力及活力，使得種子壽命延長最大化，必須找到符合各類種子存儲的適宜方法[4]。

1? ?種子存儲特性探究方法及內容

牧草作物種子種類繁多，其中常見的就高達20余種，為了深入研究各種常見牧草作物種子的最適存儲特性，本次研究在基于前人對相關內容探究的基礎上，運用經典發芽法及電導法，針對20種不同的牧草作物種子進行試驗研究，并且對采集的數據進行深入分析和總結，從而得出不同牧草作物種子的最適存儲特性。用于試驗研究的20種牧草作物分別為：木地膚（Kochia prostrata）、蒿子（Artemisia sphaerocephala）、小冠花（Coronilla varia）、錦雞兒（Caragana korshinskii）、箭舌豌豆（Vicia sativa）、紅豆草（Onobrychis viciaefolia）、牛枝子（Lespedeza potaninii）、沙打旺（Astragalus adsurgeus）、玉米（Zea mays）、多年生黑麥草（Lolium perenne）、鵝頭稗（Echinochloa crusgalli）、御谷（Pennisetum typhoideum）、羊柴（Hedysarum Laeve）、無芒雀麥（Bromus inermis）、披堿草（Elymus sibiricus）、蘇丹草（Sorghum sadanense）、鴨茅（Pactylis）、公農一號苜蓿（Melilotus suaveoleus）、草木樨（Melilotus suaveoleus）、多葉鵝觀草（Roegneria foliosa）。以上種子均很常見，是多數國家畜牧業關注度較高的牧草作物種子。

通常情況下，牧草種子存儲可以依據其保存環境的溫度、濕度及相關保存設備的不同，將其分為低溫存儲及室溫存儲兩種。

1.1? ?低溫存儲

低溫存儲方法，主要是采用紙袋、密封袋對種子進行存儲，但是存儲時的溫度需要控制在0～5 ℃，此溫度下，可以采用紙袋存儲，也可以采用密封袋存儲;而在-18 ℃存儲條件下，一般采用密封袋進行存儲，這樣的條件可以長時間地使種子處于休眠狀態，阻止種子發芽或者發霉，降低種子細胞的呼吸反應[5]。

1.2? ?室溫存儲

室溫存儲主要是指在特定的種子保存設備下對種子進行一定存儲處理，使得種子能夠長久保持生命力和活力[6]。存儲的設備主要分為3種：其一是室溫下用紙袋進行包裝存儲;其二是室溫下利用干燥器對種子

進行干燥存儲;其三是室溫下使用密封袋對種子進行密封存儲。室溫存儲的溫度通常在17.7 ℃左右、相對濕度為71%。

分別對上述20種牧草作物種子進行低溫存儲，在保存時為提高研究的準確性，同時降低偶然因素的影響，針對以上各類不同的存儲方法需要重復3次，同時要選擇適當年份入庫的種子，對其進行存儲。一般情況下，種子存儲的保存期為3年，同時為了使得種子存儲的生命力和活力測試更加準確，在保存種子的3年時間中，每年7—9月需要對種子的生命力和活力進行仔細測定。

2? ?種子存儲環境試驗方法及指標

經典發芽法和電導法的測試指標因為其采用的原理不同，所以其相應的種子生命力和活力研究指標也不同，經典發芽法的試驗指標主要有發芽指數（Gi）和種子發芽率，而電導試驗測試方法的指標主要有相對電導率，兩種不同測試方法的試驗內容如下。

2.1? ?經典發芽試驗

在采用經典發芽法對種子生命力進行測試的過程中，發芽率是測量的重要指標之一[7]，其主要是指牧草作物種子在相應試驗條件下的發芽能力，而牧草作物種子的發芽指數一般需要依據其硬實種子的發芽率進行測定。一般來說，牧草作物種子的硬實種子的發芽率可以按照50%計入發芽率中，發芽指數在這樣的指標下，主要指的是單位時間內種子發芽數的和，兩者的計算公式分別為：

