早熟禾牧草种子学.pptx

第第一节种子休眠的意义和原因节种子休眠的意义和原因一、休眠的概念和意义二、休眠的原因概述（一）种胚未成熟（二）种子未完成生理后熟(after-ripening)（三）种被的影响（四）抑制物(curb)的作用（五）不适宜条件的影响第三章种子休眠第三章种子休眠 v成成熟熟后后的的种种子子在在系系统统发发育育和和适适应应环环境境中中形形成成不同的反应：不同的反应：（1）成成熟熟后后遇遇到到适适宜宜条条件件，在在母母株株上上便便可可萌萌发发红豆草、白皮小麦红豆草、白皮小麦无适宜条件时静止（种子）无适宜条件时静止（种子）（2）成熟后遇到适宜条件也不萌发休眠种子）成熟后遇到适宜条件也不萌发休眠种子一、休眠的概念和意义 v通通称称（广广义义）具具有有生生活活力力的的种种子子处处于于不不能能发发芽的状态称休眠。芽的状态称休眠。1、被动休眠（强迫休眠、被动休眠（强迫休眠）：不具备发芽条件。不具备发芽条件。2、自发休眠（生理休眠）：具备发芽条件仍、自发休眠（生理休眠）：具备发芽条件仍不发芽的状态（种子未通过生理成熟阶段或不发芽的状态（种子未通过生理成熟阶段或存在某些障碍，虽然给予适当的发芽条件仍存在某些障碍，虽然给予适当的发芽条件仍不能萌发，是随着种子形成而带来的特性，不能萌发，是随着种子形成而带来的特性，所以也称原生休眠。所以也称原生休眠。v1、生生物物学学意意义义：是是植植物物在在系系统统发发育育中中所所形形成成的的抵抵抗抗不不良良环环境境的的适适应应性性。渡渡过过不不良良环环境境，繁繁衍衍后后代代，有利物种保存。有利物种保存。（1）同一批种子群体其休眠深度不一样）同一批种子群体其休眠深度不一样v野生植物野生植物牧草牧草蔬菜蔬菜经济作物经济作物谷物谷物v原原因因：遗遗传传上上的的细细小小差差异异；成成熟熟度度不不同同；不不同同个个体历经的环境有差异；种子本身的微环境不同。体历经的环境有差异；种子本身的微环境不同。（2）休眠解除与环境关系）休眠解除与环境关系 有些需要冷冻或低温下才可解除有些需要冷冻或低温下才可解除（3）保保证证种种子子在在适适宜宜的的区区域域发发芽芽：有有些些种种子子经经红红光光照射后才能发芽，如树荫下的种子。照射后才能发芽，如树荫下的种子。2、农业生产上的意义 v有利的一面：有利的一面：（1）避免种子在株上发芽、减少收获损失）避免种子在株上发芽、减少收获损失（2）在贮藏期稳定，如硬实类种子）在贮藏期稳定，如硬实类种子v不利的一面：不利的一面：（1）杂杂草草种种子子，利利用用不不同同休休眠眠的的种种子子，持持续出苗、影响杂草防除（根除难）续出苗、影响杂草防除（根除难）（2）休眠不能发芽影响种子检验结果）休眠不能发芽影响种子检验结果（3）休眠影响田间出苗率）休眠影响田间出苗率二、种子休眠的原因二、种子休眠的原因（一）种胚未成熟（一）种胚未成熟如：银杏、毛茛、人参、贝母等药用植物种子如：银杏、毛茛、人参、贝母等药用植物种子（二）种子未完成生理后熟（二）种子未完成生理后熟破破除除方方法法：要要求求低低温温层层积积，即即在在0-10条条件件下下，数数日日的的低低温温层层积积，解解除除休休眠眠。如如苹苹果果种种子子在在34下，层积下，层积2-3个月。个月。