|
种子活力(seed vigour)是种子质量的重要指标,也是种用价值的主要组成部分,它与种子田间出苗密切相关,甚至有人把种子活力作为种子质量的同义词。种子活力又是种子生命过程中十分重要的特性之一,它与种子发育、成熟、萌发及种子贮藏寿命和劣变等生理过程有着紧密的联系。因此,种子活力问题日益引起国际、国内种子工作者的重视和关注。
(一)种子活力的概念和定义
早在1876年种子学的创始人德国的Nobbe就指出在同一批种子内存在个体间发芽和幼苗生长速度的差异,并且不同种子批的平均值通常也不同。他将这种现象称为生长力(triebkraft),意为推动力(driving force)。这一现象后来有不同名称,如发芽势(germination energy)、生命力(vitality)和幼苗活力(seedling vigour)。为避免混乱,目前已普遍采用种子活力(seed vigour)一词。1950年在国际种子协会(ISTA)的年会上首次讨论了种子活力测定这一概念。会议对发芽试验和幼苗活力取得了一致意见:发芽试验一般应在无机发芽床上、适宜的条件下进行;而某些特殊试验,如土壤试验、砖砾试验则称为活力测定(Franck,1950)。尽管如此,长期以来对种子活力的定义仍不统一,因为种子活力不像发芽率那样是一个单一的质量指标,而是描述若干特性的概念,不同学者对种子活力的定义认识有差异。通过长达1/4世纪的争论,直到1977年,才在国际种子检验协会(ISTA)的代表大会上通过了种子活力的定义(Perry,1978),即“种子活力是决定种子或种子批在发芽和出苗期间的活性水平和行为的那些种子特性的综合表现。种子表现良好的为高活力种子”。
与种子活力有关的各方面特性表现有:
①种子发芽和幼苗生长的速度和整齐度;②田间表现,包括出苗、生长的速度和整齐度;③贮藏、运输后的表现,特别是发芽能力的保持。活力强度可持续影响植物生长,作物整齐度、产量和产品质量。
官方种子分析家协会(AOSA)(北美)于1980年采用了较为简单直接的定义(McDonald,1980):“种子活力是指在广泛的田间条件下,决定种子迅速整齐出苗和长成正常幼苗潜在能力的总称”。
以上两个定义的基本内容是十分相似的。简单概括地说,种子活力就是种子的健壮度(郑光华,1980)。健壮的种子(高活力种子)发芽、出苗整齐、迅速,对不良环境抵抗能力强。健壮度差的种子(低活力种子)在适宜条件下虽能发芽,但发芽缓慢,在不良环境条件下出苗不整齐,甚至不出苗。
(二)种子活力、种子生活力和发芽力含义的差异及其相互关系
种子生活力(Viability)是指种子的发芽潜在能力和种胚所具有的生命力,通常是指一批种子中具有生命力(即活的)种子数占种子总数的百分率。种子发芽力是指种子在适宜条件下(实验室可控制的条件下)发芽并长成正常植株的能力,通常用发芽势和发芽率表示。种子活力通常指田间条件下的出苗能力及与此有关的生产性能和指标。
关于活力与发芽力之间的关系,Isely已于1957年以图解表示(图2-54)。图中那条最长的横线是区别种子有无发芽力的界线,也是活力测定的分界线,在此线以上,表明种子具有发芽能力,即属于发芽试验的正常幼苗,在此括弧范围内,可以适用活力测定,即将这些具有发芽力的种子划分成为高活力和低活力种子。在此横线以下是属于无发芽力的种子,其中部分种子虽能发芽,但发芽试验时属不正常幼苗,在计算种子发芽率时,将它们列人不发芽种子,当然也是缺乏活力的种子,至于那些种子检验时的死种子则更无活力可言了。
种子活力与种子发芽力(生活力)对种子劣变的敏感性有很大的差异(图2-55)。当种子劣变达X水平时,种子发芽力并不下降,而活力则有下降;当劣变发展到Y水平时,发芽力开始下降,而活力则表现严重下降;当劣变至最后一根纵线时,其发芽力尚有50%,而活力仅为10%,此时种子已没有实际应用价值。
