干熱處理對西芹種子萌發(fā)及生長的影響

秦立金，孫 瑩

（赤峰學院 生命科學學院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

1 引言

西芹 （Apium graveolens L.var.dulcen DC.）又稱洋芹，為傘形科一、二年生草本植物.葉片寬而短，寬大致為 3～5cm，長大致為 30～40cm，分葉性強，種子透氣性很差，萌發(fā)很困難，但因其有很高的營養(yǎng)價值而受歡迎，不僅富含維生素A、維生素B2以及礦物質(zhì)類元素，還含有芳香油，可揮發(fā).因此，具有很強的香辛味，可以增進人們的食欲.芹菜的纖維非常發(fā)達，僅次于韭菜，對人體的胃消化有很強的物理作用.

目前，在茴香，芫荽，胡蘿卜等傘形科蔬菜上，有關(guān)物理處理種子促進發(fā)芽的研究已有相關(guān)報道.李明等（1995）于76℃條件下分別處理胡蘿卜種子24h、48h、72h，發(fā)現(xiàn) 76℃干熱處理 72h的防效最佳，真菌菌落數(shù)比CK減少97%，細菌菌落數(shù)比CK減少100%.而干熱處理方法在葫蘆屬、茄果類、十字花科等蔬菜上已經(jīng)有大量研究，但在傘形科上的應(yīng)用研究報道較少[1，2].傘形科雖然存在難發(fā)芽等問題，但在食用，藥物，營養(yǎng)上的應(yīng)用還是非常廣泛的.采用合理的處理方法，使其高效的提高出苗率，擴大生產(chǎn)，并進行推廣與市場的廣泛應(yīng)用，具有一定的意義.

本試驗選擇傘形科難發(fā)芽的蔬菜種子—西芹為試材，采用物理處理的方法，設(shè)置不同的干熱處理溫度與時間的組合，通過測定西芹種子的發(fā)芽指標，幼苗形態(tài)生長和生理指標，篩選最佳的干熱處理溫度和時間組合，為以后西芹高產(chǎn)、高效栽培提供重要的理論依據(jù).

2 材料與方法

2.1 試驗材料

西芹種子：加州皇西芹，益陽市資陽區(qū)益農(nóng)蔬菜種子經(jīng)營部提供.

2.2 試驗指標及測定方法

2.2.1 種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢—參照范雙喜、張玉星的方法[3]

2.2.2 發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt）

式中Gt為t日發(fā)芽的種子數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù).

2.2.3 葉綠素含量的測定—分光光度法[4]

2.2.4 脯氨酸含量測定—參照李曙軒的茚三酮顯色法[4]

2.2.5 丙二醛含量測定—參照朱廣廉比色法的測定[5]

2.3 試驗方法

本試驗在預(yù)試驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計40℃、60℃、80℃ 3個干熱處理溫度，以常溫（25℃）為CK，干熱處理時間分別為 2h、4h、6h、8h、10h、12h，共計 24個處理，每個處理150粒種子，每個處理4次重復(fù)，于2014年3月1日，將上述種子浸泡1d，放到25℃的恒溫培養(yǎng)箱中催芽.發(fā)芽至第11d時，計算發(fā)芽率，第7d時，計算發(fā)芽勢.

2014年4月14日，將上述24個處理，每個處理3次重復(fù)，小區(qū)面積為50cm×50cm，采用干播法進行西芹田間種植，常規(guī)管理.2014年9月20日，取西芹植株，每一處理10株，實驗室測定西芹形態(tài)指標和生理指標.

2.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計分析軟件.

3 結(jié)果與分析

3.1 干熱處理對西芹種子萌發(fā)指標的影響

西芹種子萌發(fā)的統(tǒng)計是從第十一天開始的，發(fā)芽勢是從第七天開始記錄的.表1表明：干熱處理不僅使西芹種子的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)有所提高，而且使西芹種子的萌發(fā)得以加速.其中，溫度為40℃和60℃時的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)都大于CK，而60℃時處理效果達到最佳，相比于常溫，發(fā)芽率增加了5.57%，發(fā)芽勢增加了5.79%，發(fā)芽指數(shù)增加了17.56%.80℃的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)比CK明顯降低，生產(chǎn)栽培上不宜采用.時間處理效果不明顯.