（三）种被的影响（物理性休眠）（三）种被的影响（物理性休眠）1、种被的不透水性、种被的不透水性 a、种被保护性能好种被保护性能好 b、种被上有疏水物质（脂类）种被上有疏水物质（脂类）c、特殊的种皮结构硬实种子特殊的种皮结构硬实种子2、种被的不透气性、种被的不透气性v多数禾本科植物种子休眠原因，透水但多数禾本科植物种子休眠原因，透水但对气体的通透性差对气体的通透性差 3、种被的机械约束作用：、种被的机械约束作用：（四）抑制物质的作用（四）抑制物质的作用1、抑制物、抑制物(curb)的种类及性质的种类及性质v存在部位：稃壳里（禾草）、果皮（菊、存在部位：稃壳里（禾草）、果皮（菊、十字花、藜科的部分种子）、种皮、胚乳十字花、藜科的部分种子）、种皮、胚乳（苹果、梨）、胚（某些禾草）（苹果、梨）、胚（某些禾草）v抑制物的性质抑制物的性质 一般为水溶性；非专一性；部分具挥发性；一般为水溶性；非专一性；部分具挥发性；浓浓度度不不同同、作作用用可可能能相相反反；一一定定条条件件下下可可转转化为促进发芽物质化为促进发芽物质 2、抑制物对种子发芽的影响、抑制物对种子发芽的影响（1）抑制）抑制DNA、RNA、Pr的合成的合成（2）抵抵消消生生化化促促进进物物质质的的作作用用或或抑抑制制其其合合成成。ABAGA诱导诱导淀粉酶淀粉酶（3）影响细胞膜透性、阻止内外物质运输）影响细胞膜透性、阻止内外物质运输（4）阻阻止止呼呼吸吸向向HMP（磷磷酸酸戊戊糖糖循循环环）途途径径转化转化3、激素对种子发芽和休眠的影响模式、激素对种子发芽和休眠的影响模式（1）平衡调控模式）平衡调控模式（2）三因子模式（三因子学说）三因子模式（三因子学说）vGA，种种子子发发芽芽所所必必需需；ABA，抑抑制制GA的的作；作；CK，解除解除ABA对对GA的抑制作用。的抑制作用。vGA +-vCK +-+-vABA +-+-+-+-v状态状态 （五）不适宜条件的影响（五）不适宜条件的影响v对对种种子子发发芽芽起起抑抑制制作作用用的的因因素素及及不不适适宜宜的的贮贮藏藏、加工、处理条件等均可引起二次休眠。加工、处理条件等均可引起二次休眠。（1）温温度度 莴莴苣苣适适温温15-20，但但28-30下下进进入入休眠热休眠休眠热休眠（2）光光 梯梯牧牧草草、酸酸模模,喜喜光光种种子子在在黑黑暗暗条条件件下下不不发发芽芽，后后给给予予光光照照仍仍不不发发芽芽暗暗休休眠眠;绿绿尾尾苋苋等等忌忌光光种种子子，在在较较长长时时间间红红光光、远远红红光光照照射射后进入休眠后进入休眠（3）水）水 过多、不足均可引起休眠过多、不足均可引起休眠（4）气气体体 O2少少，CO2多多时时，在在潮潮湿湿土土壤壤中中的的杂杂草草种种子子可可引引起起二二次次休休眠眠，即即CO2浓浓度度高高，会诱导吸胀种子进入休眠。会诱导吸胀种子进入休眠。（5）化学药剂）化学药剂，也可导致二次休眠。，也可导致二次休眠。一、休眠期(dormant period)的概念 二、禾本科牧草种子休眠期及其影响因素 三、禾本科植物种子的休眠原因 （一）禾谷类作物种子的休眠原因（大麦、小麦、水稻等）（二）禾本科牧草种子的休眠原因（羊草、结缕草等）四、禾本科植物种子休眠及解除机理 （一）激素作用 （二）呼吸途径的转化第二节第二节 禾本科植物种子的休眠禾本科植物种子的休眠v休眠期休眠期(dormant period)：种子群体从收获至种子群体从收获至80%的种子通过休眠能正常发芽所经历的时的种子通过休眠能正常发芽所经历的时间，少数以间，少数以50%或或95%为界。