摘 要: 以中蜜 1 號甜瓜種子為材料,研究了不同干熱處理對甜瓜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響。 結(jié)果表明:不同的處理溫度及時間對甜瓜種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率及幼苗葉片中葉綠素含量沒有顯著影響。 80 ℃、24 h 處理后甜瓜幼苗的植株高度、莖粗度、地上部分干質(zhì)量和鮮質(zhì)量,地下部分干質(zhì)量和鮮質(zhì)量都處于較高水平,甜瓜葉片中的 POD 酶的活性顯著高于其他處理。因此 80 ℃、24 h 處理是甜瓜種子較為理想的干熱處理溫度和時間。
關(guān)鍵詞: 甜瓜; 干熱處理; 發(fā)芽; 幼苗生長
干熱處理是廣泛應(yīng)用在種子上的一種物理處理方法。有研究表明,將干燥的瓜類、茄果類蔬菜種子進行干熱處理可增強種皮的通透性, 提高發(fā)芽速度,有利于培育壯苗[ 1-2],而且種子干熱處理還可以殺死種子表面以及種子內(nèi)部的病菌[3-4]。目前,國際上將干熱處理方法廣泛應(yīng)用于具有高附加值的種子上[5-8],特別是售價很高的蔬菜種子。據(jù)報道,干熱處理辣椒種子,可消滅種子的病菌,特別是鈍化種子所帶的 TMV 病毒,增強種皮的通透性,提高發(fā)芽速度[9]。番茄種子干熱處理可以提高種子活力[10]。水稻種子干熱處理可以打破休眠等[11]。不同的蔬菜種子有不同的生物學特性,對其種子進行干熱處理時,適宜的溫度和時間各不相同。目前,有關(guān)甜瓜種子干熱處理的研究鮮有報道,為了探索甜瓜種子干熱處理的安全溫度及時間,本試驗以中蜜 1 號甜瓜種子為試材,研究不同干熱處理對甜瓜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響。
1 材料與方法
1.1 供試材料
供試的網(wǎng)紋甜瓜品種為中蜜 1 號,由中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所甜瓜課題組選育。
1.2 試驗設(shè)計
試驗于 2011 年 3—6月及 7—10月在中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所進行。試驗為雙因素隨機區(qū)組設(shè)計,3 次重復,每重復 50 粒種子。干熱處理在恒溫培養(yǎng)箱中進行,溫度為因素 A,A1為 70 ℃;A2 為 75 ℃;A3為 80 ℃。干熱處理持續(xù)時間為因素 B,B1為 24 h;B2為 48 h;B3為 72 h。不進行干熱處理為對照組(CK)。處理分別為 A1B1,A1B2,A1B3,A2B1,A2B2,A2B3,A3B1,A3B2,A3B3,CK 共 10 個處理。處理前每個處理均 50 ℃ 預(yù)處理 24 h。
種子處理后,溫湯浸種后放入培養(yǎng)箱,30 ℃ 催芽,24 h 后測定發(fā)芽勢,48 h 后測定發(fā)芽率。然后每個重復取出 30 粒種子,于 3 月 17 日及 7 月 20 日 分別播種于塑料育苗缽中,育苗基質(zhì)為蛭石和草炭混合物 (v : v = 1 ∶ 1),添加 5% 雞糞,常規(guī)管理。幼苗3葉1心時進行各項指標測定。
1.3 測定項目及方法
1.3.1 種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢計算 種子發(fā)芽率是指在規(guī)定的條件和時間內(nèi)長成的正常幼苗數(shù)占供檢種子數(shù)的百分率。種子發(fā)芽勢是種子活力的重要指標,能夠代表種子的健壯度。種子發(fā)芽勢是指種子發(fā)芽初期正常發(fā)芽種子數(shù)占供試種子數(shù)的百分率,分別采用下式計算[12]。
發(fā)芽率/%=發(fā)芽期內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100
發(fā)芽勢/%=第 1 次計數(shù)發(fā)芽種子數(shù)/種子總數(shù)×100
1.3.2 生長指標及干、鮮質(zhì)量測定 用卷尺測量從網(wǎng)紋甜瓜子葉處到莖尖生長點的高度。采用游標卡尺測定莖粗度。分別取地上部分及地下部分樣品,稱鮮質(zhì)量,然后放入電熱鼓風干燥箱 105 ℃ 殺青 20 min, 70 ℃ 烘干24 h,之后測定干質(zhì)量。
