陸世鈞 姚春軍 姚東偉 姚莉英

（1. 上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝研究所，上海 奉賢 201403；2. 上海市金山區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，上海 金山 201599）

西瓜是世界十大水果之一，也是我國重要的經(jīng)濟作物，我國西瓜的栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位。隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，西瓜產(chǎn)業(yè)已成為促進我國農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)民致富的支柱產(chǎn)業(yè)之一。種子是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心生產(chǎn)資料，在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中起著基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性作用。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息中心統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2019年我國西瓜種植面積達151.79萬hm2，按每667 m2用種量50 g、種子售價2 000元/kg計算，我國西瓜年用種量達1 138 t、種子年產(chǎn)值達22.77 億元［1］。種子質(zhì)量是發(fā)揮良種生產(chǎn)潛力、保持品種生命力的重要因素。高質(zhì)量種子是農(nóng)業(yè)企業(yè)發(fā)展的命脈，拜耳、先正達、利馬格蘭、圣尼斯等國際大型種子公司均建立了雜交種規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)規(guī)范（包括親本繁育、高效良種生產(chǎn)、加工處理和質(zhì)量檢測等環(huán)節(jié)），以保證良種的高質(zhì)量生產(chǎn)［2］。為提高我國西瓜種子的質(zhì)量和市場競爭力，我們特將西瓜種子的繁育、消毒、精選、處理、貯藏等環(huán)節(jié)的技術(shù)研究現(xiàn)狀介紹如下。

1 西瓜種子的繁育技術(shù)

西瓜起源于熱帶非洲沙漠地帶，喜溫暖、光照充足和干燥的氣候條件，適宜在我國西北地區(qū)種植。新疆的北疆、甘肅的河西走廊、寧夏與內(nèi)蒙古的黃河河套及山西的中部、南部等地區(qū)是我國西瓜種子主要生產(chǎn)基地。近年來，隨著我國人工成本的升高，西瓜制種產(chǎn)區(qū)有向緬甸等東南亞國家擴大的趨勢。目前我國西瓜生產(chǎn)用種95%以上由國內(nèi)科研院所與國有、集體、個體種子公司繁育生產(chǎn)。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國西瓜制種技術(shù)不斷進步，形成了系列技術(shù)規(guī)范，保證了高品質(zhì)西瓜種子的生產(chǎn)，部分西瓜種子遠銷歐美及亞洲其他國家和地區(qū)［3］。在長期的自然馴化及人工選擇過程中，我國栽培的西瓜品種已分化成西北生態(tài)型、華北生態(tài)型、華南生態(tài)型及東亞生態(tài)型，各生態(tài)型的西瓜品種宜在本生態(tài)型區(qū)域繁育，以利于保持其種性。

1.1 西北地區(qū)的西瓜種子繁育

西瓜人工雜交授粉技術(shù)比較簡單，現(xiàn)以河西地區(qū)二倍體西瓜制種為例，將西瓜的雜交制種技術(shù)要點介紹如下。（1）自交系原種生產(chǎn)：定期進行人工自交提純自交系，注意去雜、去劣。（2）嚴格隔離：與其他西瓜品種的制種田或生產(chǎn)田空間隔離500 m 以上。（3）加強栽培管理：南北向起壟，畦面覆蓋地膜，4 月中旬～5 月初干籽直播，父本較母本提前7～10 d 播種，母本早熟品種播種株距16～18 cm、晚熟品種播種株距22～23 cm。（4）雜交授粉：每天下午選第2 d能開放的母本雌花套袋隔離，次日6：30前采集當(dāng)天能開放的父本雄花授粉，授粉時間以6：30～11：00為佳。（5）采收：制種瓜一般在授粉后45 d開始成熟，挑選符合品種特性的果實，將瓜瓤連同種子掏出并倒入塑料容器，在陰涼環(huán)境下自然發(fā)酵8～48 h，最后將種子漂洗干凈并晾干［4］。

