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影響棉種休眠的因素及破除方法
影響棉種休眠的因素及破除方法
【摘要】本文對(duì)引起棉花種子休眠的主要原因進(jìn)行了論述，并對(duì)生產(chǎn)研究中常用的高溫破除方法、化學(xué)溶液破除方法進(jìn)行了論述。
【關(guān)鍵詞】棉花種子休眠破除方法
種子休眠是指種子具有活力，在適宜的發(fā)芽條件下不能萌發(fā)的現(xiàn)象[1]。
植物種子普遍存在著休眠現(xiàn)象，棉花同樣存在著明顯的休眠現(xiàn)象[2]。
棉花種子破除休眠不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致棉種發(fā)芽勢(shì)下降，田間出苗不整齊，造成管理不便，影響適時(shí)移栽，最終影響大田生產(chǎn)。
因此，研究棉花種子休眠的因素，并找出簡(jiǎn)單有效的破除方法，對(duì)生產(chǎn)、科研等工作具有重要的指導(dǎo)意義。
一、棉花種子休眠的原因
種子休眠是種子學(xué)的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，但影響棉花種子休眠的確切原因，目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)報(bào)道。
綜合現(xiàn)在已有的研究，認(rèn)為棉花種子休眠最主要的原因是種皮限制、種胚休眠、種內(nèi)抑制物的存在。
同其它性狀一樣，種子的休眠也是由遺傳物質(zhì)決定的，同時(shí)也受環(huán)境因素的影響[3]，一般低溫下成熟的棉籽休眠期長(zhǎng)，成熟度低的棉籽休眠期長(zhǎng)，同一品種的不同個(gè)體、不同年份、不同生態(tài)區(qū)甚至同一母株的不同鈴位或者同一鈴位不同位置的種子，都可能存在著不同的休眠特點(diǎn)[4,5]。
在收獲前田間的管理措施也會(huì)影響棉種的休眠，如噴灑乙烯利后棉籽休眠期延長(zhǎng)等[6]。
1.種皮導(dǎo)致棉種休眠
種皮的結(jié)構(gòu)與種子休眠密切相關(guān)。
李仁維[7]研究發(fā)現(xiàn)，脫絨的棉子在水中浸泡24h后，大部分棉子在萌發(fā)孔處可見(jiàn)被胚根頂破的裂紋，少部分棉子萌發(fā)孔未見(jiàn)裂紋出現(xiàn)。
這些還完好無(wú)損的種子就是通常所說(shuō)的“硬子”，這些硬子的進(jìn)水口是由組織嚴(yán)密的木質(zhì)化孔口及不透水的孔口塞(其表面是排列很緊密的柵狀細(xì)胞)組成，這些柵狀細(xì)胞排列緊密，限制了水分和空氣的進(jìn)入，使胚根很難達(dá)到萌發(fā)條件，并且對(duì)胚的萌發(fā)具有很強(qiáng)的束縛作用，使胚很難突破種皮完成萌發(fā)。
2.種胚后熟導(dǎo)致棉種休眠
目前的研究普遍認(rèn)為，胚后熟是導(dǎo)致種胚休眠的主要原因。
棉種萌發(fā)是胚根首先發(fā)生變化，因此，胚根的后熟生長(zhǎng)對(duì)于解除休眠是至關(guān)重要的。
易福華等[8]認(rèn)為陸地棉種子不存在種胚休眠的現(xiàn)象，但是一些學(xué)者對(duì)后期收獲的棉花種子剝殼發(fā)芽試驗(yàn)證實(shí)棉花種子確實(shí)存在胚后熟的現(xiàn)象。
3.種內(nèi)抑制物導(dǎo)致棉種休眠
原蘇聯(lián)學(xué)者認(rèn)為, 棉花種子休眠的原因主要在于棉子殼上存在著抑制發(fā)芽的可溶性酚類(lèi)物質(zhì)，可溶性酚類(lèi)物質(zhì)隨著種子吸水過(guò)程進(jìn)入胚，妨礙胚的生長(zhǎng)。
Come等[7]提出了氧水平控制學(xué)說(shuō)，認(rèn)為由于滲入的氧氣被種皮中的酚類(lèi)物質(zhì)所氧化，不能進(jìn)入胚而造成種子休眠。
4.貯藏環(huán)境對(duì)棉種休眠的影響
種子在貯藏時(shí)，貯藏溫度影響著解除休眠的所需要的時(shí)間。
周大云等[9]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,溫度單因素對(duì)包衣子和毛子的休眠率變化影響極顯著;溫度和年限交互作用對(duì)毛子和包衣子發(fā)芽率和休眠影響顯著,溫度顯著影響了棉種發(fā)芽勢(shì)增長(zhǎng)和休眠解除的時(shí)間,低溫顯著減緩棉種休眠的解除。
二、破除種子休眠的方法
一般情況下，種子休眠可以通過(guò)貯藏或者日曬就可以破除。
