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九圣禾2468中高活力玉米种子生产理论的应用研究

2020-09-14 970 上传者：管理员

摘要：以玉米杂交种九圣禾2468为材料,对其授粉后53～69d不同成熟度的种子进行含水量、发芽率及活力测定,综合分析在不同收获期的活力水平,探究其适宜收获期,为九圣禾2468高活力种子生产提供技术参考。结果表明,授粉后53～57d内的种子发芽率、活力均较高,比正常收获时间早12～15d,因此可将授粉后53～57d作为九圣禾2468玉米种子早收的适宜收获期。

关键词：
九圣禾2468
品种
收获期
活力
玉米
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在种子生产过程中,种子活力是一项能够综合评价种子质量的重要指标,高活力的种子具有明显的生产潜力及生长优势,如田间出苗率高、逆境抵抗力强、耐贮藏性能好等。影响种子活力的因素复杂多样,主要包括遗传因素和环境因素。种子的成熟度作为环境因素之一,与种子的大小、质量、种皮颜色等特性密切相关,收获时间的不同会导致种子的成熟度与活力有较大差异,因此成熟度可作为影响种子收获时期活力大小的一项重要指标。玉米种子的适宜采收期并非处于干物质含量达到最大时的生理成熟期,而是在种子发芽率及综合活力均为高峰的时期。顾日良等[1]对授粉后35～62d不同收获期收获的京科968的5个物理指标及8个生理指标进行了综合分析,结果表明种子活力随收获期推迟而上升,在授粉后59d(早于正常收获时间)达到最高;此外,适期收获还能降低病虫害侵入及低温霜冻引起的种子活力下降风险,并为后期种子的生产加工过程预留更多时间。不同品种的最适收获期不同,种植在不同区域的同一品种的最适收获期也可能不同。有研究表明,不同品种的最佳收获期差异主要由其积温需求差异决定,以活力为标准确定的最佳收获期比传统以生理成熟为依据的收获期平均提早5d[2],因此选择该品种在适宜种植区域的最适收获期对提高种子整体质量、降低种企加工成本、增加生产效益具有重要意义。

九圣禾2468是由山西省农业科学院棉花研究所和九圣禾北京农业科学研究院有限公司科企合作,采用数字化育种新方法,开展商业化育种而取得的科技新成果[3]。本研究从发芽率、老化活力、冷浸活力及冷冻活力等方面对不同成熟度的九圣禾2468玉米杂交种种子进行综合研究,并结合含水量、乳线位置等指标,开展高活力玉米种子早收理论在九圣禾2468中的应用研究,探究九圣禾2468玉米杂交种的最适收获期及相应的田间判定标准,为九圣禾2468种子的高活力生产提供技术参考。

1、材料与方法

1.1试验材料

本试验以玉米杂交种九圣禾2468为材料,于2019年在新疆昌吉州进行,在授粉后53d(8月31日)开始取样,每隔3d采收1次(第1次采收间隔4d),至授粉后69d(9月16日)结束取样。果穗采收后,对玉米果穗中间位置的乳线情况进行现场拍照,记录乳线位置及采收日期。

1.2试验方法

含水量测定。随机取30粒种子,采用高温烘干法,4次重复。种子水分(%)=S1+S2-(S1×S2)/100,式中:S1为第1次整粒种子烘后失去的水分(%),S2为第2次磨碎种子烘后失去的水分(%)。标准发芽测定。随机数取玉米种子150粒,平均分3份,1%次氯酸钠溶液消毒5min后使用数种板将种子铺于浸泡24h后的两层发芽纸上,再覆盖一层浸湿的发芽纸,疏松卷纸后竖直置于25℃温室中,发芽7d鉴定并统计发芽率。发芽率=第7天计数正常幼苗数/供检种子数。

活力测定。(1)老化活力:随机数取玉米种子150粒,均分3份,1%次氯酸钠消毒后的种子放入湿度95%、温度45℃的老化箱中,老化处理72h后将种子取出薄摊并风干,铺于浸泡24h后的两层发芽纸上,再覆盖一层浸湿的发芽纸,疏松卷纸后置于25℃温室中,发芽7d后鉴定并统计发芽率。老化活力=第7天计数正常幼苗数/供检种子数。(2)冷冻活力:随机数取玉米种子150粒,均分3份,1%次氯酸钠消毒后使用数种板将种子铺于浸泡24h后的两层发芽纸上,再覆盖一层浸湿的发芽纸,疏松卷纸后置于10℃恒温培养箱中,黑暗条件下竖直放置7d,7d后转移至25℃温室中,发芽7d后鉴定并统计发芽率。冷冻活力=第7天计数正常幼苗数/供检种子数。(3)冷浸活力:随机数取玉米种子150粒,均分3份,1%次氯酸钠消毒后使用数种板将种子铺于浸泡24h后的两层发芽纸上,再覆盖一层浸湿的发芽纸,疏松卷纸后置于4℃的低温冷循环槽内,冷浸处理72h后取出,置于25℃温室中,发芽7d后鉴定并统计发芽率。冷浸活力=第7天计数正常幼苗数/供检种子数。

