【毕业学位论文】（Word原稿）三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究

分类号： 密级： 毕 业 论 文 （本 科 生） 论文题目（中文） 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关 系研究 论文题目 （外文） of in 学 生 姓 名 吕燕燕 导师 姓名 、职称 王彦荣 教授 学生所 属 学院 草地农业科技学院 专 业 草业科学 年 级 2009 兰 州 大 学 教 务 处 诚信责任书 本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或在网上发表的论文。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 日 期： 关于毕业论文（设计）使用授权的声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属兰州大学。 本人完全了解兰州大学有关保存、使用 毕业论文 的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的 纸质版 和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权兰州大学可以将本 毕业论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本 毕业论文 。 本人离校后发表、使用 毕业论文 或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第 一署名单位仍然为兰州大学。 本毕业论文研究内容： 可以公开 不易公开，已在学位办公室办理保密申请，解密后适用本授权书。 （请在以上选项内选择其中一项打“ ”） 论文作者签名： 导师签名： 日 期： 日 期： 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 I 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 摘 要 以中华羊茅（ 、 无芒雀麦（ 和 燕麦（ 子为材料，研究 了 人工老化后不同活力的完整种子和刺破种皮种子发芽率与水浸电导率之间的关系， 旨在揭示具有半透层的禾草种子质量测定方法。取得以下主要 结果 。 随着人工老化时间的增加， 三种禾草种子的发芽率 经历了从高到低的变化趋势，在 0急剧 下降， 而后缓慢下降。其老化致死的时间分别为中华羊茅 96h、无芒雀麦 60h、燕麦 96h。 三种 禾草种皮透性存在差异，种皮透性影响劣变种子活力的电导率测定。随着人工老化时间的增加，种子的发芽率降低，完整的中华羊茅和 无芒雀麦种子发芽率与水浸电导率之间无相关性 ； 但刺破种皮后，两者的发芽率和水浸电导率之间均呈显著的负相关（ p然而完整的燕麦种子和刺破种皮后的燕麦种子发芽率与水浸电导率之间均呈显著的负相关 (p 本实验为电导率法的应用范围和 探讨具有种子半透层的种子质量适宜的检验方法提供了科学依据。 电导率法不适合于 中华羊茅和无芒雀麦种子活力 的检验 ，燕麦则可以。 关键词 ： 人工老化 ， 发芽率 ， 电导率 ，种皮透性 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 F N he to of as of of to is a of 6h, 0h,6h. in on to of is of of a in a pof a of of of is is 州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 录 摘 要 . I . . 1 . 3 . 3 . 3 器 . 3 . 3 . 3 . 4 . 4 . 4 . 4 . 5 水浸电导率的相关性分析 . 7 4 讨论 . 9 参考文献 . 11 致 谢 . 13 论文（设计）成绩 . 14 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 1 种子质量是指由种子不同特性综合而成的一种性状， 在 实际生产中要求种子具有优良的品种特性和良好 的种子特性，种子质量的优劣不仅影响农作物的产量，而且影 响农作物的品质，只有优良的种子配合适宜的栽培技术，才能发挥良种 优势，获得高产、稳产和优质的产品。