为界。一、禾本科牧草种子的休眠期一、禾本科牧草种子的休眠期v羊羊草草（4年年）草草芦芦、早早熟熟禾禾（2-4个个月月）鸭鸭茅茅、紫紫羊羊茅茅（2个个月月）鹅鹅冠冠草草、猫猫尾尾草草、无无芒雀麦（芒雀麦（1-1.5个月）个月）二、禾本科植物种子的休眠原因二、禾本科植物种子的休眠原因（一）禾本科作物种子种被透气性差，（一）禾本科作物种子种被透气性差，含有一些酚类物质（多酚氧化物）含有一些酚类物质（多酚氧化物）（二）禾本科牧草种子（二）禾本科牧草种子 1.羊草种子：羊草三低羊草种子：羊草三低 （抽穗率、结实率、发芽率）（抽穗率、结实率、发芽率）（1）休休眠眠期期：一一般般为为4年年左左右右（室室温温1525条条件件下下干干燥燥贮贮存存）以以50%为为界界。自自然然条条件件下下，5-6年年的的种种子子发发芽芽率率最最高高，7年年后后下降。下降。（2）休眠原因：胚乳内存在抑制物）休眠原因：胚乳内存在抑制物ABA（3）破除方法：）破除方法：a、室内发芽试验建议用土培法室内发芽试验建议用土培法 b、低温流水浸泡低温流水浸泡v低低温温加加强强促促进进物物的的合合成成或或利利于于促促进进物物从从结结合合态态的的释放；流水淋洗掉抑制物释放；流水淋洗掉抑制物v贮贮1年年的的种种子子，流流水水浸浸泡泡90天天为为宜宜，发发芽芽率率最最高高；贮贮3-5年年的的种种子子，流流水水浸浸泡泡20天天为为宜宜，发发芽芽率率最最高高；贮贮5-8年的种子，流水浸泡年的种子，流水浸泡6天为宜，发芽率最高天为宜，发芽率最高 c、GA处理浓度处理浓度 50ppm 100ppm 200ppm v 发芽率发芽率43%50%38%2、结缕草和早熟禾种子、结缕草和早熟禾种子 1）休眠原因：颖苞透气性差）休眠原因：颖苞透气性差2）破除方法）破除方法：v机机械械去去掉掉颖颖苞苞。硫硫酸酸或或NaOH、KOH溶溶液液处处理理用用30%NaOH浸浸1020min发发芽芽率达率达9098.3%。v红光或低温处理红光或低温处理v激素（乙烯利）浸泡激素（乙烯利）浸泡三、禾本科植物种子休眠解除的机理三、禾本科植物种子休眠解除的机理激素作用激素作用 v休休眠眠种种子子种种被被透透气气性性逐逐渐渐增增强强O2经经种种皮皮进进入入胚胚种种胚胚内内有有少少量量GA形形成成或或释释使使胚胚乳乳分分解解液液化化，其其代代谢谢时时产产生生IAA、ck）转转入入胚胚中中促促进进胚胚细细胞胞分分裂裂、伸伸长长、产产生生更更多多GA促促使使胚胚乳乳进进一一步步水水解解、产产生糖和氨基酸等物质生糖和氨基酸等物质幼苗生长幼苗生长第三节第三节 硬实及其破除方法硬实及其破除方法(hard seeds and methodology of breaking)一、硬实不透水的原因 二、影响硬实形成的因素 三、硬实的解除v硬硬实实种种子子(hard seeds)：由由于于种种皮皮不不透透水水保保持坚硬状态而不能发芽的种子。持坚硬状态而不能发芽的种子。v主主要要分分布布豆豆科科植植物物种种子子，特特别别是是小小粒粒野野生生豆豆科科植植物物中中常常见见。另另外外，在在锦锦葵葵科科（棉棉花花）旋旋花花科科（甘甘薯薯）藜藜科科、茄茄科科、苋苋科科通通常常也也有有硬硬实种子。实种子。