殼聚糖對(duì)白菜陳種子萌發(fā)的影響

劉惠靜，夏俊豐，郝建全，郎朗

（天津科潤(rùn)蔬菜研究所，300384）

白菜古名菘，有大白萊和小白菜之分，為我國(guó)原產(chǎn)和特產(chǎn)蔬菜。白菜已成為人們喜歡食用的重要蔬菜之一，是一種普通到不能再普通的蔬菜，但是它具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，含有豐富的粗纖維、維生素C等，具有益胃生津、清熱解毒的功效；另外，還發(fā)現(xiàn)白菜中含有預(yù)防腫瘤的成分，故有“百菜不如白菜”的說(shuō)法。白菜原產(chǎn)地為地中海沿岸和中國(guó)，在我國(guó)栽培歷史很長(zhǎng)。長(zhǎng)江以南為主要產(chǎn)區(qū)，種植面積占蔬菜播種面積的40%～60%。20世紀(jì)70年代后，中國(guó)北方栽培面積也迅速擴(kuò)大，各地普遍栽培，其栽培面積和消費(fèi)量居各類蔬菜之首。白菜是十字花科蕓薹屬蕓薹種白菜亞種的一個(gè)變種，以綠葉為產(chǎn)品的一二年生草本植物，種子是其最重要的繁殖材料，但是在貯藏過(guò)程中，種子活力會(huì)隨著貯藏年限的增加而降低，導(dǎo)致發(fā)芽率降低、出苗不整齊且極易感染病害，以致失去種用價(jià)值。一般在播種前對(duì)種子進(jìn)行預(yù)處理可以加快種子萌發(fā)生長(zhǎng)，提高種子活力。殼聚糖（Chitosan）又稱脫乙酰幾丁質(zhì)、聚氨基葡萄糖、可溶性甲殼素、黏性甲殼素，化學(xué)名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-β-D葡萄糖，是幾丁質(zhì)脫乙?；漠a(chǎn)物，在食品、醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價(jià)值。近年來(lái)，人們發(fā)現(xiàn)它在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。研究表明，利用殼聚糖浸種可促進(jìn)種子萌發(fā)、增加種子活力，目前已在豇豆[1]、黃瓜[2]、小麥[3]、水稻[4]等蔬菜或農(nóng)作物上進(jìn)行了相關(guān)研究。但到目前為止，還未見(jiàn)殼聚糖對(duì)白菜陳種子萌發(fā)影響的研究報(bào)道。本研究對(duì)白菜陳種子進(jìn)行了不同濃度、不同時(shí)間的殼聚糖浸種試驗(yàn)，通過(guò)測(cè)定種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)，以探討提高白菜陳種子活力的殼聚適宜處理時(shí)間和濃度，為白菜陳種子合理利用以及殼聚糖用于蔬菜生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料為2007年采收的常溫貯藏的白菜陳種子，由天津科潤(rùn)蔬菜研究所種子庫(kù)提供。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2013年7～8月在天津科潤(rùn)蔬菜研究所種子檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。配制3種殼聚糖溶液，濃度分別為0.01%，0.03%，0.05%，把種子分別浸泡在不同濃度的殼聚糖溶液中，以清水為對(duì)照，分別浸種1，2，4，6 h晾干后進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)，參照GB/T 3543.4-1995農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程，采用紙上法，每處理4次重復(fù)，每重復(fù)隨機(jī)數(shù)取100粒種子。置床后放入20℃培養(yǎng)箱中。逐日記載發(fā)芽種子數(shù)，按國(guó)家《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》中發(fā)芽技術(shù)規(guī)定，第4天測(cè)發(fā)芽勢(shì)，第8天測(cè)發(fā)芽率。發(fā)芽結(jié)束后，每份發(fā)芽苗中隨機(jī)選取10棵完整幼苗稱質(zhì)量，以平均值表示幼苗鮮質(zhì)量。發(fā)芽指標(biāo)計(jì)算方法如下，發(fā)芽勢(shì)（%）=（4 d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽率（%）=（8d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)）×100%；發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt），其中 Gt為在第t天種子的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)；活力指數(shù)（VI）=GI×S，其中S為幼苗鮮質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)發(fā)芽勢(shì)的影響

從圖1可知，白菜陳種子經(jīng)不同濃度的殼聚糖溶液處理后，同一浸泡時(shí)間的種子發(fā)芽勢(shì)隨溶液濃度增加而呈現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，但都高于相應(yīng)CK，其中以0.01%的殼聚糖處理1 h效果最好，發(fā)芽勢(shì)達(dá)到了81%，比同一濃度浸泡4 h的處理提高了4%。但隨著清水浸種時(shí)間延長(zhǎng)到4 h和6 h，發(fā)芽勢(shì)大幅下降，分別比浸種1 h降低了7%和10%，經(jīng)0.01%殼聚糖處理后，浸種時(shí)間為4 h、6 h的白菜陳種子發(fā)芽勢(shì)比相應(yīng)的對(duì)照提高了12%。

