微波處理對油菜種子活力的影響

楊旖旎，徐洪志，曾 川，黃 涌，唐玉琴，尹 璐，鄭 楠，包鵬琴

（1.重慶三峽學院，重慶萬州 404100；2.重慶三峽農業科學院，重慶萬州 404155）

油菜產業是保障國家糧油安全的重要產業[1-2]。油菜種子是油菜產業的“芯片”，種子儲存是全產業鏈的重要環節。種子濕度、攜帶病菌及害蟲等對種子儲存具有重要影響，而微波處理有利于種子儲存，目前已在干燥、殺菌殺蟲等領域得到廣泛應用[3]。種子活力是國際種子檢驗協會提出的評價種子質量的一個綜合指標，直接影響到作物的產量和品質，高活力種子具有明顯的生長優勢和生長潛力[4]。目前關于微波處理后油菜種子活力變化的研究報道較少。本試驗開展微波處理對油菜種子活力的影響研究，旨在為油菜生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

ZB01，屬穩定的甘藍型油菜早熟品系，使用2021年收獲的種子；F1200屬穩定的甘藍型油菜中熟品系，使用2021年收獲的種子；德新油59，屬甘藍型油菜中熟雜交品種，使用2020年收獲的種子。種子均由重慶三峽農業科學院油料室提供。

1.2 試驗方法

試驗設183 個處理，即3 個試驗材料、5 個微波功率、12 個微波處理時間，3 個未經微波處理的油菜種子作為對照（CK）。每個處理設3次重復。

2021 年在重慶三峽農業科學院中心實驗室進行試驗，每個處理均稱取油菜種子30 g，然后放在格蘭仕微波爐[型號：P70F20EN3P-ZSB(B0)]中進行微波處理。

5 個微波功率為140 W、280 W、420 W、560 W、700 W。每個功率下都設12 個時間處理，即微波處理時間分別為30 s、1 min、2 min、3 min、4 min、5 min、10 min、15 min、16 min、17 min、20 min、25 min。

處理后測定種子的發芽率、發芽勢、正常苗率和種子浸出液電導率，計算發芽指數。

1.3 測定指標及方法

1.3.1 發芽、發芽勢及發芽指數

在室內進行發芽試驗。常溫下，每種材料用100粒種子在培養皿中發芽，3 次重復。統計24 h 和72 h內發芽種子數。

式（1）中，Gt 為每天發芽的種子數；Dt 為相應的發芽日數。

1.3.2 正常苗率

發芽試驗結束后，調查每個處理正常苗的數量，計算正常苗率。

正常苗率=正常幼苗數/全部幼苗數×100%

1.3.3 種子浸出液電導率

參考馮新乾[5]的方法，稱取大小均勻、吸濕平衡后的干凈種子1 g，用超純水清洗3 次，用濾紙吸干浮水后置于潔凈的100 mL 燒杯中，加入50 mL 超純水，用保鮮膜封口，在20 ℃恒溫條件下浸泡16 h，用雷磁DDSJ-308A 電導率儀測定浸泡液的電導率。以超純水的電導率為對照，重復3次，取平均值。

實際電導率=電導率讀數-對照讀數

1.4 數據分析

使用Excel 2016整理試驗數據，用SPSS 22進行方差分析，使用Graphpad Prism7繪圖。

2 結果與分析

2.1 微波處理對油菜種子發芽率的影響

參試材料ZB01 未經微波處理（CK）的種子發芽率為79.00%，經過140 W 30 s、280 W 30 s 微波處理后的種子發芽率分別達到86.67%、91.67%；在140 W 1 min和2 min的微波處理下，發芽率分別為78.67%和76.67%，都與CK 差異不顯著；在140 W 5 min、280 W 2 min、420 W 1min、560 W 1 min 和700 W 1 min 微波處理下的種子發芽率趨于零（見表1）。說明ZB01在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s處理下種子發芽率正常。

表1 參試材料ZB01不同微波處理的發芽率 單位：%

由表2 可見，F1200 未經微波處理（CK）的發芽率為88.00%，經過140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 的微波處理后，發芽率分別為89.33%、92.67%、90.67%，后兩者有所提高，但與CK差異不顯著；280 W 30 s、280 W 1 min 處理后種子發芽率分別為82.67%、75.33%，有所降低，但與CK差異不顯著。說明F1200在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min、280 W 30 s和280 W 1 min處理下的種子發芽率正常。

表3數據表明，德新油59未經微波處理（CK）的種子發芽率為92.33%，在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 和140 W 3 min 微波處理的種子發芽率分別為93.67%、94.00%、92.00%和81.67%，與CK 差異不顯著；280 W 30 s、280 W 1 min 處理的種子發芽率分別為89.00%、89.67%，與CK 差異不顯著。說明德新油59 采用140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min、140 W 3 min、280 W 30 s、280 W 1 min 微波處理的種子發芽率正常。