①種子發芽率計算公式一般采用百分比進行評定，即：種子發芽率（%）=×100。

②依據發芽指數概念的描述，查閱相關的資料，可以得出種子發芽指數計算公式為：發芽指數（Gi）=。

其中，Gt代表的是在以時間t為記數標準時間內的發芽數，而Dt則代表的是與之相互對應的發芽日數。

2.2? ?電導試驗

牧草作物種子電導試驗的測試指標為相對電導率，電導試驗主要是依據種子在存儲過程中種子劣變導致種子細胞膜受損的測量原理，對種子的生命力和活力進行測量[8]。一般情況下，種子的生命力及活力與種子電導率之間呈現負相關的關系。種子在經過不同存儲過程且較長時間的存儲后，隨著存儲過程中內部儲存物質的消耗，牧草作物種子本身的絕對電導率會呈現下降的趨勢。因此，牧草作物種子的相對電導率、自然破損度、種子生命力、活力之間的關系主要為：種子相對電導率越大，自然破損度就會越大，其活力及生命力也會變得越低，相對電導率的計算公式總結如下。

相對電導率（%）=×100

通過對20種牧草種子存儲3年以后的生命力和活力進行測量，然后總結各種牧草作物種子之間的變化規律，隨后依據相應的規律分析，即可以探究出適合于各類種子的最適存儲方法。

3? ?牧草作物種子最適存儲方法探究

3.1? ?存儲1年和3年后牧草作物種子的發芽率變化情況

依據相關的試驗資料發現，一般來說，牧草作物種子在經過3年存儲后，采用不同保存條件的種子生命力及活力變化規律主要如下。

（1）經過試驗資料分析，一般情況下，牧草作物種子在經過1年存儲后，種子的活力及生命力變化不大，種子依舊處于較明顯的休眠狀態，但是在經過3年存儲后，各種不同牧草作物種子的變化規律詳見表1。

（2）經過試驗分析，不管采用哪一種存儲方法，在1年存儲期內發芽率出現下降的種子，在經過3年存儲后會出現兩種情況：①以蒿子、木地膚、紅豆草為代表的牧草作物種子屬于不耐存儲種子，其在室溫條件進行存儲，種子發芽率會出現明顯下降的趨勢;而在低溫條件下存儲，變化的狀況則不是非常明顯。而紅豆草經過3年存儲后，其發芽率會呈現出小幅度的回升趨勢。②洋柴種子不管采用哪一種存儲方式，在歷經1～3年的存儲后，其種子發芽率沒有出現明顯的變化。

（3）在室溫條件經過1年的保存后，種子的發芽率顯著下降，而在低溫條件下變化不大的牧草作物種子，經過3年存儲以后會出現以下狀況：在低溫條件-18 ℃條件下具有耐藏特性的有鴨茅、多葉鵝觀草等。其在室溫條件下的發芽率將會變得很低或者完全喪失發芽率，而在低溫條件下這類牧草作物種子的發芽率變化就會變得不顯著。

（4）牛枝子種子不論是在低溫還是室溫條件下存儲1年，只要其采用的是密封存儲，其發芽率都會有一定的提升，而在存儲3年的情況下，其發芽率相比于1年的情況會有一些提升。牛枝子的發芽率會隨著存儲年限的增加而提升，事實上，這主要是與種子硬實的解除程度有關。

3.2? ?存儲1年和3年牧草作物種子的電導率變化情況

（1）一般來說，種子存儲1年后，其相對電導率變化并不明顯，而存儲3年后，牧草作物種子的電導率變化主要有兩種情況：①經過3年存儲后，相對電導率變化依舊不明顯的有玉米、公農一號苜蓿、羊柴、小冠花、木地膚、草木樨等，其中因為存儲條件的不同，公農一號苜蓿和草木樨會出現電導率變化顯著的情況。②在不同存儲條件下，相對電導率變化不顯著的有沙打旺、箭舌豌豆、錦雞兒等。

（2）在存儲1年的條件下，牧草作物種子的電導率會發生顯著變化，然而在存儲3年后，種子的電導率發生變化情況可以分為兩種：①以多葉鵝觀草、鴨茅、蘇丹草、鵝頭稗為代表的牧草作物種子，其相對電導率上升會較緩慢，但是鵝頭稗在室溫紙袋存儲條件下會出現急速上升的情況。②御谷在存儲3年后，則出現電導率明顯上升的情況。

