播種深度對玉米子粒類型品種育苗的影響

種子的發(fā)芽和傳播是品種和環(huán)境因素共同作用的結果[1.4]。播種深度和品種特性是影響種子出苗的要素。室內相同條件實驗能最大限度消除環(huán)境因子的影響,幼苗所反映的特征就更能反映品種的真實性。本研究以我國北方地區(qū)廣泛種植的4種不同類型的32個玉米雜交種為材料,通過室內盆栽實驗,研究馬齒型、半馬齒型、半硬粒型和硬粒型玉米雜交種種子在0、5、10、15cm不同播種深度下種子出苗情況,比較不同類型品種間的生物學特性和差異,研究適宜的播種深度,為農業(yè)生產栽培提供科學依據(jù)。1材料和方法1.1半馬齒型、硬粒型選取華北地區(qū)廣泛種植的4種不同類型玉米雜交品種各8個,共32個供試品種。馬齒型品種有農單5、登海11、掖單20、浚單18、登海9、冀豐58、唐玉10、平單1;半馬齒型品種有邯豐08、魯原單14、邢抗2、京墾109、鄭單958、永玉1號、魯單981、魯單50;半硬粒型品種有登海3、金海5、西玉3、宣巡8、高農901、衡單11、京科23、京科108;硬粒型品種有唐抗5、京單951、寬城10、中原單32、金稷3、沈單10、沈單16、青98-1。1.2種子砂床的制備32個供試玉米雜交種完整種子分別隨機抽取100粒,稱重,樣品重量之間的差異不超過5%[6~9],重復4次。計算每個玉米品種的百粒重,以百粒重來代替種子的大小。篩選直徑約1mm的砂子,在105℃下消毒12h,將其裝入發(fā)芽皿和栽培盆內,適量澆水,制成2cm厚的發(fā)芽砂床。精選飽滿成熟自然干燥的種子各20粒洗凈、曬干,稱重后每皿20粒胚向下種植,表播于發(fā)芽皿內,其余種于栽培盆內,然后分別覆蓋砂土5、10、15cm,澆水,保持砂土濕潤,25℃室溫內發(fā)芽。日光燈控制光照12h。每個處理3次重復。1.3苗木率的測定胚芽鞘出土達2cm時為發(fā)芽,從開始發(fā)芽逐日觀察記錄發(fā)芽數(shù),直至基本停止發(fā)芽,在50%以上達到1葉1心為出苗,計算出苗率。隨機取10株去掉砂土幼苗,測量中胚軸長度、胚芽鞘干重和苗長并記錄;發(fā)芽不到10株的全部測量,計算單株平均中胚軸長度、胚芽鞘干重和苗長。分別取中胚軸、胚芽鞘和葉片于105℃殺青1h,75℃烘至恒重,稱重,計算干重。2結果與分析2.1出苗、植株的粘結能力種子大小是其物理特性之一,不同大小的種子從理論上反映了種胚所存物質的多少,具有重要的生態(tài)指示意義。種子大小也影響種子發(fā)芽、出苗、植株的結實能力[13~15]。由表1可知,通過百粒重比較可以看出,各類型品種的種子粒重大小不一,不能以類型來確定種子的大小,馬齒型品種平均百粒重為25~36g,半馬齒型品種為22~36g,半硬粒型品種為27~35g,硬粒型品種為23~32g,平均為27.254g,相對較小。經方差分析,F=1.53,<F0.05=2.95,不同類型間粒重無顯著差異。2.2玉米品種的出苗率由表2可以看出,播種至出苗天數(shù)隨著播種深度的增加不斷延長,表播平均7d出苗,播深15cm時出苗時間最長,達到26d;出苗率隨著播種深度的增加不斷降低,由90%下降到5%。相關研究表明,幼苗發(fā)育不取決于粒重,粒重比粒輕種子長出的苗壯,但出苗率并不高。各類型玉米品種在0~10cm播種深度下基本都能出苗,只有馬齒型品種(登海9)在10cm播種深度下沒有出苗;在15cm播種深度下,半馬齒型有3個品種出苗,半硬粒型、硬粒型品種都僅有1個品種出苗。15cm播種深度下,半馬齒型品種出苗較多,出苗率也高。2.3不同播深度對玉米幼苗生長和干重的影響玉米種子的胚根與胚芽間的構造稱為中胚軸,種子播種較深,中胚軸將伸長,中胚軸的長度與播種深度成正比。