硬实种子特点a、是一种长命种子（因其种皮保护性能强）；是一种长命种子（因其种皮保护性能强）；b、具低水分机制具低水分机制c、从外部形态上很难确定，需经浸泡，不能吸从外部形态上很难确定，需经浸泡，不能吸胀的种子为硬实。胀的种子为硬实。一、硬实不透水的原因一、硬实不透水的原因1、种子表皮细胞结构方面、种子表皮细胞结构方面（1）表皮）表皮 角角质质层层蜡蜡质质，疏疏水水物物质质；种种皮皮细细胞胞内内含含有有果果胶胶质质，水水分分失失去去后后，硬硬化化，不不易易重重新新吸吸胀胀，失失去去可逆性）可逆性）（2）栅栅状状细细胞胞层层（马马氏氏细细胞胞）其其外外端端细细胞胞壁壁加加厚厚连接明线是硬化的角质层（胼胝层不透水）连接明线是硬化的角质层（胼胝层不透水）（3）骨状石细胞某些种子形成硬实的原因）骨状石细胞某些种子形成硬实的原因2、种脐结构特性、种脐结构特性v种种脐脐中中间间的的缝缝称称脐脐门门；种种脐脐周周围围的的部部分分称称脐脐疤疤（是具有加厚的瓣膜状组织）（是具有加厚的瓣膜状组织）v脐疤部位的胶体特性决定种子的透水性脐疤部位的胶体特性决定种子的透水性a、外外界界RH低低时时，种种脐脐失失水水收收缩缩活活门门打打开开，里里面面水向外散失水向外散失b、外外界界RH高高时时，种种脐脐吸吸水水膨膨胀胀活活门门关关闭闭，外外界界水进不去水进不去v种种脐脐的的脐脐疤疤控控制制水水的的进进出出，只只许许里里面面水水散散出，不许外界水进入。出，不许外界水进入。二、影响硬实形成的因素二、影响硬实形成的因素（一）内因（一）内因1、遗遗传传因因素素：野野生生小小粒粒的的豆豆科科牧牧草草种种子子硬硬实实率率高高。百百脉脉根根（42%）白白花花草草木木栖栖（39%）白白三三叶叶（35%）黄黄花花苜苜蓿蓿（30%）红红豆豆草草（10%）紫苜蓿（紫苜蓿（10%）2、成成熟熟度度：（成成熟熟度度高高硬硬实实多多）提提早早收收获获可可减减少少硬硬实实。例例：紫紫云云英英，株株上上部部种种子子硬硬实实率率50%，株株下下部部种种子子硬硬实实率率80-90%，无无限限花花序序先成熟的硬实率高。先成熟的硬实率高。（二）外因（二）外因 1、贮藏期间的环境条件、贮藏期间的环境条件 高高温温干干燥燥RH30%时时，硬硬实实率率高高；阴阴干干比比晒晒干干好好，晒晒干干硬硬实实高高；黄黄花花羽羽扇扇豆豆成成熟熟无无硬硬实实种种子子收藏于收藏于18条件下，出现硬实。条件下，出现硬实。2、成熟期间的环境条件、成熟期间的环境条件 苜蓿种子硬实率高低决定于气候条件：通常苜蓿种子硬实率高低决定于气候条件：通常低低纬度纬度地区成熟硬实少；高纬度地区成熟硬实多；地区成熟硬实少；高纬度地区成熟硬实多；干热干热条件下成熟的种子硬实多；条件下成熟的种子硬实多；土壤含钙量土壤含钙量高，高，硬实种子多。硬实种子多。三、硬实的解除三、硬实的解除 1机械破损机械破损2温温度度处处理理：加加热热干干燥燥，促促使使种种皮皮胀胀缩缩、改改变变种种皮胶体特性；液皮胶体特性；液N（-196）处理草木栖、苜蓿处理草木栖、苜蓿3自自然然风风化化（变变温温）：播播在在土土中中经经受受寒寒冷冷、霜霜雪雪改变种皮特性（寄籽播种）。改变种皮特性（寄籽播种）。4物物理理因因素素：用用2000大大气气压压的的水水压压处处理理草草木木栖栖、苜蓿种子苜蓿种子40分钟，会显著提高发芽率。