4? ?牧草作物種子存儲發芽率變化規律

4.1? ?常見牧草作物種子活力方法測定

從理論上進行分析，不論是采用電導法還是經典發芽法對種子活力及生命力進行測定，最終都是以種子活力及生命力作為種子是否耐存儲的衡量標準，其主要還是依據其活力的高低進行判定，因此從理論上來說，這兩種方法最終測定的結果應該是趨于一致的[9]。

鑒于各類種子內部環境條件的差異，一些種子利用以上兩種方法進行測定的結果的確是趨于一致的。而一些特殊的牧草作物種子的活力測定則只能采用其中之一，如較為常見的牧草作物種子羊柴，假如用室溫下的經典發芽法對其活力及生命力進行測定，那么就非常容易出現發霉的現象，導致其發芽率變得非常低，使得測量種子的活力幾乎趨近于0，從而導致種子的生命力和活力得不到準確的反映。但是采用電導法對其進行測量，則不用太擔心其發霉現象的出現。牧草作物牛枝子屬于硬實類作物種子，在存儲的過程中會隨著存儲年限的增加而使其硬實不斷地破除，發芽率呈現出顯著的增加趨勢，但是同時由于在種子硬實破除的過程中，因為其種子浸出液的增加，會導致其導電率明顯變大，因此這類牧草作物種子適合于經典發芽法而不適用于電導法。

4.2? ?不同牧草作物種子在不同的存儲條件下存儲1年與3年發芽指數變化情況

（1）在存儲1年的條件下，發芽指數變化不明顯，但是在經過3年的存儲后，種子發芽指數出現的情況主要有：出現發芽指數明顯下降的有鴨茅類牧草作物;無芒雀麥則在負低溫條件下不發生明顯變化;小冠花的發芽指數在各種不同的保存條件下都會出現明顯增加的趨勢;公農一號苜蓿在低溫條件下發芽指數會呈現出一定的增加趨勢。

（2）牧草作物種子保存1年的情況下，發芽指數明顯下降，經過3年存儲后，鵝頭稗在各種保存條件下的發芽指數變化不是很大，雖然有一定的下降趨勢，但是并不是特別明顯;而紅豆草在低溫條件下，則出現發芽率回升的現象，但是與正常存儲的情況下相比，還是有下降的趨勢;蒿子和羊柴因為溫度的不同而出現不同的情況，低溫下出現發芽指數下降緩慢的趨勢，而室溫下發芽指數則迅速下降。

（3）披堿草和鵝觀草在低溫存儲條件下經歷1年保存，其發芽率變化并不顯著，但是經過3年存儲后，其發芽率呈現明顯下降趨勢[10]。

4.3? ?牧草作物種子在各種不同環境條件下存儲的活力與生命力的變化規律

經過分析，一般情況下，在各種不同的存儲條件下，牧草作物種子存儲時種子的活力通常會先于種子的生命力衰變。牧草作物種子的保存環境及牧草作物種子的種類也會對其種子活力造成影響，這些因素使得牧草作物種子活力下降的時間和速率各不相同。因此，尋找各種不同牧草種子活力下降變慢的存儲條件，有利于保存種子的生命力和活力，同時可以使得種子的保存壽命進一步延長。

一般情況下，因為牧草作物種子的保存條件不同，多數牧草作物種子的發芽率將會比發芽指數遲一步出現顯著下降的情況;在一些合適的條件下，一些牧草作物種子的發芽率及發芽指數的變化都不會出現明顯的變化，這就是此類種子的最適存儲條件;還有一些種子在經典的存儲條件下會出現不耐存儲的趨勢，常見的種子有羊柴、蒿子、木地膚。

5? ?結論

各種牧草作物種子在不同環境條件下經過一段時間的存儲，種子的活力及生命力都會發生一定的變化，但是這些種子的活力及生命力變化趨勢基本上都有一定的變化規律可以遵循。20種牧草作物種子最適存儲方式詳見表2。

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