不同蛭石引发方式对番茄砧木种子萌发及幼苗生长的影响

2020-02-04夏亚真张素惠蔡斌牛旭旭李胜利孙联合

中国瓜菜 2020年12期

夏亚真张素惠蔡斌牛旭旭李胜利孙联合

摘要：为探讨不同蛭石引发方式对番茄砧木种子萌发和幼苗生长特性的影响，以‘金棚砧木一号（JZM-1）为番茄砧木材料，分别在蛭石含水量40%、50%、60%、70%条件下引发处理2、3、4、5 d后进行发芽试验，从中筛选出蛭石含水量40%引发处理4 d、蛭石含水量50%引发处理4 d、5 d等3个处理，研究蛭石引发后不同回干方式对番茄砧木种子萌发及其生长生理指标的影响。结果表明，不同蛭石引发方式处理的番茄砧木种子的发芽势、发芽指数、发芽率均不同程度高于对照处理，引发处理后回干与不回干对种子萌发和幼苗生长均有促进作用，但作用大小不同。尤其以引发含水量40%处理5 d后未回干处理的种子萌发效果最好，出苗最为整齐、健壮，其株高、单株干质量、壮苗指数、叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分别比对照提高了18%、36%、29%、38%、152%和186%，差异达到显著水平。

关键词：番茄;砧木;蛭石引发;种子萌发

中图分类号：S641.1+S351.1 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2020）12-056-05

Abstract： To investigate the effects of priming treatment with vermiculite on the seed germination and seedling growth of tomato rootstock， the ‘JZM-1 seeds of tomato rootstock were selected as material in this study. The germination test was conducted after treated for 2， 3， 4 and 5 day under the condition of vermiculite water content was set at 40%， 50%， 60% and 70% respectively. Three treatments of 4 d （40% water content）， 4 d （50% water content） and 5 d （50% water content） were screened to study the effects of different methods dehydration on seed germination and growth physiological indexes of tomato rootstock after vermiculite initiation. The results showed that the germination potential， germination index and germination percentage of tomato rootstock seeds treated with different vermiculite initiation methods were all higher than those of treated with control. Both dehydration and non-dehydration had promoting effects on seed germination and seedling growth after initiation treatment， but the effects were different. The treatment of the seeds that were non-dehydration for 5 d after the initiation of 40% water content in particular was considered to be the best one， the plant height， dry weight， strong seedling index， chlorophyll， soluble sugar and soluble protein contents of which were increased by 18%， 36%， 29%， 38%， 152% and 186% respectively with significant differences when compared with control.

Key words： Tomato; Rootstock; Priming treatment with vermiculite; Seed germination

番茄為我国主要设施蔬菜之一，由于连年种植，设施番茄连作障碍问题日益突出[1]。嫁接是目前解决番茄生产连作障碍最经济有效的办法[2]，但由于大多数番茄砧木种子野生性强，存在发芽慢、发芽率低、出苗不整齐等缺点，制约了番茄嫁接育苗工厂化的发展。因此，探索一种低成本、高效率的种子前处理技术以提高番茄砧木种子的发芽率、出苗整齐度是番茄工厂化嫁接育苗中亟待解决的问题。已有研究表明，种子引发技术可以先控制种子吸水的速度再让种子缓慢回干，引发后的种子出苗率高且整齐，苗期抗逆性强[3-4]。目前，种子引发技术已在番茄、茄子、甜椒、西瓜、南瓜等多种蔬菜上得到应用，引发后的种子萌发率、活力、抗逆性、出苗整齐性均得到有效改善[5-10]。吴凌云等[8]研究了引发温度、引发时间、水分、渗透势等不同引发因子对辣椒和茄子种子萌发的影响，明确了固体基质引发和渗透调节引发的最适条件。研究表明，对种子进行引发处理有4个关键因素，即引发剂选择、引发温度、引发时间、引发工艺，4种因素中引发剂选择最为复杂，也最为重要，且不同的引发材料需要在适宜的引发湿度和引发时间等多种因素共同作用下才能取得最佳的引发效果[10]。目前，已有不少关于促进番茄砧木种子萌发的研究，但关于不同蛭石引发方式对番茄砧木种子萌发及幼苗生长特性影响的研究较少。为此，笔者以蛭石为引发试材，研究了不同蛭石含水量、引发时间和回干方式对番茄砧木种子的引发效果，旨在筛选一套简便、易行、高效的种子播前处理方法，为番茄嫁接育苗生产应用提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017年3—9月在河南农业大学生理实验室和毛庄科教园区育苗温室内进行，供试番茄砧木品种为‘金棚砧木一号（JZM-1），由西安金鹏种苗有限公司培育与提供。引发处理试验在LRH-250-GI智能型人工气候箱中进行，引发材料为蛭石，粒径为0.4～1.0 mm，蛭石容重为0.23 g·cm-3，进行试验前蛭石充分干燥与消毒。育苗试验采用50孔黑色穴盘（54 cm×28 cm），育苗基质为V草炭∶V蛭石=3∶1，育苗期间按照正常的肥水管理。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 试验设计本试验设蛭石含水量和引发处理时间双因素，采用随机区组设计，共设17个处理，分别为番茄砧木种子在蛭石含水量40%、50%、60%、70%条件下进行引发处理2、3、4、5 d，以未进行引发处理的番茄砧木种子为对照（CK）。番茄砧木种子表面消毒并用蒸馏水清洗干净后，每个处理选取健壮、饱满、大小一致的100粒种子，3次重复。

