Seed Treatment: Effects on Emergence and Physiological Traits of Early-sowing Maize

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2020-0514

Abstract

Abstract:

To provide new technologies for the resistance to low temperature damage of maize, the hybrid seeds of maize were used as materials, 16 groups of seed treatment were designed, including exogenous plant growth materials, compound solutions, ultrasonic wave, seed coating agents and so on. The low temperature stress was simulated by early sowing in the field. The effects of early sowing on the emergence rate, SPAD value, soluble sugar, soluble protein and peroxidase activity were studied. The results showed that the emergence rate of early-sowing maize significantly increased with seed-coating agent. The SPAD value of plant chlorophyll also significantly increased. For T8 coating treatment, the soluble sugar content significantly increased by 34.24%, compared with CK. For T5, T7, T8 and T10 coating treatment, the soluble protein content increased by 8.60%, 21.72%, 9.70% and 19.16%, respectively. For T1, T2, T3, T10, T14 and T15 treatment, the peroxidase activity increased compared with CK. All treatment groups with seed coating agents had significant effects on alleviating low temperature damage. Totally, the integrated strategies of seed priming, ultrasonic treatment and seed coating technology can improve the cold resistance of early sowing maize.

Key words: maize, early sowing, low temperature damage, ultrasonic wave, growth regulator, compound solution, seed coatings, emergence rate, physiological trait

CLC Number:

S513

Hou Wen, Du Zhuo, Zhang Fengyun, Wu Ziwen, Wang Li, Lu Yuncai. Seed Treatment: Effects on Emergence and Physiological Traits of Early-sowing Maize[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2021, 37(14): 15-20.