Woodstock(1966,1969)在大量生态生理方面可重复性的严格控制的试验条件下,并在标准实验技术为手段测定活力的试验研究基础上,对活力概念作以下进一步的概括:即“活力系指健壮种子播种后可在较广的环境因子范围内迅速萌发,并出苗整齐”。其着眼点是放在籽粒个体在有利和不利的环境条件下,其萌发、成苗差异性的分析上。Woodstock从中推导出一个有关种子活力的双向量二维数学分析图解(图2-56),其纵坐标表示发芽率或幼苗生长速率,横坐标表示环境因子,曲线A指高活力种子能在较广的环境因子范围内迅速萌发;B指低活力种子只能在较窄的范围内萌发;C指低活力种子虽然也能在较广的环境因子范围内萌发,但发芽率和幼苗生长速率有下降趋势。这一模式示意图既表明在合适、有利的条件下种子本身的潜能是主要限制因子,又体现出在逆境胁迫条件下种子的适应程度,因而将活力的概念推进了一步。
(三)种子活力的重要意义
1.高活力种子的生产优越性 种子是农业生产的重要基本生产资料,种子活力是种子重要的
品质,高活力种子具有明显的生长优势和生产潜力,对农业生产具有十分重要的意义。
(l)提高田间出苗率高活力种子播到田间后出苗迅速、均匀一致,保证全苗壮苗和作物的田间密度,为增产打下良好的基础。
(2)抵御不良环境条件高活力种子由于生命力较强,对田间逆境具有较强的抵抗能力。如在干旱地区,高活力种子可适当深播,以便吸收足够的水分而萌动发芽,并有足够能量顶出土面,而低活力种子则在深播情况下无力顶出土面。又如在多雨或土壤私重的地区,土壤容易板结,高活力种子有足够力量顶出土面,而低活力种子则不能抵抗不良条件而不能出苗。
(3)增强对病虫杂草竞争能力高活力种子由于发芽迅速、出苗整齐,可以逃避和抵抗病虫为害。同时由于幼苗健壮、生长旺盛,具有和杂草竞争能力。
(4)抗寒力强,适于早播某些作物生长季节较短,要求提早播种才能保证一定的产量。通常高活力种子对早春低温条件具有抵抗能力,故可适当提早播种。一般在早播条件下可以适当早收和提高产量。对于蔬菜来说早收则可提早上市,能明显提高市场价格和经济效益。
(5)节约播种费用高活力种子成苗率高,因此可比低活力种子可减少播种量。更严重的是低活力种子田间出苗率低,往往播种后缺苗断垄,必须重播,不仅增加种子费用,高活力种子播后一次全苗,省工省时,节约人力物力。
(6)增加作物产量高活力种子不仅可以全苗壮苗,且可提早和增加分靡及分枝,增加有效穗数和果枝,因而可以明显增产。据美国对大豆、玉米、大麦、小麦、燕麦、葛芭、萝卜、黄瓜、南瓜、青椒、番茄、芦笋、蚕豆等 14 种作物的统计资料,高活力种子可以增产20%-40%。对于叶菜类和根菜类等蔬菜作物及牧草作物,因为不必收获它们的种子,高活力种子长出幼苗及营养器官均较快速,增产作用则更为明显。
(7)提高种子耐藏性高活力种子可以较好抵抗各种贮藏逆境,如高温、高湿等不良条件。因此当需要作较长时期贮备的种子或作为种质资源保存的种子,最好选择高活力的种子。
2.种子活力测定的必要性
(l)活力测定是保证田间出苗率和生产潜力的必要手段种子生产者和种子使用者,愈来愈感到种子活力对农业生产的重要性,在播种之前,他们不仅是了解种子发芽力,而是更关心田间出苗率。因为有些开始老化劣变的种子,其发芽尚未表现降低,但活力却表现较低,影响田间出苗率,往往两批发芽率相同或接近的种子,其活力和田间出苗率有较大的差异( ISLA , 1995 ) , 在此种情况下进行活力测定,选用高活力种子是非常必要的,特别进行机播(玉米穴播)时尤为重要。
(2)活力测定是种子产业中必不可少的环节种子收获后,要进行干燥、清选、加工、贮藏等处理过程。如某些条件不合适,均有可能使种子遭受机械损伤,使种子变质而降低种子活力。及时进行活力测定,可及时改善加工、处理条件,保持和提高种子活力。
(3)活力测定是育种工作者必须采用的方法育种工作者在选择抗寒、抗病、抗逆、早熟、丰产的新品种时,都应进行活力测定。因为这些特性与活力密切有关。此外他们要选择某些有利于出苗的形态特征,如大豆下胚轴坚实性、玉米芽鞘开裂性等,前者有利于幼苗顶出土面,后者不利于幼苗出土,凡此等均离不开活力测定。
(4)活力测定是种子生理工作者研究种子劣变生理的必要方法种子从形成发育、成熟收获直至播种的过程中,无时无刻不在进行变化,生理工作者要采用生理生化及细胞学等方面的种子活力测定方法,研究种子劣变机理及改善和提高活力的方法。
上一篇:被子植物 下一篇:影响棉花种子活力因素的探讨
|