表3 參試材料德新油59不同微波處理的發芽率 單位：%

3 個參試材料種子獲得正常發芽率的處理條件略有差異，但在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s微波處理下都能獲得與CK無顯著差異的種子發芽率；其他微波處理的發芽率都顯著降低或不發芽。低功率短時微波處理的種子發芽率有升高現象發生，但與CK差異不顯著。

由表4 可以看出，在相同功率的微波處理下，三種參試材料的發芽率差異不顯著，表明各參試材料在微波處理后的發芽率變化規律是一致的，發芽率有隨微波功率增大而下降的趨勢。

表4 三種參試材料的種子發芽率比較 單位：%

2.2 微波處理對油菜種子發芽勢的影響

3 種參試材料在不同處理下的種子發芽勢有所差異。ZB01 CK 處理的發芽勢為58.67%，140 W 30 s 處理的發芽勢為25.33%，與CK 差異顯著；280 W 30 s處理的發芽勢為61.33%，與CK 差異不顯著；其他處理的發芽勢都與CK 差異顯著。F1200 CK 處理的發芽勢為68.67%，140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min和280 W 30 s 處理的發芽勢分別為68.00%、75.67%、67.00%和65.33%，與CK 差異不顯著；其他處理的發芽勢與CK差異達顯著水平。德新油59 CK處理的發芽勢為78.00%，所有微波處理的發芽勢都降低，且與CK差異達顯著水平。

在相同功率的微波處理下，三種參試材料的發芽勢差異不顯著，表明各參試材料在微波處理后的發芽勢變化規律是一致的，發芽勢有隨微波功率增大而下降的趨勢（見表5）。

表5 三種參試材料的發芽勢比較 單位：%

2.3 微波處理對油菜種子發芽指數的影響

發芽指數是種子綜合萌發指標的體現，能夠決定種子萌發的速率。各參試材料微波處理后的發芽指數變化規律是一致的，在相同功率的微波處理下，三種參試材料的發芽指數差異不顯著；發芽指數都有隨微波功率增大而下降的趨勢（見表6）。

表6 三種參試材料的發芽指數比較

2.4 微波處理對油菜種子正常苗率的影響

由表7 可以看出，在相同功率的微波處理下，三種參試材料的正常苗率差異不顯著，表明各參試材料在微波處理后的正常苗率變化規律有一致性，正常苗率都有隨微波功率增大而下降的趨勢。

表7 三種參試材料的正常苗率比較 單位：%

2.5 微波處理對種子浸出液電導率的影響

種子活力一般與種子浸出液電導率存在負相關關系[6]。由表8 可以看出，在相同功率的微波處理下，ZB01與F1200的電導率差異不顯著，兩者與德新油59的電導率差異達極顯著水平。電導率有隨微波功率增大而升高的趨勢。

表8 三種參試材料種子浸出液的電導率比較

3 小結與討論

種子活力是衡量種子質量是否優良的重要指標之一，其檢測指標有多種[7-8]。本文選擇了發芽率、發芽勢、發芽指數、正常苗率和電導率等指標開展研究，結果表明，微波處理功率大小和時長對以上指標均有影響，因參試材料不同略有差別。在相同微波處理功率下，隨著處理時間的延長，三種參試材料的種子發芽率、發芽勢、發芽指數和正常苗率均呈降低趨勢。短時間低功率的微波處理對油菜種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和正常苗率無顯著影響，長時間大功率的微波處理降低了發芽率、發芽勢、發芽指數和正常苗率。

值得注意的是，三種參試材料在不同處理下的種子發芽勢有差異，可能與種子休眠特性不同有關。

種子浸泡液電導率的高低可以在一定程度上反映種子的活力，國際種子檢驗協會也將電導率作為種子活力的測定指標之一。經過微波處理后的油菜種子在浸泡過程中，如果浸泡液清澈無味，則電導率數值低，種子活力高；浸泡水發黃有味浮有油脂，則電導率數值高，種子活力低。這是因為油菜種子經過長時間高功率的微波處理，種子內部結構被破壞，油菜種子的油被烤出來了，種子已經喪失了活力。本研究表明，在相同功率的微波處理下，ZB01 與F1200 的電導率差異不顯著，但兩者與德新油59的差異達極顯著水平；三種材料未經微波處理（CK）的電導率差異達極顯著水平，說明種子特征本身有差異。電導率有隨微波功率增大而升高的趨勢。

本研究結果表明，所有參試材料在140 W 30 s、140 W 1 min、140 W 2 min 和280 W 30 s微波處理下的種子活力都正常。前人研究表明，微波處理對種子有殺菌殺蟲、延長種子存儲時間的效果。魏秋瑞開展熱處理對小麥儲藏特性的影響研究后認為，385 W 80 s微波處理對小麥種子的生活力無顯著性影響，同時達到最大程度的滅蟲、除霉效果[9]。因此建議種子存儲前進行適當水平的微波處理。

本研究處理種子量僅為30 g，對大量種子儲存前的微波處理方法需進一步研究。