种子质量的优劣是通过活力来反映的 （顾增辉， 1982） ， 种子活力是种子在广泛的田间条件下 快速、均匀出苗，并长成健壮幼苗的潜在能力 ， 并不能被直接 测定，活力水平的高低必须要依赖于种子的某些生理特性来反应，实际上也就是通过对这些特性的测定来间接地进行评定的。活力的测定要求具有灵敏性、目的性、可解释性、精确度高、重复性好、简便、迅速以及标准化和数量化等的特点 （周爱清等） 。 近 30 年来，建立了多种牧草种子质量的测定方法，可概括为种子的物理性状、某些发芽特性以及生理生化特性测定 3 方面。种子的物理性状主要包括种子的大小、种皮的颜色以及种子吸水率等；某些发芽特性的测定是指除标准发芽试验以外的其他基于种子发芽特 性的测定技术，主要包括发芽速度、幼苗生长，冷冻试验、老化以及催腐试验等；种子生理生化的测定方法主要包括电导率法、 活性等，这类测定的最大优点是操作迅速，简单易行，且 重复性好 （王彦荣等， 2001） 。 电导率法早在 1928 年便用于数种作物种子质量的检验 （ 1928） ,而后发展为预测豌豆（ 子田间出苗率的常规检验方法（ ，此后，许多学者对电导率法的 机理 进行了深入的研究，认为老化的整粒种子膜透性增加，种子内部可泄露物质的量增加，故分 析种子内部电解 质渗漏的多少，可以用电导率值的大小来反应种子的活力 。目前，该方法已经被应用于欧洲，北美，澳大利亚，新西兰等国，主要用于大粒种子的检验如大豆（ 豌豆 (玉米 ( ,在其他牧草 种子 方面的检验也有报道，研究认为电导率法可有效地评价三叶草 ( 1963） 、紫花苜蓿 ( 1996） 、百脉根( 1994） 、扁蓿豆 (玉柱等， 1989） 、柠条 (于卓等， 1990） 和花棒 ( 于卓等， 1990） 等豆科牧草种子。但是对于禾本科牧草种子方面的研究仍有争议，有研究认为多年生黑麦草 ( 1985） 、雀麦 (（ 1990） 、苏丹草 (老芒麦兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 2 (（王彦荣， 2003； 颜欣娟， 2008） 以及羊草 (（毛培胜等， 2008） 等均无法用电导率法评价种子的质量 ,深入的研究发现，苏丹草和老芒麦种皮在靠近胚乳处存在一层致密，通透性差的组织，可定义为种皮半透层 （王彦荣， 2003；颜欣娟， 2008） ， 该半透层具有阻碍四唑盐自外部渗入和内部主要小分子溶质如钾、钙离子和氨基酸等的渗出作用；所以限制了电导法对种子活力评价的应用 （王彦荣， 2003） 。 也有研究认为，电导率法适用于燕麦（ （何学青， 20008） 等种子质量的检验。 近年来， 国际上利用种子电导率来研究种子活力日益增多，国内这方面的研究也不例外。在一定的程度下，种子 浸泡液中离子浓度的变化，可测出其电导率的大小，从而可进一步找出 电导率与活力的相关性 ,但是，不同的物种由于种子的结构和内含物不同，电导率法的适用范围受到 了限制，如对苏丹草的研究发现，半透层的存在限制了电导率法的应用。 对半透层的研究主要集中在少数几种蔬菜水果和农作物上 （ ，且主要研究了这几种种子半透层的定位。在草类种子方面的报道仅见于苏丹草，老芒麦、高羊茅 (，何学青等通过对高羊茅、垂穗披碱草 (多年生黑麦草，羊草、苏丹草以及燕麦 (研究表明，禾草种皮透性存在差异，种皮透性影响种子活力的电导率测定，燕麦种子无半透层的存在，完整种子与刺破种皮的种子其发芽率与电导率呈现显著的负相关 ;而其他种子由于半透层的存在，完整种子的发芽率与电导率无相关性而刺破种皮的种子发芽率与电导率呈现显著的负相关，为禾本科种子电导率法的检验提供了理论依据。目前关于禾本科种子种类的报道较少，研究发现中华羊茅 ( 无芒雀麦 (子中存在半透层（周晶，未发表），但是对中华羊茅和无芒雀麦的种皮透性与水浸电导率关系的研究方面还未见报道，本研究在前人研究的基础上，扩大禾草种类，研究电导率法是否适合于中华羊茅，无芒雀麦和燕麦种子的检验。 中华羊茅是我国西北、华北、东北和青藏高原等地常见的野生牧草，是组成良好的天然割草地或刈牧兼用草地的优势种。