李瑞云 楊 琳 常 華 劉 偉 閆書鵬 高富欣
(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所,北京 100081)
隨著我國(guó)種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,種子加工設(shè)備的普及,特別是種子包衣設(shè)備、烘干設(shè)備、干熱消毒設(shè)備的使用,對(duì)不同的作物種子、不同的用途其要求的使用溫度也有區(qū)別(孟憲玲 等,2000;張百俊 等,2006;劉曉虹和周書棟,2008;王潔 等,2008;李雪華和古麗米拉·庫(kù)爾曼,2009;阮先樂(lè) 等,2009;周華眾 等,2009)。干熱處理目前在國(guó)際上廣泛應(yīng)用于高附加值的種子上(丁建軍 等,2004;宋順華和鄭曉鷹,2008;趙秋菊 等,2008;張智博和徐永梅,2009),而包衣后的種子通常也需要進(jìn)行烘干。為了探索不同蔬菜作物種子干熱處理的安全溫度,在預(yù)備試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,選取了5種蔬菜作物的種子,研究不同溫度干熱處理對(duì)種子發(fā)芽的影響。
試驗(yàn)于2008年5月~2010年9月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所開(kāi)發(fā)處種子檢驗(yàn)室進(jìn)行。供試的5種蔬菜作物:甘藍(lán)中甘17號(hào)、甜椒中椒7號(hào)、黃瓜中農(nóng)14號(hào)、芹菜文圖拉、番茄中雜101。5種蔬菜作物的種子均由本所開(kāi)發(fā)處提供,且皆為保存在本所常溫散種子庫(kù)中水分符合國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的安全倉(cāng)存種子,種子含水量中甘17號(hào)為5.7 %、中椒7號(hào)為6.1 %、中農(nóng)14號(hào)為7.2 %、文圖拉為6.5 %、中雜101為5.9 %。處理后的種子存放于本所常溫成品庫(kù)。
預(yù)備試驗(yàn):設(shè)45、65、85、105 ℃和對(duì)照(25 ℃)5個(gè)溫度處理,將5種蔬菜作物種子使用DFG801型電熱鼓風(fēng)箱烘干8h,對(duì)烘干后存放0、1、2a的種子發(fā)芽率進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)45、65 ℃對(duì)種子發(fā)芽的影響不顯著,85 ℃對(duì)種子發(fā)芽有不同程度的影響,105 ℃使種子基本喪失了發(fā)芽能力。
在預(yù)備試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,設(shè)定70、80、90、100 ℃和對(duì)照(25 ℃)5個(gè)溫度,使用101-2A型電熱鼓風(fēng)干燥箱,待設(shè)定溫度穩(wěn)定后放入攤平于培養(yǎng)皿中的種子,待溫度穩(wěn)定后計(jì)時(shí),烘干8h立即取出放入干燥器冷卻,然后裝袋后待用。每處理10.0~12.5g種子。
對(duì)烘干后存放0、1a的種子進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。采用紙上發(fā)芽法,3次重復(fù),每重復(fù)100粒。使用HPG-280B型光照培養(yǎng)箱在(29±1)℃條件下進(jìn)行黃瓜、甜椒、番茄種子的發(fā)芽試驗(yàn),在(25±1)℃條件下進(jìn)行甘藍(lán)種子的發(fā)芽試驗(yàn);使用LRH-250-G型光照培養(yǎng)箱在(21±1)℃條件下進(jìn)行芹菜種子的發(fā)芽試驗(yàn)。黃瓜從第4天開(kāi)始記錄發(fā)芽種子數(shù),至第8天結(jié)束;甜椒從第7天開(kāi)始,至第14天結(jié)束;番茄從第5天開(kāi)始,至第12天結(jié)束;甘藍(lán)從第5天開(kāi)始,至第8天結(jié)束;芹菜從第10天開(kāi)始,至第21天結(jié)束。