1.3.3 生理生化指標的測定 采用手持式葉綠素測定儀 SPAD-502 測定植株相同部位功能葉片的葉綠素相對含量。取 0. 2 g 甜瓜葉片,用 pH 7. 0 的磷酸緩沖液,冰浴研磨成勻漿,4 ℃ 下 10 000×g 離心 20 min 取上清液用于酶活性的測定,每次測定均 3 次重復。過氧化物酶( POD):采用愈創(chuàng)木酚法[13],測定 470 nm 下的動力學變化,以吸光值在A470 每min變化0.01 為POD 的1 個酶活單位(U)。
1.4 數(shù)據(jù)處理
試驗數(shù)據(jù)采用 Excel 2003 整理,用 SPSS 11. 5 分析軟件進行差異顯著性分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同干熱處理對甜瓜種子發(fā)芽的影響
從表 1可以看出,經(jīng)干熱處理后,甜瓜種子的發(fā)芽勢都在 97% 以上,大部分達到100%,發(fā)芽率均達到 100%。因此不同干熱處理對甜瓜種子發(fā)芽勢及發(fā)芽率沒有產(chǎn)生顯著影響。
表1 不同干熱處理對甜瓜種子
發(fā)芽率及發(fā)芽勢的影響
[注] 表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(α=0.05)。后表同。
2.2 不同干熱處理對甜瓜幼苗各項生理指標的影響
從表 2 中可以看出,處理后大部分幼苗的植株高度都高于對照,A3B1處理后幼苗的株高比對照增加了 50.9%,其次是處理A2B1 比對照增加了 42%。經(jīng)干熱處理后甜瓜幼苗植株的莖粗度都大于對照,A3B1處理后幼苗的莖粗度比對照增加了 19.08%。植株地上部及地下部分的鮮、干質(zhì)量的平均值隨著處理溫度的上升呈現(xiàn)上升的趨勢,同一溫度下3個處理的平均值表現(xiàn)為 80 ℃>75 ℃>70 ℃。A3B1處理表現(xiàn)最好,處理后幼苗的地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別比對照增加了 62.65% 和 31.87%;地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別比對照增加了59.17% 和 28.57%。不同干熱處理對甜瓜幼苗葉綠素含量沒有產(chǎn)生顯著影響,各個處理甜瓜幼苗葉片中的葉綠素的相對含量在 37.30~38.67 (SPAD) 之間。A3B1 處理的過氧化物酶 (POD) 活性顯著的高于對照及其他處理,較對照提高了20.25%。
3 結(jié)論與討論
前人的研究表明不同干熱處理對不同蔬菜作物種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的影響不完全相同[12,14]。對于中椒 7 號甜椒種子,80 ℃ 是其安全的干熱溫度;對于中農(nóng) 14 號黃瓜種子和文圖拉芹菜種子,80 ℃ 也較為安全;80 ℃ 影響了中雜 101 番茄種子的發(fā)芽勢,但對發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)影響不顯著;對于中甘 17 號甘藍種子,70 ℃ 是其安全的干熱溫度。張百俊等[10] 研究認為,干熱處理溫度是主導因子,時間是次要因子。本試驗中所設(shè)定的不同干熱處理對甜瓜種子的發(fā)芽勢及發(fā)芽率沒有顯著影響,說明 80 ℃ 是甜瓜種子安全的干熱溫度。
種子干熱處理后對甜瓜幼苗的生長具有很好的促進作用。本試驗中 80 ℃、24 h 干熱處理后甜瓜幼苗的植株高度、莖粗度、地上部分干鮮質(zhì)量,地下部分干鮮質(zhì)量都處于較高水平。80 ℃、24 h 干熱處理后幼苗的植株高度比對照增加了 50.9%;莖粗度比對照增加了 19.08%;幼苗的地上部鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別比對照增加了 62.65% 和 31.87%;地下部分鮮質(zhì)量、干質(zhì)量分別比對照增加了 59.17% 和 28.57%。因此 80 ℃、24 h 處理是甜瓜種子較為理想的干熱處理溫度和時間。干熱處理技術(shù)簡單,成本低,效果好,可作為甜瓜生產(chǎn)的配套技術(shù)措施應(yīng)用于生產(chǎn)。
有研究表明干熱處理方法是防治蔬菜種子種傳病害的一種有效方法,處理過的單粒種子上的活菌數(shù)量明顯減少。適當?shù)母蔁崽幚砜梢酝耆珰⑺婪N子上的病原菌,既能有效地防止種子所攜帶病原菌傳播,同時又不影響種子質(zhì)量[15-17]。對于干熱處理對甜瓜種子的殺菌效果還有待進一步研究。
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