Figures/Tables 6

References 29

[1]	张美华, 崔月, 张少斌. 低温条件下不同浸种剂对玉米种子萌发与幼苗生长的影响[J]. 贵州农业科学, 2017,45(1):35-38.
[2]	佟屏亚. 黑龙江省玉米生产和品种布局新形势[J]. 中国种业, 2013(2):23-25.
[3]	于滔. 玉米耐冷的生理与遗传机制研究进展[J]. 黑龙江农业科学, 2016(6):152-154.
[4]	李馨园. 低温及外源ABA对玉米幼苗ZmASR1基因表达的影响[D]. 哈尔滨:东北农业大学, 2019.
[5]	Hund A, Richner W, Soldati A, et al. Root morphology and photosynthetic performance of maize inbred lines at low temperature[J]. European Journal of Agronomy, 2007,27(1):52-61. doi: 10.1016/j.eja.2007.01.003 URL
[6]	张巽, 高志慧, 韩志平, 等. 不同浸种剂对低温胁迫下玉米种子萌发特性的影响[J]. 种子, 2018,37(9):18-23.
[7]	Farooqi M Q, Sa K J, Hong T, et al. Bulk segregant analysis (BSA) for improving cold stress resistance in maize using SSR markers[J]. Genetics and molecular research: GMR, 2016,15(4):1-12.
[8]	王兴, 刘晶晶, 阚苗苗, 等. 中国主要粮食作物产量预测模型及分布特征分析[J]. 长江大学学报:自科版, 2014,11(11):76-79,83.
[9]	张红. 硝普钠、Ca²+浸种对盐胁迫下小麦的发芽及幼苗生长的影响[J].核农学报 , 2013(10):1597-1603.
[10]	刘生荣, 李葆来, 刘党培, 等. 植物低温保护剂浸种对棉苗素质的影响[J]. 中国农学通报, 2003(5):124-125.
[11]	吴雪霞, 朱宗文, 张爱冬, 等. 外源褪黑素对低温胁迫下茄子幼苗生长及其光合作用和抗氧化系统的影响[J]. 西北植物学报, 2017,37(12):2427-2434.
[12]	丁飞. 褪黑素缓解番茄低温与水分胁迫机理研究[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2017.
[13]	张雪峰, 胡滨, 金丹. 不同外源药剂预处理对低温胁迫下玉米种子萌发的影响[J]. 黑龙江农业科学, 2011(4):69-73.
[14]	李可凡, 张蕊. 外源水杨酸对玉米幼苗抗低温胁迫能力的影响[J]. 浙江农业科学, 2015,56(6):789-791.
[15]	孟婧, 朱祥春, 史芝文, 等. CaCl₂浸种对玉米幼苗双胁迫抗性的研究[J].东北农业大学学报, 2007(2):9-12.
[16]	张燕, 方力, 李天飞, 等. 钙对烟草叶片热激忍耐和活性氧代谢的影响[J]. 植物学报, 2002,19(6):721-726.
[17]	胡丽涛. 钙和钙效应剂对低温胁迫下小麦生理生化特性的影响[D]. 重庆:西南大学, 2010.
[18]	徐小蓉, 何小红, 乙引. 钙离子对干旱胁迫下铁皮石斛愈伤组织保护酶系统的影响[J]. 分子植物育种, 2019(11):3709-3716.
[19]	李星星, 王燕提, 严青青, 等. 种衣剂对低温下棉花幼苗光合特性的影响[J]. 西北植物学报, 2018,38(3):525-534.
[20]	张冬晨, 刘海杰, 刘瑞, 等. 超声波处理对荞麦种子营养物质累积以及抗氧化活性的影响[J]. 食品工业科技, 2015(7):69-73,78.
[21]	Rao G, Huang S, Ashraf U, et al. Ultrasonic seed treatment improved cadmium (Cd) tolerance in Brassica napus L.[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 185:109659.1-109659.6.
[22]	李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
[23]	赵平. 不同基因型小麦抗旱性差异研究[D]. 合肥:安徽农业大学, 2011.
[24]	李防洲. 种子包衣处理对低温胁迫下棉花幼苗生理特性的影响[D]. 石河子:石河子大学, 2016.
[25]	胡伟凤. 超声波处理对水稻种子活力及水稻幼苗抗冷性的影响[D]. 长沙:湖南农业大学, 2018.
[26]	孙彤彤, 武春成, 宋士清. 外源水杨酸(SA)、油菜素内酯(BR)浸种对Ca(NO₃)₂胁迫下黄瓜幼苗光合特性及叶片解剖结构的影响[J]. 江苏农业学报, 2019,35(05):1184-1190.
[27]	史中飞, 梁娟红, 张小花, 等. 外源褪黑素对低温胁迫下油菜幼苗抗寒性的影响[J]. 干旱地区农业研究, 2019,37(4):163-170.
[28]	侯雯, 杜卓, 王丽, 等. 外源褪黑素对低温胁迫下玉米幼苗生长和生理特性的影响[J]. 中国糖料, 2020,42(2):33-37.
[29]	赵娜. 外源褪黑素对高温胁迫条件下黄瓜幼苗碳氮代谢的影响[D]. 杨凌:西北农林科技大学, 2012.

处理条件	包衣	不包衣
CK	空白对照
T1	BR溶液浸种3 h	BR溶液浸种3 h
T2	谷胱甘肽溶液浸种3 h	谷胱甘肽溶液浸种3 h
T3	褪黑素溶液浸种3 h	褪黑素溶液浸种3 h
T4	复合溶液1浸种3 h	复合溶液1浸种3 h
T5	复合溶液2浸种3 h	复合溶液2浸种3 h
T6	超声波处理10 min后BR溶液浸种3 h	超声波处理10 min后BR溶液浸种3 h
T7	超声波处理10min后谷胱甘肽溶液浸种3 h	超声波处理10 min后谷胱甘肽溶液浸种3 h
T8	超声波处理10min后褪黑素溶液浸种3 h	超声波处理10 min后褪黑素溶液浸种3 h
T9	超声波处理10min后复合溶液1浸种3 h	超声波处理10 min后复合溶液1浸种3 h
T10	超声波处理10 min后复合溶液2浸种3 h	超声波处理10 min后复合溶液2浸种3 h
T11	超声波处理30min后BR溶液浸种3 h	超声波处理30 min后BR溶液浸种3 h
T12	超声波处理30 min后谷胱甘肽浸种3 h	超声波处理30 min后谷胱甘肽浸种3 h
T13	超声波处理30 min后褪黑素浸种3 h	超声波处理30 min后褪黑素浸种3 h
T14	超声波处理30 min后复合溶液1浸种3 h	超声波处理30 min后复合溶液1浸种3 h
T15	超声波处理30 min后复合溶液2浸种3 h	超声波处理30 min后复合溶液2浸种3 h