種子發(fā)芽率是指在規(guī)定的條件和時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)成的正常幼苗數(shù)占供檢種子數(shù)的百分率(農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 GB/T 3543.4—1995;顏啟傳,2005)。種子發(fā)芽勢(shì)是種子活力的重要指標(biāo),能夠代表種子的健壯度。種子發(fā)芽勢(shì)是指種子發(fā)芽初期正常發(fā)芽種子數(shù)占供試種子數(shù)的百分率(顏啟傳,2005)。本次試驗(yàn)把第1次計(jì)數(shù)結(jié)果作為種子發(fā)芽勢(shì)(顏啟傳,2005)。發(fā)芽指數(shù)(GI)是發(fā)芽速率的一個(gè)指標(biāo),與種子的活力呈正相關(guān)(鄭光華 2004;顏啟傳,2005;趙青春 等,2007;初宇 等,2009;陳阜能 等,2010)。
式中Gt為t日發(fā)芽的種子數(shù);Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)進(jìn)行反正弦平方根的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
在本試驗(yàn)中,烘干后存放0a中農(nóng)14號(hào)黃瓜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù),以70 ℃和80 ℃的處理與對(duì)照之間的差異不顯著,90 ℃處理顯著低于對(duì)照,100 ℃處理極顯著低于對(duì)照。種子烘干后存放1a,發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)與存放0a的結(jié)果基本相同,發(fā)芽勢(shì)以80 ℃處理顯著低于對(duì)照(表1)。由此認(rèn)為,70 ℃對(duì)于中農(nóng)14號(hào)黃瓜種子是安全烘干溫度;80 ℃處理,雖然存放1a后的種子發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照的差異達(dá)到了顯著水平,但其發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照的差異均未達(dá)到顯著水平,所以80 ℃處理對(duì)中農(nóng)14號(hào)黃瓜種子基本安全。
表1 不同溫度處理對(duì)中農(nóng)14號(hào)黃瓜種子萌發(fā)的影響
由表2可知,烘干后存放0a的中椒7號(hào)甜椒種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù),以70 ℃和80 ℃的處理與對(duì)照之間的差異不顯著,而90 ℃和100 ℃的處理與對(duì)照之間的差異達(dá)到了極顯著水平。種子烘干后存放1a的試驗(yàn)結(jié)果與存放0a的結(jié)果基本相同。由此可見(jiàn),90 ℃和100 ℃對(duì)中椒7號(hào)甜椒種子的萌發(fā)影響大,而70 ℃和80 ℃都是其安全烘干溫度。
表2 不同溫度處理對(duì)中椒7號(hào)甜椒種子萌發(fā)的影響
表3顯示,對(duì)于烘干后存放0a的中雜101番茄種子的發(fā)芽率,70、80、90 ℃處理與對(duì)照之間的差異不顯著,僅100 ℃處理與對(duì)照之間的差異達(dá)到顯著水平;而烘干后存放1a的種子發(fā)芽率與烘干后存放0a的結(jié)果基本相同,僅100 ℃處理與對(duì)照之間差異極顯著。對(duì)于種子烘干后存放0a的發(fā)芽勢(shì),80、90、100 ℃處理與對(duì)照之間的差異都達(dá)到了顯著或者極顯著水平;而且種子烘干后存放1a的試驗(yàn)結(jié)果與存放0a的結(jié)果基本相同。對(duì)于種子烘干后存放0a的發(fā)芽指數(shù),70 ℃和80 ℃的處理與對(duì)照之間的差異不顯著,而90 ℃處理與對(duì)照之間的差異達(dá)到了顯著水平,100 ℃的處理與對(duì)照之間的差異達(dá)到了極顯著水平;種子烘干后存放1a的試驗(yàn)結(jié)果與存放0a的結(jié)果基本相同,僅90 ℃的處理與對(duì)照之間的差異由顯著水平變成了差異不顯著(表3)。由此認(rèn)為,70 ℃對(duì)于中雜101番茄種子是安全烘干溫度;80 ℃也基本安全。
表3 不同溫度處理對(duì)中雜101番茄種子萌發(fā)的影響
由表4顯示,中甘17號(hào)甘藍(lán)種子無(wú)論是烘干后存放0a還是存放1a,其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均以70 ℃處理與對(duì)照之間的差異不顯著。而80 ℃處理與對(duì)照之間烘干后存放0a和1a的種子發(fā)芽率都達(dá)到顯著水平,發(fā)芽指數(shù)達(dá)到了極顯著水平,發(fā)芽勢(shì)烘干后存放0a與對(duì)照差異達(dá)顯著水平,存放1a達(dá)極顯著水平,推斷80 ℃對(duì)其傷害是無(wú)法修復(fù)的。90 ℃和100 ℃的處理烘干后存放0a、1a的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照之間的差異達(dá)到了極顯著水平。由此可見(jiàn),80 ℃烘干處理對(duì)中甘17號(hào)甘藍(lán)種子的萌發(fā)有較大影響,90 ℃和100℃對(duì)其是致命傷害,僅70 ℃是其安全烘干溫度。
