不同温度对甜玉米的影响

种子生物学综合性试验报告

不同温度处理对甜玉米种子活力的影响

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低温处理对甜玉米种子活力的影响

一、试验目的：了解种子低温处理的基本技术；利用甜玉米种子进行不同温度处理，观察抗吸胀冷害的效果及种子萌发的影响。

二、试验原理：作物播种后常常遭遇低温威胁，如发生在新疆及长江流域的“倒春寒”、华南地区的“秋季冷害”、两广地区的“寒露风”、东北地区的“低温冷害”等均使作物种子萌发和幼苗生长发育迟缓、干物质积累减少，甚至种子丧失发芽能力，不能“一播全苗”，且苗势弱、出苗时间延长等不利后果。因此，研究比较低温条件下对作物不同品种种子萌发及幼苗生长发育的影响，筛选高活力种子对指导生产实践具有重要现实意义。 三、方法要点

1、材料、用具与设备

甜玉米种子（两个品种），砂子，培养皿（大号，24个），发芽盒（72个），发芽纸若干，75%酒精及棉球，5%次氯酸钠溶液1L 、蒸馏水1-2桶，搪瓷盘（6个），镊子、剪刀、喷壶、标签、记号笔，冰箱（4℃），培养箱（14℃），人工气候室，红外线水分仪。

2、发芽床的准备

玉米种子的发芽床可选用无任何化学物质污染的细沙。筛选直径为0.05～0.08 mm 的沙粒：①洗涤：拣去较大的石子和杂物后用流水冲洗，以除去污物和有毒物质。②消毒：将洗涤后的湿砂晾至半干后放在搪瓷盘内薄摊，在150℃ 高温下灭菌2h ，以杀死病菌及其他植物种子。③置床时砂子水分含量达到最大持水量的80%（加凉开水至所需水分，即100g 干砂中加入18～26mL 的水），pH 在6.0～7.5之间。一般以手握成团, 一撒即散为宜。 3、种子处理

随机数取不同品种的甜玉米种子各200粒, 在75%乙醇中浸泡30 s，用5%次氯酸钠溶液消毒10 min，再用蒸馏水冲洗5遍→发芽纸吸干表面水分，待用。 4、发芽试验

先在培养皿或发芽盒中铺一层2.0cm 厚的灭菌沙, 然后将种子均匀摆放在砂床上，50粒/盒或皿，每个处理3次重复。种子之间保持适当的距离, 以满足种子发芽对水分要求, 玉米种胚向上，再在排好的种子上盖1 层厚度为2 cm的松散湿沙。→将所有待处理的种子在25℃下恒温培养 1 d→再分别放入4℃，14℃, 25℃培养箱中分别培养1、2 d → 25℃恒温下恢复生长 7 d 。室温下发芽作对照1，25℃恒温下发芽作对照2。在种子发芽试验期间需每天检查发芽箱内的温度和发芽床的水分。始终保持发芽床湿润, 以沙表面不发干为宜（注意加等量水）。当霉烂种超过 5 %时, 应更换发芽床, 但腐烂种子一定要除去并记载。

贴标签：种子置床后应在发芽盒底外侧贴上标签, 以防混淆样品。注明置床日期、品种名称、处理号、重复次数等, 并在笔记本上登记。

每天记录发芽种子数(芽鞘长度≥2cm 、真叶露出、胚根数目完整计为发芽。 发芽结束时，每个处理随机取正常幼苗10株，并分别剪下芽、根，所有处理的芽、根包在纸里，置于105℃烘箱中杀青0.5h ，然后在 80℃下红外水分仪中烘至恒重后称量, 得芽、根干重，并计算平均单株芽、根及整株干重。

发芽势（%）= (发芽试验初期规定日期内发芽种子数/供试种子数) ×100% 发芽率（%）= (发芽试验末期规定日期内正常的发芽种子数/供试种子数) ×100% 发芽指数（GI ）=Σ[第n 天的发芽数（Gt ）/相应的发芽天数（Dt ）] 活力指数（VI ）=发芽指数（GI ）×平均单株根或芽或整株干重（S ）

表3 不同温度处理对甜玉米种子活力的影响

5.1不同温度处理对玉米发芽指数的影响

图1可以得出一号玉米4℃处理比14℃处理一天发芽效果好，而二号品种相反。4℃时一号玉米发芽指数比二号高，14℃时则相反。由此推测2好玉米种子对低温的忍耐能力没有1号种子强，结合原始数据中25℃时的发芽情况可得出两种种子都能耐低温发芽但最适发芽温度都是25℃左右的较高温度。对1号种子4℃低温处理两天比14℃处理发芽指数高可能是由于4℃时代谢弱、吸水慢等原因致使种子胚萌动微弱从而受损伤小，转移到25℃条件下恢复快所以能在短时间内发芽；而14℃处理时由于处理的温度高种子代谢作用强胚萌动快，然而萌动的胚遭遇低温环境发生冷害或致死，转移到25℃条件下时损伤回复慢所以发芽慢从而GI 值小。对于2号种子4℃处理时发芽指数比1号低，可能由于2号种子是硬质种子，所以更易受低温吸水冷害影响。由于本实验分组过少因此不具代表性，但可以从此着手进一步研究。

由图2可知，2号玉米种子随处理温度升高GI 值变大，与上面发芽率、发芽势结合说明较高温度对2号玉米种子发芽有利，同理对一号玉米种也是。对于一号玉米种子4℃处理比14℃GI 值高可能原因是：14℃处理时1号玉米种子代谢强, 发生胚的萌动但由于温度较低而玉米是喜温植物因此发生胚损伤，当再转到25℃适宜温度时损伤回复慢，而4℃时代谢弱胚几乎不萌动因此不受损伤或损伤小所以在适宜温度上恢复快，种子能在较短时间内迅速发芽。因此，4℃比14℃处理的GI 值高。