1.3数据处理

所有数据均用MicrosoftExcel2019进行统计整理,用IBMSPSSStatistics进行数据分析。

2、结果与分析

2.1不同发育成熟度九圣禾2468的发芽率及活力水平

标准发芽试验结果显示(图1),九圣禾2468在8月31日至9月16日,即授粉后53～69d的发芽率比较稳定,均保持在97%以上,并无显著差异;人工加速老化试验结果显示,九圣禾2468在8月31日即授粉后53d表现出较高的老化活力水平,达到97.33%,在9月10日即授粉后63d表现出显著低于其他收获期的老化活力水平,仅为90.67%,在其他收获时期的老化活力处在93.33%～96.44%范围内且无显著差异,整个收获期仅在8月31日、9月4日、9月13日即授粉后53d、57d、60d,其老化活力达到95%以上。

图1　九圣禾2468不同收获期的活力指标

冷浸试验结果表明,九圣禾2468在8月31日至9月7日,即授粉后53～60d的冷浸活力水平显著高于其他收获期,8月31日即授粉后53d最高,为88.89%,9月10日、9月13日显著低于前期水平,分别为79.33%、78.22%,9月16日即授粉后69d的冷浸活力最低,仅为74.44%;低温冷冻试验结果表明,九圣禾2468在8月31日即授粉后53d的冷冻活力最高,达到93.56%,在9月7日即授粉60d时冷冻活力最低,仅为88.67%,其他时期的冷冻活力处于90.00%～91.78%范围内且无显著差异,除9月7日外,其他收获期的冷冻活力均在90%以上。

综合标准发芽试验、老化发芽试验、冷浸试验和冷冻试验,结果表明九圣禾2468的最适收获期为授粉后53～57d,此时期种子的发芽率及活力水平较高。

2.2不同发育成熟度九圣禾2468种子的含水量及乳线位置

图2显示了九圣禾2468在8月31日至9月16日收获后种子的含水量变化,8月31日至9月4日期间水分含量迅速下降,降幅达1.418%/d,此后水分含量缓慢下降,在授粉后69d种子含水量降至34.4%,在适宜收获期即授粉后53～57d的种子含水量范围在40.2%～46.8%之间。图3显示了九圣禾2468在不同收获期的乳线位置变化,可以看出,在授粉后53～57d的乳线大致在距轴4/6～5/6处。因此40.2%～46.8%的含水量范围及4/6～5/6的乳线位置可作为判断适宜收获期的参考。

图2　九圣禾2468在不同收获期的含水量变化图

图3　九圣禾2468不同收获期的乳线位置变化图

3、结论与讨论

本研究围绕九圣禾2468在不同成熟期的发芽率、老化活力、冷冻活力及冷浸活力做了综合研究,表明其在正常收获前种子活力已达到较高水平,且随着收获期推迟,种子活力尤其是冷浸活力有明显下降趋势,因此得出玉米杂交种九圣禾2468的适宜收获期为授粉后53～57d,根据对含水量及乳线位置的测定,也得出在田间判定适宜收获期的初步标准为40.2%～46.8%的含水量范围及4/6～5/6的乳线位置。

了解收获期与种子活力之间的关系,研究相关品种的适宜收获期,对相关品种的育种及加工流程具有重要的指导意义。已有研究表明,对玉米种子进行提前采收(适宜收获期内),不仅能获得高活力种子,还能降低霜冻及不良天气影响的风险[4]。本研究当前仅进行了九圣禾2468这一品种在一个环境的活力研究,对高活力玉米种子生产理论在九圣禾2468中的应用研究得出了初步结论,后续还可针对更多的物理指标及多区域环境进行更全面的分析,完善相关的技术手段及数据指标,以期能够更全面精准地预测各品种的适宜收获期。

参考文献：

[1]顾日良,王永强,杨丽维,成广雷,王建华.不同成熟度京科968种子活力与种子物理化学特性的关系研究.玉米科学,2018,26(3):56-62

[2]顾日良,李莉,韩登旭,王建华.高活力玉米种子收获技术研究与应用/中国作物学会.2019年中国作物学会学术年会论文摘要集.中国作物学会,2019:74

[3]薛建兵,王长海,魏国英,张冬梅,姜辉,赵海菊,常宝学,高翔,侯兴松,刘野.玉米新品种九圣禾2468的选育.中国种业,2017(8):67-68

[4]任利沙,顾日良,贾光耀,田开新,施秀德,王建华.灌浆期控水和施用控释肥对杂交玉米制种产量和种子质量的影响.中国农业科学,2016,49(16):3108-3118

高永泽,顾日良,魏国庆,李莉,赵海燕,蔡国强,王建华.高活力玉米种子生产理论在九圣禾2468中的应用研究[J].中国种业,2020(09):58-60.

基金:农业部公益性行业科研专项(201303002);国家玉米产业技术体系(CARS-02-10)