无芒雀麦是耐干旱、耐寒冷及抗逆性较强的禾本科优良牧草之一，被誉为“禾草饲草之王”，适宜在我国北方的暖温带和中温带种 植，其生物学特性为耐干旱、返青早、抗旱能力强、 对土壤的适应性广， 草品质强，适应性好 （张希山等， 2002） 。 燕麦是世界性栽培作物，适应性强，是产量较高的粮、饲兼用作物。 三者均具有重要的生态学价值和经济价值，本研究以中华羊茅和无芒雀麦，燕麦为实验材料，通过人工老化获得不同质量和活力的种子，再通过测定不同活力种子的发芽率和电导率之间的关系，以及完整种子和刺破种皮的种子电导率的变化趋势，从而为电导率法是否适合于中华羊茅和无芒雀麦，以及燕麦种子提供科学的依据，为其种子的检验方法提供依据，兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 3 具有重要的意义。 料 ： 试禾 草种子 供试种子由农业部牧草与草坪草种子质量监督检验测试中心（兰州）提供。种子的初始质量及产地等信息见表 1。 器 种子老化盒、光照培养箱、电导仪、培养皿、 三角瓶。 表 1 供试种子 初始质量 种 名 水分（ %） 净度（ %） 发芽率（ %） 千粒重（ g） 采集年份 /年 产 地 中华羊茅 00 96 012 甘南合作 无芒雀麦 2 012 加拿大 燕 麦 5 012 甘肃夏河 法 子的老化处理： 在 45， 100%的相对湿度下，对三个供试种进行老化处理，以获得不同质量和活力的种子。三个供试样种均以 12h 为老化时间梯度，采用12*12*种子老化盒，盒内放一支架，加水 250 于 45 的老化培养箱中进行培养，严格按照老化时间梯度在相应时间分别取出样种，室温晾干，即获得不同质量的种子。 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 4 根据 牧草种子检验规程 测定种子的发芽率。 自各种样随机取 50 粒种子， 4 次重复 ；采用 纸上法（ 芽，统计 初始和最终 发芽率 。具体 方法见表 2。 表 2 供试种的发芽方法 种 名 发芽床 温度 （） 初次统计 （ d） 末次统计 （ d） 中华羊茅 纸 上 207 25 无芒雀麦 纸 上 207 21 燕 麦 纸 上 20 5 10 参照王彦荣（ 2003）的方法， 自各种样随机取 50 粒种子， 3 次重复 ， 准确称重至 称重后的种子倒入 150三角瓶内，加蒸馏水 100分摇荡后用保鲜膜封住瓶口，以仅装有 100馏水的瓶子为对照。各种 样于 20的培养箱中培养 24h 后取出，在 20的环境条件下用电导仪测定浸种液的电导率。再将 3 个供试样种种子的种皮刺破后， 即自各种样随机取 50 粒种子，准确称重至 后将种子放于培养皿中，用蒸馏水浸泡 2h 后用解剖针轻轻划破种皮。按照上述 方法，进行电导率的测定。根据 活力测定方法，按照以下供试计算各种样的电导率： 电导率（ s =（样品电导率 （ g） 分析 工老化对种子发芽率的影响 由图 3知： 三种禾草种子的发芽率在人工老化的过 程中，随着人工老化时间的增加，经历了从高到低的变化趋势。在劣变处理的前 48h，种子发芽率的变化分别是中华羊茅 90%无芒雀麦 87%燕麦 77% 由此可见三者的降幅都较大，劣变 60， 在劣变 96。 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 5 图 3种禾草种子 人工老化时间与发芽率的关系 工老化时间与种子水浸电导率的相关性分析 图 333映出 三种禾草种子的电导率值随着人工老化时间的增加呈现不同的响应趋势，随着人工老化时间的增加，完整的 中华羊茅和无芒雀麦种子的电导率值无明显的变化趋势，而完整的燕麦种子随着老化时间的增加电导率值增大。 刺破种皮后，三种禾草种子随着人工老化时间的增加，电导率值增大，呈现 显著的正相关。在相同的老化时间中，三种禾草种子刺破种皮的电导率数值均大于完整的种子，但是 未老化的中华羊茅和无芒雀麦完整种子 和刺破种皮的种子的电导率值相差不大，燕麦种子则相差较大 ,三种禾草种子在刺 破种皮后，随着老化时间的增加，种子内含物渗漏增多，电导率值增大。 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 6 图 3华羊茅 人工老化时间与水浸电导率的关系 图 3芒雀麦人工老化 时间 与水浸电导率的关系 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 7 图 3麦人工老化 时间 与水浸电导率的关系 同发芽率的种子与水浸电导率的 相关性分析 图 333映出 三种禾草种子的发芽率与水浸电导率之间呈现不同的响应趋势。