史向遠(yuǎn)，周 靜，王保平，王秀紅，李素娟，李欣欣

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030031）

西瓜是一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的農(nóng)藝作物，在園藝作物種植中占據(jù)著重要地位。西瓜種苗的優(yōu)劣，一定程度上決定了西瓜的產(chǎn)量及品質(zhì)。西瓜種子的萌發(fā)是西瓜成苗的第一個(gè)階段，其發(fā)育好壞直接決定了當(dāng)年西瓜的收成以及肥料、農(nóng)藥、人工等輔助物資的開銷。沼液是沼氣厭氧發(fā)酵后的液態(tài)殘留物，含有一定量的植物生長(zhǎng)和發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)元素及其他成分[1-2]，這些物質(zhì)在浸種過程中起到刺激種子發(fā)芽和生長(zhǎng)的作用。通過沼液浸種，可以促進(jìn)種子生理代謝，提高種子的發(fā)芽率，增強(qiáng)西瓜種苗抗逆性，從而提高西瓜產(chǎn)量[3-5]。沼液浸種在水稻、玉米、小麥、棉花及各類蔬菜中早有應(yīng)用。宋洪川等[6]研究表明，用沼液浸種有利于芽的生長(zhǎng)，提高秧苗素質(zhì)，苗表現(xiàn)出莖高、葉寬、莖粗、根長(zhǎng)和根數(shù)多等特點(diǎn)。張無敵等[7-10]對(duì)韭菜、辣椒、白菜、生菜、甜瓜、柴胡、番茄、萵苣種子等用沼液進(jìn)行了浸種試驗(yàn)，結(jié)果表明，5%～20%沼液能有效促進(jìn)植物種子萌發(fā)，作物不同適宜的沼液濃度不同，但共同特點(diǎn)是適宜種子萌發(fā)的沼液濃度均為低濃度沼液。前人對(duì)沼液浸種的研究多集中在糧食作物、葉菜類及中藥材方面，其研究結(jié)果主要反映了沼液浸種的抗逆效果、對(duì)產(chǎn)量的影響等方面，但以西瓜為供試材料的研究較少，有的也多集中在產(chǎn)量、抗病性等效果研究上，對(duì)沼液浸種的過程研究鮮有。

本試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室控溫條件下研究了不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子萌發(fā)的影響，旨在找到沼液浸種對(duì)西瓜種子萌發(fā)促進(jìn)或抑制的臨界濃度、化感作用，更進(jìn)一步拓寬沼液的利用方式，為沼液在后期液態(tài)肥的配制中提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試西瓜品種為早春紅玉，種子購買于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場(chǎng)，種子生產(chǎn)商為安徽省安生種子有限公司。浸種前，剔除雜質(zhì)和秕籽，確保種子飽滿。

供試沼液來源于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心東陽試驗(yàn)基地正常產(chǎn)氣3個(gè)月以上的厭氧發(fā)酵池，發(fā)酵原料為牛糞、玉米秸稈，沼液的pH值為7.84，EC值為3.45 mS/cm，其主要營(yíng)養(yǎng)元素含量列于表1。

表1 沼液主要元素含量mg/kg

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2017年6月23日至7月27日在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心基質(zhì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)共設(shè)5個(gè)處理（表2），每個(gè)處理3次重復(fù)，以蒸餾水處理為對(duì)照，置于室溫下黑暗培養(yǎng)。

表2 沼液浸種發(fā)芽試驗(yàn)處理

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

分別于浸種后 1，4，6，8，12，24，48 h 稱量西瓜種子鮮質(zhì)量，在此之前，用電子天平（精度為0.01 g）先稱其風(fēng)干質(zhì)量。根長(zhǎng)用三角板（精度為1 mm）測(cè)量；幼苗鮮質(zhì)量用電子天平（精度為0.01 g）測(cè)量。式中，W1為種子鮮質(zhì)量（g），W2為種子風(fēng)干質(zhì)量（g），W為種子吸水率（%）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理，采用DPS 7.05統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯著性比較和灰色關(guān)聯(lián)度分析，多重比較用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子吸水率的影響

水分條件對(duì)種子萌發(fā)有顯著的影響，水分是種子萌發(fā)的前提條件，種子只有在獲取一定量的水分后才能萌發(fā)，植物種類不同，其種子的吸水力和萌發(fā)需水量不同。種子的吸水量與周圍環(huán)境之間的水勢(shì)差有密切的關(guān)系。由圖1可知，西瓜種子浸種濃度不同，對(duì)種子的吸水率影響不同。不同處理下，西瓜種子的吸水率基本都呈現(xiàn)先升后降的規(guī)律，在6～12 h間水分吸收率最高。不同處理相比，CK吸水率最大，T1處理次之，T4處理最小。

2.2 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子發(fā)芽的影響

由表3可知，沼液濃度不同對(duì)西瓜種子萌發(fā)的影響不同。隨著沼液濃度的增大，西瓜種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率基本呈下降趨勢(shì)，在西瓜種子發(fā)芽第4天，發(fā)芽勢(shì)最好的是沼液稀釋濃度為25%的T1處理，T4處理發(fā)芽勢(shì)最低，為3.33%。在西瓜種子發(fā)芽第7天，發(fā)芽率達(dá)90%的處理只有T1處理（沼液稀釋濃度為25%）和CK，按發(fā)芽率從高到低排序?yàn)門1＞CK＞T3＞T2＞T4，T1處理的發(fā)芽率最高，T4處理發(fā)芽率最低。說明適宜的沼液濃度有利于種子的發(fā)芽，但沼液濃度過大，對(duì)種子發(fā)芽有抑制作用。