2.2 對(duì)發(fā)芽率的影響

從圖2可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陳種子，其發(fā)芽率比浸泡4 h和6 h的高。經(jīng)過(guò)殼聚糖溶液處理后，浸泡2 h和4 h的種子發(fā)芽率都高于相應(yīng)對(duì)照，其中以0.01%的殼聚糖處理4 h效果最好，發(fā)芽率達(dá)到了86%，比其對(duì)照提高了12%，而且浸泡4 h和6 h的種子發(fā)芽率提高幅度比1 h和2 h的高（分別與其相應(yīng)對(duì)照相比），分別高10%和12%。

2.3 對(duì)發(fā)芽指數(shù)的影響

從圖3可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陳種子，其發(fā)芽指數(shù)比浸泡4 h和6 h的高。經(jīng)過(guò)殼聚糖溶液處理后，不同浸種時(shí)間的白菜陳種子發(fā)芽指數(shù)都高于相應(yīng)CK，其中以0.01%的殼聚糖處理2 h效果最好，發(fā)芽指數(shù)比相應(yīng)對(duì)照提高了19.01%。然而清水浸種4 h和6 h的陳種子其發(fā)芽指數(shù)比浸種1 h和2 h的有所下降，經(jīng)殼聚糖溶液浸種4 h和6 h處理后，其發(fā)芽指數(shù)都比浸種1 h和2 h（與各自對(duì)照相比）的提升幅度略大，分別為19.82%和7.62%。

2.4 對(duì)活力指數(shù)的影響

從圖4可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陳種子，其活力指數(shù)比浸泡4 h和6 h高。經(jīng)過(guò)殼聚糖溶液處理后，種子的活力指數(shù)與相應(yīng)的對(duì)照相比都有所增加。其中，以0.01%殼聚糖浸泡2 h的種子活力指數(shù)最高，比其對(duì)照增加了22.52%。

3 結(jié)論與討論

殼聚糖是由自然界廣泛存在的幾丁質(zhì)（Chitin）經(jīng)過(guò)脫乙酰作用得到的，為天然含氮多糖類生物活性物質(zhì)，且具有無(wú)毒、施用后可被土壤微生物完全降解等特點(diǎn)，不會(huì)對(duì)土壤微環(huán)境造成不利影響，對(duì)人體無(wú)毒副作用。殼聚糖具有資源豐富、價(jià)格便宜、安全無(wú)毒、性質(zhì)穩(wěn)定等眾多優(yōu)點(diǎn)，在綠色蔬菜生產(chǎn)中也正在發(fā)揮重要作用。殼聚糖對(duì)種子萌發(fā)的作用已在黃瓜[5]、苦瓜[6，7]、辣椒[8]、豌豆[9]等幾種蔬果植物中進(jìn)行了研究，王彥文等[10]研究表明殼聚糖溶液浸種可促進(jìn)甜瓜種子的萌發(fā)，提高甜瓜種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)。王國(guó)武等[11]的試驗(yàn)結(jié)果也表明，殼聚糖在一定處理濃度范圍內(nèi)對(duì)薹菜、油菜和小白菜種子的萌發(fā)有促進(jìn)作用且效果顯著。在以上科研人員的試驗(yàn)中，都是選用了發(fā)芽率很高的優(yōu)質(zhì)種子，而殼聚糖對(duì)發(fā)芽率較低的陳種子處理研究還未見(jiàn)報(bào)道，本研究中利用0.01%～0.05%殼聚糖溶液浸種白菜陳種子，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均比對(duì)照得到了顯著提高，尤其以0.01%殼聚糖浸種1 h的處理效果顯著，隨著浸種時(shí)間延長(zhǎng)至4 h或6 h時(shí)，白菜陳種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的對(duì)照都較1 h或2 h有所降低，經(jīng)殼聚糖處理后這四項(xiàng)指標(biāo)與其各自的對(duì)照相比其提高幅度大于1 h或2 h的處理，但只有經(jīng)0.01%的殼聚糖浸種4 h和6 h的處理發(fā)芽率的最終結(jié)果超過(guò)了浸種1 h或2 h的處理。這可能是由于浸種時(shí)間延長(zhǎng)后，殼聚糖作為一種生理活性物質(zhì)影響了種子內(nèi)部酶的活化和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化所致，具體原因有待于進(jìn)一步研究?？傊?，本試驗(yàn)結(jié)果表明，清水浸種時(shí)間延長(zhǎng)（超過(guò)2 h），對(duì)種子活力的提高不利，但經(jīng)殼聚糖處理后，種子的活力與相應(yīng)的對(duì)照相比會(huì)有大幅提升。因此，在生產(chǎn)中可以用0.01%的殼聚糖溶液對(duì)白菜陳種子浸種1 h，即可達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效的目的。

圖1 不同殼聚糖浸種時(shí)間對(duì)白菜陳種子發(fā)芽勢(shì)的影響

圖2 不同殼聚糖浸種時(shí)間對(duì)白菜陳種子發(fā)芽率的影響

圖3 不同殼聚糖浸種時(shí)間對(duì)白菜陳種子發(fā)芽指數(shù)的影響

圖4 不同殼聚糖浸種時(shí)間對(duì)白菜陳種子活力指數(shù)的影響

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