完整的中华羊茅和无芒雀麦种子发芽率和电导率之间无相关性，随着种子人工老化程度的增加，种子的发芽率降低，但电导率值并未随着发芽率的降低而增大，随着发芽率的降低，电导率值基本不变。完整的燕麦种子随 着发芽率的降低，电导率值增大，两者呈现显著的负相关性。 刺破种皮后，三中禾草种子的电导率值均随着发芽率的降 低而增大，呈现显著的负相关性，根据数据统计电导率（ y）与发芽率（ x）的相关性系数，并建立如下回归方程： 中华羊茅： y=16. （ 1） 无芒雀麦： y= （ 2） 燕 麦： y= （ 3） 结果表明，种皮透性影响种子质量的电导率法测定 ,电导率法不适合中华羊茅和无芒雀麦 活力 的测定，而燕麦则可以。 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 8 图 3华羊茅 发芽率与水浸电导率的关系 图 3芒雀麦发芽率与水浸电导率的关系 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 9 图 3麦发芽率与水浸电导率的关系 4 讨论 作为种子活力测定的最主要的方法之一，电导率法已经被国际种子检验协会（ 入了国际种子检验规程，作为豌豆，大豆等大粒豆科牧草种子活力检验的标准方法。其原理是老化种子的膜系统受损，膜透性增强，浸水后有更多的内含物外渗，这些内含物中大多都带有电荷，所以可以用电导率仪测定（ 967;995;王彦荣， 2003）。以往 的研究证明，随着种子老化，种子浸出液电导率逐渐增加，与种子活力呈负相关（ 995;997;蒲新春等，1998；徐荣等， 2003）。 也有研究证明 ,羊草 (毛培胜等， 2008）16均无法用电导率法评价种子的质量 。 本文通过加速老化法获得不同质量的中华羊茅、无芒雀麦、燕麦种子，测定了种子的发芽率和水浸电导率，发现供试三种禾草种子生活力与电导率测定结果呈现不同的反应趋势。如，中华羊茅种子种 子的生活力与电导率不相关（ P且水浸电导率值变化较小，但是刺破种皮后中华羊茅种子的生活力与水浸电导率之间呈现显著的负相关。以往对生菜种子的研究表明，老化和未老化的生菜种子电解液测定无差异（ 989） ,对几中蔬菜种子的活力测定发现，电导率值和活力有时候会出现相反的现象，并非低活力的种子电导率就高，高活力的种子电导率就低（ 刘 志敏， 1989）， 徐 本美等对白菜，小麦，大兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 10 麦和杂交水稻等种子活力的研究发现，电导率与活力之间不一定呈负相关。在禾草种子方面，小麦种子在人工加速老化 后，老化程度和电导率之间的相关性不显著，电导率的变化无明显的规律（杨剑平， 1995） 麦，苏丹草和老芒麦等的研究中也发现了电导率与发芽率不相关的结果。 本实验的结果仍然证明电导率法不 适用于部分禾草种子活力的测定，目前的研究机理 较少，一些学者认为可能是由于禾草种子胚乳中淀粉较高（ 易 津等，1994）不溶性物质较多（韩建国等， 2000），或者是水浸电导液的导电性存在差异的原因。王彦荣对苏丹草的研究发现，刺破种皮后的苏丹草的电导率能良好的反应种子的活力，认为电导率法不能评价种子质量 的原因与种皮透性、结构和化学组成有关。电导率能反应种子内部膜透性的变化，在种子老化的过程中，种子的膜透性增加，渗漏增加，种子生活力和发芽率降低，在本实验中中华羊茅和无芒雀麦老化直至死亡其水浸电导率均无明显的变化，这说明电导率并不能反应膜的完 整性，研究表明中华羊茅种子和无芒雀麦种子存在半透层（ et 2013），半透 层 允许水分和气体的通透，而限制和阻碍了其他离子和大 分子物质的渗漏，故种子半透层的存在可能是限制电导率法检验种子活力 的原因。 对于能用电导率法测定种子质量的禾草种子，在一定条件下 ，准确 的电导率值所能反应的活力大小还有待深入的研究。 兰州大学本科生毕业论文 三种禾草种子种皮透性与水浸电导率关系研究 11 参考文献 1 G. 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