处理条件	包衣	不包衣
CK	空白对照
T1	BR溶液浸种3 h	BR溶液浸种3 h
T2	谷胱甘肽溶液浸种3 h	谷胱甘肽溶液浸种3 h
T3	褪黑素溶液浸种3 h	褪黑素溶液浸种3 h
T4	复合溶液1浸种3 h	复合溶液1浸种3 h
T5	复合溶液2浸种3 h	复合溶液2浸种3 h
T6	超声波处理10 min后BR溶液浸种3 h	超声波处理10 min后BR溶液浸种3 h
T7	超声波处理10min后谷胱甘肽溶液浸种3 h	超声波处理10 min后谷胱甘肽溶液浸种3 h
T8	超声波处理10min后褪黑素溶液浸种3 h	超声波处理10 min后褪黑素溶液浸种3 h
T9	超声波处理10min后复合溶液1浸种3 h	超声波处理10 min后复合溶液1浸种3 h
T10	超声波处理10 min后复合溶液2浸种3 h	超声波处理10 min后复合溶液2浸种3 h
T11	超声波处理30min后BR溶液浸种3 h	超声波处理30 min后BR溶液浸种3 h
T12	超声波处理30 min后谷胱甘肽浸种3 h	超声波处理30 min后谷胱甘肽浸种3 h
T13	超声波处理30 min后褪黑素浸种3 h	超声波处理30 min后褪黑素浸种3 h
T14	超声波处理30 min后复合溶液1浸种3 h	超声波处理30 min后复合溶液1浸种3 h
T15	超声波处理30 min后复合溶液2浸种3 h	超声波处理30 min后复合溶液2浸种3 h

处理条件	出苗率/%
处理条件	不包衣		包衣
CK	34.44±6.74b
T1	55.00±15.90ab	85.56±6.73a
T2	46.67±12.58ab	83.33±10.14a
T3	58.33±20.48ab	90.00±5.00a
T4	52.22±15.75ab	90.00±3.33a
T5	44.44±13.57ab	83.33±9.28a
T6	56.67±10.00ab	86.11±2.55a
T7	57.22±19.88ab	82.78±4.20a
T8	51.67±6.01ab	85.55±11.10a
T9	56.67±3.34ab	83.33±7.26a
T10	61.11±17.82ab	87.78±4.20a
T11	63.33±14.53a	78.89±8.55a
T12	63.89±10.05a	83.33±13.23a
T13	56.67±4.41ab	85.55±14.94a
T14	50.00±20.48ab	82.22±11.10a
T15	55.56±15.13ab	83.89±3.85a

处理条件	出苗率/%
处理条件	不包衣		包衣
CK	34.44±6.74b
T1	55.00±15.90ab	85.56±6.73a
T2	46.67±12.58ab	83.33±10.14a
T3	58.33±20.48ab	90.00±5.00a
T4	52.22±15.75ab	90.00±3.33a
T5	44.44±13.57ab	83.33±9.28a
T6	56.67±10.00ab	86.11±2.55a
T7	57.22±19.88ab	82.78±4.20a
T8	51.67±6.01ab	85.55±11.10a
T9	56.67±3.34ab	83.33±7.26a
T10	61.11±17.82ab	87.78±4.20a
T11	63.33±14.53a	78.89±8.55a
T12	63.89±10.05a	83.33±13.23a
T13	56.67±4.41ab	85.55±14.94a
T14	50.00±20.48ab	82.22±11.10a
T15	55.56±15.13ab	83.89±3.85a