1.2 南方地區(qū)的西瓜種子繁育

我國江浙滬皖地區(qū)栽培的西瓜品種較耐低溫、弱光、潮濕，但因該地區(qū)春季多陰雨，特別是春播西瓜的開花授粉期常常遇連續(xù)低溫和陰雨天氣，導(dǎo)致花粉活力低、坐果不良，同時西瓜種子發(fā)育和果實成熟期恰逢梅雨季節(jié)，容易造成種子發(fā)育不完全、千粒質(zhì)量小、產(chǎn)量低。長期以來，我國江浙滬皖地區(qū)栽培的西瓜種子主要來自北繁基地，但長期連續(xù)的異地繁種容易導(dǎo)致品種種性退化。宋榮浩等［5］提出了保持西瓜種性的繁育方法，其關(guān)鍵技術(shù)如下。（1）在江浙滬皖地區(qū)繁育西瓜新品種的親本原原種：春季在大棚內(nèi)種植西瓜父母本，人工自交留種。（2）在西北地區(qū)隔代繁育西瓜新品種的親本原種：5月10日左右，大田露地直播父母本，人工自交繁育親本。（3）在西北地區(qū)規(guī)?；s交制種：采用“露地隔離+人工雜交授粉”繁育。

1.3 特色西瓜種子的繁育方式

近年來，特色西瓜品種逐漸受到市場歡迎。如金山小皇冠西瓜是上海市金山區(qū)的特色農(nóng)產(chǎn)品，具有皮薄、多汁、甜而不膩等特點，在上海地區(qū)多年制種后，品種育成者總結(jié)了系列制種技術(shù)，主要包括以下幾點。（1）保護地栽培。采用鋼管大棚或毛竹簡易大棚種植父母本。（2）嫁接栽培。母本利用南瓜或葫蘆作砧木進行嫁接，以緩解連作障礙；嫁接栽培可在同一地塊連續(xù)制種10年以上。（3）立架栽培。六蔓整枝，母本定植株距150 cm，每667 m2栽120 株。（4）促進坐果。部分節(jié)位同時出現(xiàn)2 朵或3 朵雌花可同時授粉，一節(jié)雙瓜成功幾率較高［6］。

2 西瓜種子的消毒技術(shù)

瓜類果斑病是一種世界性病害，20世紀90年代起該病在我國的新疆、內(nèi)蒙古、吉林、福建、海南和湖南等地被相繼報道，對我國西瓜制種業(yè)和種植業(yè)造成嚴重危害。果斑病病菌傳播方式多樣，但主要以種子調(diào)運方式進行遠距離傳播，因此種子消毒已成為西瓜種子生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。

2.1 藥劑浸種處理

藥劑浸種處理就是將西瓜種子放入酸性溶液浸泡一段時間，然后將其撈出洗凈后烘干，防止殘留在種子表面的藥劑抑制種子發(fā)芽。藥劑浸種方法操作簡便，但需要專門的沖洗及干燥設(shè)備，處理不當(dāng)會導(dǎo)致種皮顏色變淺，影響種子發(fā)芽。馬雅敏等［7］研究表明，西瓜種子用4%鹽酸浸泡20 min 或用2%甲醛浸泡30 min，消毒殺菌效果均為100%，且未顯著影響西瓜種子的發(fā)芽活力。吳萍等［8］用硫酸銅溶液浸泡西瓜種子，可有效殺滅種子攜帶的果斑病病菌。何毅等［9］研究表明，用2%春雷霉素400倍液浸泡西瓜種子，可以預(yù)防西瓜嫁接苗細菌性果斑病發(fā)生。

2.2 干熱處理

干熱滅菌是目前農(nóng)業(yè)上應(yīng)用于種子生產(chǎn)加工的一種經(jīng)濟有效的方法，科研機構(gòu)和種子企業(yè)常應(yīng)用該方法對西瓜種質(zhì)材料和高端種子進行消毒滅菌。唐炎英等［10］研究表明，西瓜種子在70 ℃條件下處理72 h，滅菌率高于90%，且不影響種子活力，處理后的種子含水量在2%左右，有利于長期貯藏。

2.3 其他消毒方法

陸世鈞［6］介紹了出口日本瓜類種子的消毒方法，其主要操作流程如下。將種子裝入透氣的編織袋，將編織袋層層疊放在大型塑料收納筐內(nèi)，筐上放置陶瓷托盤，托盤內(nèi)倒入二硫化碳液體后密封熏蒸12 h，接著將種子倒入紗網(wǎng)袋后放進裝有0.1%過氧乙酸消毒液的塑料箱浸泡15 min，然后取出種子用自來水漂洗4～6 min 后脫水，最后烘干至安全含水量（7%）以下。該方法可以殺死種子內(nèi)部活的蟲體和種子表面殘留的細菌性果斑病病菌，從而使種子質(zhì)量符合出口要求。