在我國(guó)主要產(chǎn)棉區(qū)棉花種子從收獲到來(lái)年播種中間需要經(jīng)過(guò)4~5個(gè)月的存放時(shí)間，多數(shù)種子可以通過(guò)存放自行解除休眠，對(duì)生產(chǎn)而言，不需要經(jīng)過(guò)特殊處理。
對(duì)于科學(xué)研究，尤其是育種工作，研究需要在非萌發(fā)季節(jié)種植。
對(duì)種子企業(yè)，發(fā)芽率是種子經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中最主要的法定指標(biāo)，遇有因種子休眠而發(fā)芽率達(dá)不到法定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，必須打破休眠，真實(shí)發(fā)芽率達(dá)到法定指標(biāo)后方可銷(xiāo)售。
因此如何打破休眠對(duì)科學(xué)研究和種子加工有著重要研究意義。
1.高溫打破休眠
高溫打破休眠，適合處理大批量的種子。
例如，《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》GB/T3543.4-1995[10]中對(duì)棉花規(guī)定將發(fā)芽試驗(yàn)各重復(fù)種子放在通氣良好的條件下，攤成薄層，40℃下干燥處理一天。
袁紹華與張青鸞[11]先把種子通過(guò)反復(fù)曬種后，利用種子烘干機(jī)在38~40℃下連續(xù)處理24~48h，進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)40℃高溫處理與未經(jīng)人工解除休眠的棉花種子對(duì)比，棉種發(fā)芽率有顯著的提高;放置一段時(shí)間后，40℃高溫下解除休眠與未經(jīng)人工解除休眠的棉花種子,差異性不顯著。
周大云等[12]對(duì)熱處理法解除休眠的效果也進(jìn)行了試驗(yàn)論證，從發(fā)芽率來(lái)看，熱處理與隨時(shí)間逐漸破除固有休眠的效果相同。
因此，對(duì)于收獲不久或檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有休眠現(xiàn)象的種子在加工、儲(chǔ)藏或播種前進(jìn)行烘干處理或晾曬有利于提高發(fā)芽率。
李繼軍[13]根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)建議有條件的種子公司建加熱溫室, 把棉種堆放在架空板材上，在25~30℃的環(huán)境下,貯藏10天左右就能打破休眠, 發(fā)芽率平均提高15個(gè)百分點(diǎn),播種以后出苗快而整齊。
2.化學(xué)溶液浸種
在種子量較少時(shí)，可以用棉種重2~3倍的0.8~1%的硫酸亞鐵在20℃下浸泡20h或在15℃下浸泡24h;或用30%h202浸種3h可以有效打破種子休眠顯著提高棉子的發(fā)芽率。
需要注意的是，在利用化學(xué)浸液時(shí)，一定要掌握好濃度和時(shí)間。
由于不同種、品種、年份和地點(diǎn)收獲的種子休眠程度和種皮厚度有差異，為防止浸傷種子，最好先以少量種子做實(shí)驗(yàn)，確定濃度和時(shí)間后再進(jìn)行大批量處理。
3.安全貯藏
種子的安全貯藏，棉種的安全貯藏含水量不超過(guò)12%，含水量過(guò)高，棉種呼吸旺盛，養(yǎng)分消耗加快，同時(shí)代謝過(guò)程產(chǎn)生的酮類(lèi)和醛類(lèi)物質(zhì)不斷積累對(duì)棉種產(chǎn)生毒害，導(dǎo)致棉種發(fā)芽率降低。
李國(guó)榮[14]等根據(jù)最近的研究發(fā)現(xiàn)，在常溫下貯藏決定棉種壽命的是待藏種子質(zhì)量及其貯藏環(huán)境的干燥程度，高溫低濕的貯藏條件有利于休眠的解除。
三、總結(jié)
影響棉花種子休眠的因素很多，目前尚無(wú)定論。
就硬子來(lái)說(shuō)，雖然高溫可以打破其休眠，提高發(fā)芽率，但其出芽率依然不高。
在種子的生產(chǎn)過(guò)程中引起休眠的因素也很多，如低溫多雨的天氣、棉花的早衰，都可以導(dǎo)致種子大量休眠的發(fā)生，導(dǎo)致發(fā)芽率降低。
因此，積極尋找對(duì)策，培育抗早衰品種，棉花采摘后及時(shí)晾曬、軋花，對(duì)于低溫天氣成熟的棉種，統(tǒng)一進(jìn)行高溫破除休眠處理，對(duì)棉花種子生產(chǎn)具有重要作用。
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