分钟，会显著提高发芽率。5化学处理：常用浓硫酸，对于不同硬实种子，化学处理：常用浓硫酸，对于不同硬实种子，采用不同浓度，浸泡时间各异。采用不同浓度，浸泡时间各异。第四节第四节 种子休眠的控制（种子休眠的控制（control of seed dormancy）一、根本性措施选种一、根本性措施选种 二、栽培管理中控制二、栽培管理中控制 三、贮藏中控制三、贮藏中控制 四、预措四、预措第四节种子休眠的控制第四节种子休眠的控制 一、根本性的措施选种v休眠期是种子在长期系统发育过程中所形成的遗传性。因此生产上可根据 需要选育具有一定休眠期的品种。这是改变种子休眠期特性最经济、最有效的办法。二、栽培管理中控制二、栽培管理中控制 v种子休眠期长短与栽培条件有关。种子休眠期长短与栽培条件有关。1、作好预测预报，采取相应措施、作好预测预报，采取相应措施 a、了解本品种的休眠特性深浅（长短）了解本品种的休眠特性深浅（长短）b、成熟后期的天气条件（雨水、温度状况）成熟后期的天气条件（雨水、温度状况）v应应急急措措施施：根根据据休休眠眠期期的的深深浅浅、安安排排收收获获次次序序，备好人工干燥条件等。备好人工干燥条件等。2、田间喷药：、田间喷药：a、穗萌抑制剂穗萌抑制剂 b、催催熟熟剂剂：促促进进种种子子提提早早成成熟熟，乙乙烯烯利利 1000-2000ppm三、贮藏中控制三、贮藏中控制 1、正确控制温湿度、正确控制温湿度v 休休眠眠种种子子，在在较较高高温温度度、良良好好的的通通风风条条件件下下贮贮藏藏，促促其其干干燥燥，可可缩缩短短休休眠眠期期。如如：小小麦麦热进仓（杀虫、缩短休眠）热进仓（杀虫、缩短休眠）v已通过休眠的种子，在较低温度下，保持微已通过休眠的种子，在较低温度下，保持微弱的呼吸，延长寿命，防衰退。弱的呼吸，延长寿命，防衰退。2、正确的贮藏方式、正确的贮藏方式v 除除常常规规的的干干燥燥、低低温温贮贮藏藏方方式式外外，为为控控制制休休眠眠期期的的长长短短，园园林林、树树木木种种子子层层积处理贮藏，缩短休眠期积处理贮藏，缩短休眠期v对对易易萌萌发发休休眠眠短短的的马马铃铃薯薯萘萘乙乙酸酸甲甲酯酯分层撒于薯堆中可延长休眠分层撒于薯堆中可延长休眠四、播前预措四、播前预措 1物物理理机机械械法法：温温度度处处理理（晒晒种种、温温汤汤、自自然然变变温温等等处处理理）；机机械械摩摩损损、切切破破种种皮、砂擦、机碾等皮、砂擦、机碾等2、采用特殊的发芽条件采用特殊的发芽条件 a、高高温温：对对新新收收获获的的玉玉米米，发发芽芽采采用用35条件可提高发芽率条件可提高发芽率 b、低温：冬麦类，先于低温：冬麦类，先于8-10条件下放条件下放三昼夜，然后移常温下发芽。三昼夜，然后移常温下发芽。3、化学药剂处理、化学药剂处理 a、H2O2，具具双双重重作作用用（腐腐蚀蚀种种皮皮；提提供供O2;小麦小麦30%处理处理5分钟，分钟，1%处理一昼夜）处理一昼夜）b、HNO3、KNO3、H2SO4等等、0.1-0.2%各各类类种子处理时间及药剂浓度不同种子处理时间及药剂浓度不同 c、GA处理，通常用处理，通常用100-1000ppm思考题思考题 1.种子原生休眠和次生休眠的含义？休眠的意义？2.种子休眠的原因有哪些？3.羊草和结缕草种子休眠的原因各是什么？如何破除？4.硬实种子形成的原因有哪些？