图1低温处理一天对玉米种子GI 的影响 图2低温处理两天对玉米种子GI 的影响

5.2不同温度处理对玉米种子活力指数的影响

由图3可以得出一号玉米4℃处理比14℃处理一天活力指数大，而二号品种相反。4℃时一号玉米活力指数比二号低，14℃时也是。由此与上面的结果作对比可知一号玉米可能更适于低温，2号玉米种子也可耐低温发芽但效果没1号品种好。

根据活力指数公式可知活力指数与发芽指数以及植株干重有关。对于发芽指数的影响原因在上面已作出分析。对于影响植株干重的原因分析如下：由于对于种子先后进行两种环境的处理，即不同温度处理两天、处理后25℃恒温发芽，因此影响植株干重不同的应该是有这两个因素引起。对于处理后的25℃恒温发芽，由于所有植株在低温处理后都置于该温度下，因此该温度不是影响干重不同的因素。所以影响干重的因素是处理的温度。由图4可以得知种子的处理温度越高时植株的VI 值一般越高，可推测引起该现象的原因是在低温条件下种子胚萌动，胚受到不同程度的损伤（根损伤、芽损伤等），因此转移到25℃条件下时损伤严重的恢复慢，影响植株的营养生长，所以干重较低。对原始数据分析可知，不同温度低温处理对植株的干重影响较小且无规律（但是由于该次实验分组较少，同学们操作不熟等因素可能导致实验错误因此导致规律不明显）。室温条件处理时可能由于温度较低导致种子受损伤致死所以不萌发。

图3低温处理一天对玉米种子的VI 的影响 图4低温处理两天对玉米种子的VI 的影响

5.3不同温度处理对两种玉米种子发芽势的影响

由图5，可知1号种子4度低温处理一天时发芽势较2号种子高，而14度时较2号种子低，可推知1号种子抗寒能力更强。由图6可知，在处理两天时，处理温度较低时2号玉米种子发芽势较1号玉米种子高，当温度为25℃时低于1号玉米种子，可推知2号玉米种子可能对低温有更好忍耐能力。又因为随处理温度升高2号玉米种子发芽势是逐渐上升的可推知2号玉米种子虽然对低温有较好的忍耐能力但最适发芽温度却不是低温，因此若种植时应注意防低温，从而提高发芽势。对于1号玉米种子在4℃低温处理时发芽效果比14℃高但却远比25℃低，引起该现象的可能原因是在4℃时该玉米种子代谢微弱，胚基本不萌动因此受损伤小，再转到25℃条件下恢复正常，因此发芽势高；而14℃时由于代谢作用较强, 胚萌动受损伤大，再转到25℃条件下时发芽损伤恢复较慢，所以4℃比14℃时发芽势高（当然，由于实验分组较少因此误差的可能也较大）。对于1号玉米种子最适发芽温度是25℃，因此种植时应注意环境温度，防止种植后发生低温冷害。又有表数据我们可知两种玉米种子在低温处理时发芽势都在80%左右可知两种玉米种子都对低温有一定的忍耐能力。在室温下两种种子都不萌发可能是由于实验室温度低，在持续低温下玉米种子发生吸胀冷害种胚受损伤致死的原因。综上，两种种子在种植时都要预防低温。

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5.4不同温度处理对两种玉米种子发芽率的影响

图5不同温度处理一天对玉米种子的发芽势的影响 图6不同温度处理两天对玉米种子的发芽势的影响

由图7可知，处理一天时发芽率都是100%，是由于低温处理时间较短，玉米种子受损伤程度小因此重新置于25度环境中胚损伤都能恢复，因此发芽率都为100%。由图8可知两种玉米种子低温处理后发芽率都大于80%，可知两种种子对低温都有抵御能力。但由于低温处理时间为两天而后转入了25℃条件进行萌发从而发芽率都较高，而农业生产中种植后若遭遇低温环境一般较长，且不易恢复至适宜萌发的温度，因此该实验不能作为农业生产指标。对实验分析可知1、2号玉米种子都更适于较高温度发芽。对一号种子4℃比14℃处理发芽率更高可能是由于误差或错误（操作失误、选种不随机、播种水分控制不好等）引起，也可能有其它原因引起。

图7不同温度处理一天对玉米种子发芽率的影响 图8不同温度处理两天对玉米种子发芽率的影响

综合分析：通过不同温度，不同的处理天数对１号、２号品种进行处理，研究其发芽情况，可推知，两品种对低温均有一定的忍耐性，而２号玉米种子对低温的耐寒性能力较强。低温影响玉米发芽主要是由于玉米吸收水分进行代谢活动时，低温条件易产生冷害损伤或致死（吸水后发生吸胀冷害，导致胚受损），当再次转移至适宜条件下时，由于受损伤的种子恢复慢，因此影响发芽势、植株干重，从而影响种子活力指数、发芽率。本实验中，１、２号种子对低温处理都有抵制作用但又有区别，这是由于玉米种子一种是粉质一种是硬质，而对水分的吸收效果不同，所以对低温的忍耐力不同，其中硬质种子在低温下更易受伤害。又可知，不同温度处理下，两品种所表现的差异很大。25℃时情况最优即，是该品种的最适发芽温度。由于２号品种所表现出来的折线峰值都高于１号品种，由此可以判断２号品种是抗寒品种，１号品种是耐寒品种，且２号品种优于１号品种。室温下由于温度过低不适合种子萌发，由此可以推出，室温下种子处于休眠状态。