表3 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子發(fā)芽的影響 %

2.3 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和胚根生長(zhǎng)的影響

表4 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及胚根長(zhǎng)的影響

由表4可知，隨著沼液濃度增加，西瓜種子活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)，其中，活力指數(shù)下降幅度較大?；盍χ笖?shù)、發(fā)芽指數(shù)均隨沼液濃度增加，各處理差異顯著。隨著沼液濃度增加，西瓜幼根生長(zhǎng)量逐漸減小，胚根長(zhǎng)從大到小排序?yàn)門1＞CK＞T2＞T3＞T4，低濃度沼液下西瓜種子胚根長(zhǎng)度較長(zhǎng)，除沼液濃度在75%，100%處理下胚根長(zhǎng)差異不顯著外，其他處理間差異顯著?？傮w評(píng)價(jià)，沼液濃度在25%時(shí)，西瓜種子的發(fā)芽速度快且長(zhǎng)勢(shì)好。說明低濃度沼液對(duì)西瓜幼根生長(zhǎng)有促進(jìn)作用。

2.4 不同濃度沼液浸種對(duì)西瓜種子萌發(fā)抑制情況研究

由圖2可知，沼液對(duì)西瓜種子萌發(fā)隨沼液濃度的不同而不同。隨著沼液濃度增加，沼液對(duì)西瓜種子抑制作用增強(qiáng)，抑制率增大。當(dāng)沼液濃度≤25%時(shí)，對(duì)西瓜種子的發(fā)芽有一定的促進(jìn)作用，與對(duì)照相比，二者差異不顯著。當(dāng)沼液濃度在50%～100%時(shí)，沼液對(duì)西瓜種子的萌發(fā)抑制率從大到小排序?yàn)門4＞T3＞T2，抑制作用隨著沼液濃度的增加而增大。

2.5 沼液浸種相關(guān)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

由表5可知，沼液濃度的高低，與種子的化感抑制率息息相關(guān)，沼液濃度越高，種子的化感抑制率越高，其次是種子吸水率，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.258 4；種子活力指數(shù)與沼液浸種的關(guān)聯(lián)度排名第3，相關(guān)系數(shù)為0.227 1，其余指標(biāo)與沼液浸種的關(guān)系依次為胚根長(zhǎng)＞發(fā)芽率＞發(fā)芽勢(shì)。

表5 不同濃度沼液浸種的灰色關(guān)聯(lián)度分析

3 結(jié)論與討論

在本試驗(yàn)中，用25%的沼液處理西瓜種子，其發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、胚根長(zhǎng)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)均顯著高于其他處理，與對(duì)照相比，差異不顯著。當(dāng)沼液濃度大于50%時(shí)，沼液浸種對(duì)西瓜種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用，從灰色關(guān)聯(lián)度分析看，沼液濃度與西瓜種子萌發(fā)抑制率的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.537 1，關(guān)聯(lián)度排名第1位。適宜的沼液濃度對(duì)西瓜種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用，用沼液浸種可以一定程度提高種子的發(fā)芽率，促進(jìn)種子生理代謝，提高種苗的質(zhì)量，從而提高西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)；沼液濃度一旦超過作物所能承受閾值，造成種子失水，就會(huì)對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用。本研究表明，沼液濃度在0～25%，適宜西瓜種子的萌發(fā)。這與張無敵等[8-10]的研究結(jié)果一致。倪天馳等[11]研究表明，5%及以上濃度沼液浸種不利于水稻種子萌發(fā)，其抑制作用隨著沼液濃度的增加而增強(qiáng)。50%和100%沼液浸種后水稻種子的萌發(fā)幾乎完全被抑制，其抑制濃度范圍與本試驗(yàn)基本一致，但適宜濃度范圍相差較大，究其原因：一方面與沼氣發(fā)酵物料來源有關(guān)，不同入料物質(zhì)導(dǎo)致沼液本身pH值、EC值、重金屬含量、微量元素等不同成分的構(gòu)成差異[12]，從而影響了種子的萌發(fā)和活力；另一方面，可能與作物本身的因素有關(guān)，不同作物對(duì)沼液有不同的適宜濃度臨界點(diǎn)[13]，導(dǎo)致不同作物對(duì)沼液耐受程度不同[14-18]。

水分是種子萌發(fā)的首要條件，種子吸水量的多少直接決定了種子能否正常萌發(fā)，對(duì)今后種苗的形成意義重大。本研究表明，沼液浸種后西瓜種子吸水量呈先升后降的變化趨勢(shì)，吸收峰值在6～12 h，這與李彧等[19]的研究結(jié)果一致，但與張繼紅等[20]在甜瓜上的試驗(yàn)結(jié)果不同。在自然環(huán)境條件下，種子的吸水速率取決于種皮透性、種子與基質(zhì)的接觸面積以及種子與周圍環(huán)境之間的水勢(shì)差，細(xì)胞膜是逆境脅迫對(duì)植物傷害的原初點(diǎn)和主要部位[21]。在本研究中，筆者也發(fā)現(xiàn)沼液EC值較高，隨著沼液濃度梯度的增加，細(xì)胞膜可能受到嚴(yán)重的鹽脅迫，引起了種子吸水困難，從而抑制了種子萌發(fā)。

綜上所述，沼液浸種濃度在0～25%時(shí)，可以促進(jìn)西瓜種子萌發(fā)，超過該濃度，對(duì)西瓜種子的萌發(fā)有抑制作用，不利于種子的萌發(fā)。因此，用沼液浸種時(shí)，需要提前測(cè)定其EC等指標(biāo)，了解作物種子對(duì)鹽分的耐受力，具體作物應(yīng)具體分析。