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玉米种子活力不仅涉及到种子的发芽,幼苗的生长速度和整齐度,还影响种子在田间出苗、生长速度以及这些特性的保持能力。作物种子活力强,抵御低温逆境能力强,不减产甚至增产的功效。种子活力的高低,既是种子遗产因素造成,又与种子生长发育所在环境中水、温度、光照等综合因素有密切关系。采用种子处理技术,可以弥补环境因子对种子活力的不利影响,也是提高种子活力的有效途径之一。
本实验在前人的研究基础上,采用北京市农业推广站研制的种衣剂,应用于玉米提前播种试验中,以提高玉米种子的活力,增强玉米种子耐低温逆境能力。试验模拟了田间早播种子通常遇到的早春低温逆境天气,采用种子低温逆境发芽试验和幼苗低温逆境生长试验以及模拟种子吸水试验,并从生理生化角度揭示低温逆境发芽中生理指标的变化规律,并考察了其田间的应用效果,为大规模的实际生产应用提供理论依据。室内试验结果表明:
1.不同包衣处理种子的吸水速率变化不同。包衣种子由于自身膜降解速度的不同延迟种胚吸水速度,在第一吸水阶段,处理C比B延缓了4小时,比对照延缓8小时,与处理A相类似,种子包衣后延缓了种子吸胀进程,一方面促进细胞膜的修复,提高膜的完整性,减少由于膜的迅速膨胀而造成的电解质的外渗,同时降低了种子吸涨冷害的发生。并且吸胀规律的差异性与脱氢酶和淀粉酶活性的差异性结果相吻合。
2.在低温逆境条件下,包衣处理种子出苗率显著高于对照,但在适宜温度条件下,对照种子出苗率高于包衣处理。随着处理温度的提高,种子的发芽率显著提高,处理B、C、CK的最适宜发芽处理温度为25℃,处理A的适宜温度为15℃;包衣种子的粉种数要明显小于对照,并随着温度的降低,这种优势更加明显;包衣同期处理的种子幼苗苗高要低于对照,并且温度越低这种差异越明显。
3.包衣处理的种子主根长要明显低于对照,但根体积、根冠比、茎粗等指标要高于对照,包衣处理能抑制幼苗根系垂直生长,促进根系和幼苗横向生长,增加须根,扩大总根量,实现壮苗(表10),但芽鞘长对照明显高于包衣处理。
4.低温逆境前后,包衣处理的质膜相对透性在逆境结束后显著低于对照。低温逆境前后,包衣处理根系活力、叶绿素含量显著高于对照,壮苗效果明显,恢复三天后处理A、C根系活力显著高于对照,四处理叶绿素含量均显著提高,包衣处理叶绿素含量显著高于对照。POD活性在低温逆境前处理B、C、CK无显著差异,但显著高于处理A,低温逆境后,POD活性显著增加,处理B、C活性显著高于处理A,CK处理POD活性显著低于包衣处理,恢复三天后,POD活性持续增加,处理POD活性由大到小顺序为C>B>CK>A;低温逆境前,四处理CAT活性无差异性,低温逆境后,处理B、C活性显著高于对照;低温逆境后,对照CK的MDA含量显著高于三包衣处理,恢复三天后MDA含量有高到低顺序为:CK>B>A>C;实验结果表明包衣处理通过增强幼苗的素质,提高幼苗清除H2O2的能力,减轻了活性氧对植株的伤害,保护了幼苗的正常生长。包衣处理在低温逆境条件下可以起到延缓种胚衰老的作用。
5.包衣处理玉米田间第一、二播期(Q1、Q2)田间出苗率平均值分别高出对照76%和52.4%。第三、四播期(Q3、Q4)包衣处理比对照CK的田间出苗率平均值低12.73%和10.33%,第一、二播期(Q1、Q2)苗期基本未发生地下虫害,而第三、四播期(Q3、Q3)中病虫害发生率较少,可能与特殊年份有关系。种衣剂A、C均能促进幼苗的的横向生长,幼苗叶片厚度增大,提高叶绿素含量,增加茎粗,促进玉米幼苗的根总量,显著改善了玉米的幼苗素质(表17)。种衣剂A适用于提前早播,而种衣剂C最佳播种时间为四月中旬左右。
6.小区试验产量结果表明:第一、二播期(Q1、Q2)的包衣处理的小区产量均显著高于对照处理,第三播期(Q3)中各处理的产量无差异性,第四播期(Q4)小区产量对照处理比包衣处理A、B、C分别提高了16.8%、17.1%和2.2%,差异明显,包衣处理不适用于延期播种。