3 西瓜種子的精選加工技術(shù)

種子加工是提高種子品質(zhì)的重要手段，是種子商品化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。歐美發(fā)達國家非常重視種子加工業(yè)，加工技術(shù)開發(fā)起步早，機械化、自動化程度高。

3.1 種子篩選和加工技術(shù)

20世紀80年代以前，我國西瓜種子生產(chǎn)屬于農(nóng)戶自產(chǎn)自銷的生產(chǎn)模式，種子加工采用手工揀選，風(fēng)車、露地干燥等原始方式；20世紀80年代中期，我國開始規(guī)?；a(chǎn)西瓜種子；2000年以后，在種子產(chǎn)業(yè)化工程的推動下，各地相繼引進了世界先進的種子加工設(shè)備。目前國內(nèi)的種子機械設(shè)備生產(chǎn)廠商也研制出各種加工機械，其中風(fēng)篩選、比重選為西瓜種子生產(chǎn)常用的加工設(shè)備，能基本上滿足西瓜種子精選加工需要。多數(shù)西瓜品種的種皮顏色與種子質(zhì)量相關(guān)，顏色深黑的種子質(zhì)量較高，因此也可以利用色選機精選西瓜種子［11］。常規(guī)機械無法鑒別大小、比重與正常種子接近的畸形、開裂的種子，目前國內(nèi)還主要通過人工挑選。

3.2 單粒種子的精細加工技術(shù)

近年來，荷蘭SeQso B.V.公司開發(fā)出新型種子篩選設(shè)備Ixeed Visual Sorter。它利用種子成像分析法，通過分析每粒種子的外形特征來去除畸形、機械損傷的西瓜種子，可代替人工挑選。低活力及無生命力的種子很難利用傳統(tǒng)加工設(shè)備進行篩選。Rosaria Grasso 等［12］發(fā)現(xiàn)，西瓜種子生活力與延遲發(fā)光顯著相關(guān)，因此，利用生物光子分析技術(shù)檢測單粒西瓜種子的延遲發(fā)光現(xiàn)象可判斷種子活性；Lohumi 等［13］研究發(fā)現(xiàn)，利用傅里葉變換近紅外光譜技術(shù)，可快速準確鑒別西瓜種子有無生命力；Hyungjin Bae 等［14］采用高光譜成像技術(shù)結(jié)合PLS-DA方法，建立了西瓜種子生活力預(yù)測模型，判別準確率在84%以上。以上技術(shù)有望成為西瓜種子精細加工的有效方法。

4 西瓜種子的處理技術(shù)

育苗是西瓜生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)。目前西瓜工廠化育苗的規(guī)模越來越大，設(shè)施內(nèi)高密度栽培及其高溫高濕環(huán)境為苗期病原菌的繁殖和病害大規(guī)模發(fā)生提供了有利條件。同時，工廠化育苗要求種子出苗快且整齊。種子處理技術(shù)可提高西瓜種子品質(zhì)和秧苗抗病性。

4.1 種子包衣

種子包衣即在種子表面包上一層薄薄的、厚度均勻且透水透氣但對植物無毒的成膜劑，該項技術(shù)已廣泛應(yīng)用于種子處理。西瓜種子包衣劑主要為2.5%咯菌腈。宋順華等［15］研究發(fā)現(xiàn)，用2.5%咯菌腈懸浮種衣劑作種子包衣，對西瓜立枯病的防效達73%。用72%霜霉威鹽酸鹽水劑浸種，可防治西瓜猝倒病。目前防治西瓜枯萎病尚無特別有效的包衣劑。

4.2 物理方法處理

利用物理方法殺滅種子上攜帶的病菌具有環(huán)保、病菌不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點，符合綠色及有機生產(chǎn)要求。溫湯浸種是生產(chǎn)上常用的種子處理方法，操作簡便；輻照處理的速度快，是一種很有應(yīng)用前景的處理方法。李雨潤等［16］發(fā)現(xiàn)，5 s的低劑量CO2激光照射可以提高西瓜種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率；李玉明等［17］研究發(fā)現(xiàn)，200 Gy和400 Gy的60Coγ射線對西瓜等種子出苗有促進作用；姚東偉等［18］利用電子簾加速器輻照西瓜種子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，電壓100 keV、劑量25 kGy的電子束輻照處理可以促進西瓜種子萌發(fā)。