1.2.2 引发处理按照m蛭石∶m种子=3∶1进行蛭石引发处理，加水量均按照种子和蛭石总质量的百分比计算，将蛭石、水和种子三者混合均匀后，放在自封袋内半敞口置于LRH-250-GI智能型人工气候箱内温度20 ℃、湿度90%的培养箱中进行引发处理，处理每天进行称重确定加水量，保持湿度不变。引发时间安排，按照时间的推移，最先开始引发5 d的，然后再进行引发4 d，3 d，2 d，将处理达到规定时间的种子和基质全部倒出分开放在托盘上面，在室温25 ℃、湿度为60%的条件下回干至原始含水量，回干后挑出种子，在室温下保存。

1.2.3 发芽试验以未进行引发处理的种子为对照（CK），將各处理的种子先用50～55 ℃热水进行温汤浸种，之后在蒸馏水中浸泡8 h。浸种后取两层滤纸平放在直径为9 cm的一次性塑料培养皿中，用水喷湿滤纸，将种子均匀置于滤纸上，在MGC-250智能光照培养箱内25 ℃黑暗条件下培养，每天观察种子的发芽个数（以胚芽突破种皮1 mm作为发芽标准），按照《国家农作物种子检验规程》的检验方法，以发芽试验3 d统计发芽势，7 d统计发芽率。

1.2.4 回干处理根据发芽试验的结果，筛选出最适蛭石引发含水量和引发时间的3个处理进行回干处理，即将引发处理达到规定时间的种子和基质全部倒出分开放在托盘上面，置于室温条件下回干，待种子含水量恢复到最初种子含水量时进行种子发芽试验和幼苗生长试验;不回干处理为种子引发结束后用水冲洗干净，直接进行发芽试验与幼苗生长试验。

1.2.5 育苗试验根据发芽试验和回干处理的结果，筛选出最适蛭石引发含水量、引发时间及回干处理组合进行育苗试验。将引发后将种子播于50孔育苗穴盘中，基质配方为V草炭∶V珍珠岩∶V蛭石为=2∶1∶1，以未引发处理的番茄砧木种子为对照处理，每个处理播种2盘，随机排列，每个处理3次重复。在日光温室自然光照条件下培养，清水浇灌，待子叶展平后更换为营养液浇灌。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 种子发芽特性以胚芽突破种皮1 mm作为萌发标准，每天统计各处理的发芽数。参考陈军等[11]文献计算发芽势、发芽率和发芽指数（GI）。

发芽势/%=（规定3 d内发芽种子数/供检测的种子数）×100;

发芽率/%=（规定7 d内发芽种子数/供检测的种子数）×100;

GI=ΣGt/Dt（Gt 指第 t 天的发芽率，Dt 指相应的发芽天数）。

1.3.2 幼苗生长指标播种33 d后（幼苗3叶1心时），每个处理随机取10株测定株高、茎粗、幼苗地上干物质量和地下干物质量。株高采用直尺测量，茎粗采用游标卡尺测量，幼苗干质量采用烘干质量法测量，壮苗指数按照张振贤等[12]的方法计算。

1.3.3 生理指标的测定播种33 d后（幼苗3叶1心时）采样，置于液氮速冻，用于生理指标的测定，用蒽酮比色法测定可溶性糖含量，采用考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白含量，用氮蓝四唑（NBT）还原法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性，用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）活性，采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）活性，用巴比妥酸（TBA）反应法测定丙二醛含量[13]。

1.4 数据分析

采用SPSS统计软件和Excel 2007 进行数据处理，LSD显著性在 0.05 水平上检测。

2 结果与分析

2.1 不同含水量和不同时间的蛭石引发处理对番茄砧木萌发的影响

由表1可以看出，除50%含水量引发2 d的处理外，其他不同引发处理的番茄砧木种子的发芽势、发芽指数、发芽率均不同程度地高于对照处理。砧木种子发芽势则随着引发含水量和时间共同增加，呈现不同的趋势。50%含水量处理的砧木种子发芽指数则随引发处理时间的延长呈现升高的趋势。与对照相比，40%含水量的引发处理均能够显著提高砧木种子发芽率。综上比较可以看出，以引发含水量40%处理5 d和引发含水量50%处理4 d、5 d等3个处理对砧木种子萌发促进作用最强，发芽势分别比对照提高59.44%、90.15%和80.53%，发芽指数分别比对照提高120%、131%和161% ，发芽率分别比对照提高40%、35%和24%。