胚芽鞘的長短決定著種子發(fā)芽后是否能成功穿過覆土,長出地表。如果胚芽鞘太短,播種太深,種子發(fā)芽后就無法伸出地表[16~19]。玉米中胚軸長度隨著播種深度的增加不斷增加。在0、5、10cm播種深度下,胚芽鞘長度隨著播種深度的增加而減少,播種深度達到15cm時,胚芽鞘長度反而增加,可能是由于壓力增大激發(fā)了細胞的潛能使之伸長,其機理還有待進一步研究。苗長雖然隨著播種深度增加而加長,但除去中胚軸長度后,葉長并沒有顯著增加,說明隨著播種深度的增加,種子貯藏物質主要用于中胚軸生長。由表3可以看出,中胚軸干重隨著播種深度的增加而增加,胚芽鞘干重與長度的變化趨勢則相反,在0~10cm播深內,胚芽鞘長度隨播種深度的增加而變短,而干重則隨著播種深度的增加而增加,這說明雖然胚芽鞘長度變短,但運轉到胚芽鞘的種子貯藏物質卻不斷增加,為胚芽鞘頂土出苗提供了物質保障。葉干重在0~10cm內隨著播種深度的增加而增加,說明種子貯藏物質向葉的轉化率增加,利于苗的生長;播種深度15cm時葉干重明顯減少,說明種子貯藏物質向中胚軸、胚芽鞘的轉移已經大于向葉的轉移,不利于玉米幼苗生長。隨著播種深度的增加,4種類型玉米的苗干重都不斷增加。有研究表明,種子大小與種苗活力顯著相關,在早期,從大粒種子長出的種苗通常比小粒種子長出的種苗大,大種子長出的種苗具有持續(xù)保持大苗的優(yōu)勢。不同類型的品種隨播種深度變化表現(xiàn)各不相同,硬粒型品種無論從長度還是干重上都明顯低于其他類型,可能與種子粒重相對較小有關;半馬齒型品種在15cm深播條件下胚芽鞘長度明顯加長,且出苗品種相對最多,出苗率也較高,說明半馬齒型品種胚芽鞘頂土能力較強,具有深播潛力。2.4半馬齒型和半硬粒型種子發(fā)育的關系由各指標的相關系數(shù)可以看出,各類型品種的出苗時間與播種深度呈顯著正相關(表4),出苗率與播種深度呈顯著負相關,隨著播種深度的增加出苗時間不斷延長,出苗率不斷減小。中胚軸長度、苗長度和播種深度呈顯著正相關;半馬齒型品種胚芽鞘長度與播種深度呈正相關;其他類型的胚芽鞘長度都與播種深度呈負相關;馬齒型和半馬齒型品種葉長與播種深度呈正相關;與半硬粒型和硬粒型則呈負相關。中胚軸、胚芽鞘、苗干重與播種深度呈顯著正相關,馬齒型與半馬齒型由于葉片長度隨播種深度增加,干重也隨之加大;半硬粒型與硬粒型品種則隨著播種深度增加葉片長度減小,苗干重也隨之減少。由此可以看出,地上部葉子的生長可能是由品種的遺傳特性決定的。通過不同類型玉米品種出苗各項指標與播種深度的相關分析可知,出苗時間、出苗率、中胚軸長度(干重)、胚芽鞘干重、苗長(干重)可作為制定不同類型玉米品種適宜播種深度的參考指標。3不同類型玉米種子出苗能力本研究表明,表播出苗率最好,出苗時間短。土壤濕度隨深度的增加而增大,如果表播不及時補充水分,種子會因干旱而無法發(fā)芽或因扎根困難而不能成活;如果播種太深,種子出土時間推遲,出苗率降低。綜合考慮,一般玉米播種深度應以5cm較好,最多不超過15cm。不同類型品種隨著播種深度的增加,出苗時間明顯加長,平均出苗率降低。不同類型間在0~10cm播種深度各項指標差異不顯著,半硬粒型品種綜合表現(xiàn)較好,出苗時間短,出苗率也高;15cm播種深度下半馬齒型品種表現(xiàn)較好,出苗品種較多,出苗率高。種子大小與種子出苗能力具有一定的相關性。馬齒型品種在不同播種深度下中胚軸干重明顯大于硬粒型品種,硬粒型品種無論從長度還是干重上都明顯低于其他類型,半硬粒型品種中胚軸長度和地上部葉長度的總體表現(xiàn)優(yōu)于其他品種。不同類型玉米品種中胚軸干重隨著播種深度的增加而增加,胚芽鞘干重與長度的變化趨勢則相反,葉干重隨播種深度變化不大,播種深度15cm時葉干重明顯減少,不利于玉米的生長。馬齒型品種中胚軸