4.3 種子引發(fā)

引發(fā)是一種能改善種子萌發(fā)特性的處理技術(shù)。大部分三倍體西瓜種子存在不同程度的萌發(fā)障礙，引發(fā)處理可以促進其萌發(fā)。鄭曉鷹等［19］研究發(fā)現(xiàn)，固體基質(zhì)引發(fā)技術(shù)可以克服三倍體西瓜種子萌發(fā)障礙，西瓜種子發(fā)芽率可提高40%；黃如葵［20］研究發(fā)現(xiàn)，水引發(fā)顯著改善了三倍體西瓜種子的發(fā)芽性能、庫藏性能及抗衰老能力；傅琴波等［21］研究發(fā)現(xiàn)，珍珠巖引發(fā)提高了無籽西瓜陳種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

5 西瓜種子的貯藏技術(shù)

二倍體西瓜種子與其他瓜類種子相似，種皮堅固，較耐貯藏。據(jù)Ewartde 的分類法，西瓜種子屬于長命種子（15年以上）。根據(jù)用途，西瓜種子的貯藏方式可分為以下幾種。

5.1 密封保存

金屬罐、聚乙烯鋁箔復(fù)合袋、聚乙烯袋是零售西瓜種子主要包裝方式。其中，金屬罐強度高，透濕率為0，屬于密閉容器，要求西瓜種子含水量小于6.5%；聚乙烯鋁箔復(fù)合袋強度適當(dāng)，透濕率極低，是西瓜種子主要包裝方式，要求西瓜種子含水量在8%以下，室溫下種子可以存放2～3年；聚乙烯袋價格便宜、應(yīng)用廣泛，但不能完全防濕，南方地區(qū)在室溫條件下用其儲存種子，往往經(jīng)過一個夏天種子發(fā)芽率就顯著下降［22］。

5.2 干燥密封保存

干燥密封保存是指常溫條件下在密封容器中加干燥劑（生石灰、硅膠、沸石分子篩等）保存種子的方法，要求種子含水量在5%以下，也被稱為超干貯藏，常用于保存西瓜種質(zhì)材料及少量雜交種。超干貯藏在常溫下也能顯著延長種子的貯藏期，節(jié)省制冷設(shè)施設(shè)備建造費用和運行能耗，是一種簡單實用的西瓜種子貯藏方法。另外，定期更換干燥劑還可延長種子貯藏期。胡偉民等［23］采用硅膠干燥方式貯藏西瓜種子7年，發(fā)現(xiàn)種子含水量在3.7%時，貯藏后的種子生活力和活力最高；何序晨等［24］采用硅膠干燥的方法對西瓜種子進行超干貯藏，發(fā)現(xiàn)西瓜種子含水量在1.65%～4.12%時，經(jīng)20～23年密封貯藏后種子仍保持較高發(fā)芽率。以上說明二倍體西瓜種子采用超干貯藏方法可以長期保持種子的生活力。

5.3 低溫密封保存

低溫密封保存是西瓜種質(zhì)資源保存的主要方法，即將種子干燥至含水量4%～6%后利用鋁盒或鋁箔密封包裝或真空密封，貯藏溫度在0～10 ℃時，西瓜種子可保存10 年以上，貯藏溫度在-18 ℃左右時，可以保存50年以上。

5.4 超低溫保存

超低溫保存一般以液態(tài)氮為冷源，在-80 ℃以下保存種質(zhì)資源。在超低溫條件下，細胞代謝基本停止，大大減少或停止了與代謝有關(guān)的劣變，從而為“無限期”保存創(chuàng)造了條件。胡晉等［25］（1996）采用鋁箔復(fù)合袋密封不同含水量（3.19%～11.65%）的西瓜種子并對其進行液氮保存35 d 后，種子用39 ℃溫水解凍后仍能保持其活力，且4種含水量種子液氮貯存效果無顯著差異，說明西瓜種子適宜超低溫保存。