表4 不同溫度處理對(duì)中甘17號(hào)甘藍(lán)種子萌發(fā)的影響
文圖拉芹菜種子烘干后存放 0a的發(fā)芽率,70、80、90 ℃處理與對(duì)照之間的差異都未達(dá)到顯著,而100 ℃處理與其他各處理之間的差異達(dá)到了極顯著水平;烘干后存放1a,90 ℃和100 ℃處理與對(duì)照之間的差異都達(dá)到了極顯著水平(表 5)。文圖拉芹菜種子的發(fā)芽勢(shì),70 ℃和80 ℃處理與對(duì)照之間的差異,烘干后存放0a達(dá)顯著水平,存放1a差異不顯著;90 ℃和100 ℃處理與對(duì)照之間的差異,烘干后存放0a和1a都達(dá)到了極顯著水平。本試驗(yàn)處理對(duì)文圖拉芹菜種子發(fā)芽指數(shù)的影響與對(duì)發(fā)芽率的影響基本一致。由此推斷,70 ℃和80 ℃對(duì)于文圖拉芹菜種子都是較安全烘干溫度;雖然烘干后存放0a的種子發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照的差異達(dá)到了顯著水平,但存放1a的種子發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照差異不顯著,且2次檢測(cè)其發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照的差異均未達(dá)到顯著水平。90 ℃對(duì)文圖拉芹菜種子的傷害較大,100 ℃對(duì)文圖拉芹菜種子是致命傷害。
表5 不同溫度處理對(duì)文圖拉芹菜種子萌發(fā)的影響
不同烘干溫度對(duì)不同蔬菜作物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)的影響不完全相同。對(duì)于供試的 5種蔬菜作物的種子,70 ℃是安全的烘干溫度;對(duì)于中椒 7號(hào)甜椒種子,80 ℃也是其安全的烘干溫度;對(duì)于中農(nóng) 14號(hào)黃瓜種子和文圖拉芹菜種子,80 ℃較為安全,對(duì)于中雜101番茄種子,80 ℃也基本安全,雖然80 ℃影響了中雜101番茄種子的發(fā)芽勢(shì),但對(duì)發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)影響不顯著。對(duì)于中甘17號(hào)甘藍(lán)種子,80 ℃的處理對(duì)種子發(fā)芽勢(shì)已經(jīng)有顯著影響,90 ℃和100 ℃對(duì)其是致命傷害,僅70 ℃是其安全烘干溫度。
有報(bào)道推測(cè),對(duì)種子進(jìn)行干熱處理可能會(huì)引起種子迅速老化(丁建軍 等,2004),但本試驗(yàn)中,僅有文圖拉芹菜的 90 ℃處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)與對(duì)照的差異由烘干后存放 0a的不顯著變成了存放1a的極顯著,而其70 ℃和80 ℃處理的發(fā)芽勢(shì)與對(duì)照之間,烘干后存放0a達(dá)顯著水平,存放1a后則與對(duì)照差異不顯著;對(duì)于中雜101番茄種子的發(fā)芽指數(shù),烘干后存放1a,90 ℃處理與對(duì)照之間的差異由烘干后存放0a的顯著水平變成了差異不顯著,可能是對(duì)于種子烘干傷害自動(dòng)修復(fù)的結(jié)果。能夠自動(dòng)修復(fù)的烘干溫度應(yīng)該是安全溫度,因此,本試驗(yàn)認(rèn)為,對(duì)種子進(jìn)行干熱處理,只要控制在安全溫度范圍內(nèi),對(duì)種子是安全的,不會(huì)引起種子迅速老化。
有報(bào)道顯示,用于殺滅種子帶菌的干熱處理,一般為70~75 ℃處理3~5d(宋順華 等,2008,趙秋菊 等2008),雖然還有報(bào)道認(rèn)為,干熱處理溫度是主導(dǎo)因子,時(shí)間是次要因子(張百俊 等,2006),但本試驗(yàn)溫度處理時(shí)間僅為8h,能否代表同處理3d或4d后的種子萌發(fā)情況,有待進(jìn)一步的試驗(yàn)驗(yàn)證。
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