2.2 引发后不同回干处理对番茄砧木萌发特性的影响

由表2可以看出，番茄砧木种子经过引发后未回干处理的发芽势、发芽指数均显著高于回干处理及对照。回干和未回干处理方式对番茄砧木种子发芽率影响的程度不一，回干处理砧木种子发芽率低于对照，未回干处理砧木种子发芽率高于对照，且回干和未回干处理砧木种子发芽率与对照差异不显著。其中，引发含水量40%处理5 d未回干处理的种子萌发效果最好，发芽势、发芽指数和发芽率均为最高，分别比对照提高150%、455%、22%。

2.3 不同引发处理组合对番茄砧木生长特性的影响

从表3可以看出，各处理番茄幼苗的株高均显著高于对照，各处理幼苗茎粗、单株干质量和壮苗指数均不同程度高于对照处理。含水量50%引发处理5 d后回干处理幼苗茎粗最大，为3.14 mm，各处理之间以及各处理与对照之间茎粗差异不显著;含水量40%引发处理5 d后回干和未回干处理、含水量50%引发处理4 d后未回干处理单株干质量显著高于对照处理，分别比对照提高26.65%、36.02%、28.55%;壮苗指数，仅含水量40%引发处理5 d未回干、含水量50%引发处理4 d后未回干处理显著高于对照，分别高于对照29.48%、26.72%，而其他处理壮苗指数与对照差异不显著。由此可见，回干处理对幼苗生长依然具有促进作用，但回干处理在一定程度上影响了幼苗的生长。

2.4 不同引发处理组合对番茄砧木叶片叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影响

由表4可以看出，与对照相比，各处理均能显著提高番茄砧木幼苗的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量。叶绿素含量，各处理之间差异不显著;可溶性糖含量，仅含水量40%引发处理5 d后回干与未回干处理之间差异显著，其他处理之间差异不显著。其中，含水量40%引发处理5 d后未回干处理叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于其他处理，分别比对照提高了38%、152%和186%。

2.5 不同引发处理组合对番茄砧木叶片抗氧化酶活性的影响

由表5可以看出，不同引发条件下回干与未回干处理砧木幼苗叶片中SOD活性均高于对照，其中回干处理的砧木幼苗SOD活性均显著高于对照处理。除引发含水量50%处理5 d后回干与引发含水量50%处理4 d后未回干处理的POD活性显著低于对照外，其她处理间以及其他处理与对照间差异不显著。与对照相比，不同引发条件下回干和未回干处理均能显著降低丙二醛含量，对CAT 活性影响不显著。由此可见，引发能够提高一些保护酶的活性，降低丙二醛含量，激发有利于种子萌发生长的生理活动。

3 讨论与结论

引发含水量和引发时间是影响引发效果两个最重要的因素，引发含水量太低、时间太短，种子不能充分吸水，引发就不能发挥作用，而引发含水量太高、时间太长则可能使种子在引发过程中胚根突破种皮，引发效果不好[9]。通过设置不同蛭石含水量和不同引发时间对番茄砧木种子进行引发试验，结果表明以引发含水量50%处理4 d、5 d和引发含水量40%处理5 d等3个处理的砧木种子萌发迅速，发芽整齐度高，这与前人采用蛭石做固体引发基质引发处理种子能够促进种子萌发、缩短发芽时间、提高发芽率与发芽势的研究结果一致[14-15]。在试验中发现，引发含水量和引发时间对种子引发效果影响不同，砧木种子的发芽整齐度和出苗一致性受引发含水量和引发时间共同作用的影响较大，而在相同引发含水量下砧木种子的发芽活力则可能与引发处理时间呈正相关，但此结论是否具有普遍性仍需进一步验证。

引发处理后回干与不回干对种子萌发和幼苗生长均有促进作用，但作用大小不同。本试验结果表明，番茄砧木种子经过蛭石含水引发后不论回干与否，均能提高幼苗发芽势、发芽指数和壮苗指数等生长指标，还可提高其叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量等生理指标，而引发含水量40%处理5 d未回干处理组合效果最佳。由此可见，适宜的引发处理方式能够提高一些能量代谢物质和保护酶的活性，从而激发有利于番茄砧木种子萌发和生长的生理活动，提高了发芽的整齐度，增加了幼苗抗逆性[16-17]。综上所述，番茄砧木种子引发含水量40%处理5 d后未回干处理为最佳引发组合，可用于番茄砧木种子播前处理，为番茄嫁接育苗生产应用提供技术指导。

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