表1 干熱處理對西芹種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的影響

3.2 干熱處理對西芹生長的影響

3.2.1 對西芹地上部生長的影響

西芹是由兩部分構(gòu)成，包括地上部和地下部，這是使西芹地上部和地下部的生長均衡的原因，同時也是其質(zhì)量優(yōu)良，產(chǎn)量豐富的關(guān)鍵.西芹地上部主要由莖、葉組成.西芹的營養(yǎng)生長為生殖生長提供了必要的營養(yǎng)成分，包括礦質(zhì)物質(zhì)和水等，在此前提下，生殖器官才能正常發(fā)育.本試驗主要測了莖、葉等指標.表2表明：不同干熱處理溫度和時間均促進了西芹植株地上部的生長，相比于CK，60℃時處理效果達到最佳，西芹葉柄長、葉柄數(shù)、莖周長、單株葉片數(shù)、地上部干鮮重均有所增長.其中，西芹葉柄長增加了10.66%，莖周長增加了2.24%，地上部干重增加了6.64%，地上部鮮重增加了3.2%，葉柄數(shù)和單株葉片數(shù)差異不大.西芹葉柄長、莖周長、地上部干鮮重的增加，為以后西芹高產(chǎn)打下了良好的基礎(chǔ).處理時間效果不明顯.

表2 干熱處理對西芹地上部形態(tài)指標的影響

3.2.2 對西芹地下部生長的影響

植株地下部主要指根，根與地上部之間有維管束聯(lián)絡(luò)，存在著營養(yǎng)物質(zhì)與信息物質(zhì)的大量交換.根吸收水分的部位是根尖，主要集中在根毛區(qū)，西芹有主根，主根長及根干鮮重影響根系吸收水分和無機鹽.表3表明：不同干熱處理的溫度和時間均對西芹植株地下部的生長有利，與常溫對照相比，處理效果最明顯的是60℃，西芹主根長和地下部干鮮重均有所提高，其中，主根長增加了8.98%，根干重增加了79.73%，根鮮重增加了96.34%.西芹地下部的根系和地上部的枝葉均生長良好，為以后西芹的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培打下了良好的基礎(chǔ).處理時間效果不明顯.

表3 干熱處理對西芹地下部形態(tài)指標的影響

3.3 干熱處理對西芹生理指標的影響

西芹生理研究主要從葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、丙二醛含量和脯氨酸含量幾項指標進行測定.表4表明：在不同溫度和時間干熱處理下，葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量隨著溫度和時間的增加，都呈先上升后下降的趨勢，MDA含量則相反，呈先下降后上升的趨勢.在溫度為60℃，時間為6h時，西芹植株的光合作用最強，葉綠素a、葉綠素b含量以及脯氨酸含量都達到最多，并且積累更多可溶性糖，滲透勢降低，能更好地適應(yīng)不良環(huán)境，MDA值達到最大，這時西芹植株過氧化作用最強[8].這說明在溫度時間為60℃、6h時，最適宜西芹植株的生長.

表4 干熱處理對西芹生理指標的影響

4 結(jié)論與討論

西芹為傘形科難發(fā)芽蔬菜種子，發(fā)芽率低，出苗不整齊.為使西芹種子出苗迅速、整齊，生產(chǎn)上往往播前對種子進行處理.常用的種子處理方法有物理處理方法和化學處理方法.化學處理方法采用化學藥劑進行浸種，在提高種子發(fā)芽率的同時，也可能對種子有一定的毒害作用，所以本試驗采用物理處理方法，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的同時，進行抗逆性的誘導(dǎo).

4.1 干熱處理對西芹種子萌發(fā)的影響

經(jīng)預(yù)試驗研究結(jié)果得出：干熱處理溫度為80℃和100℃時會妨礙西芹種子發(fā)芽，發(fā)芽率明顯降低，100℃時僅約為10%.這說明過高的溫度不利于西芹種子保持活力，種子內(nèi)部胚的結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)物質(zhì)可能受到了破壞，使胚失去了生理功能，影響了西芹種子的吸水及萌發(fā).80℃的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)在數(shù)值上明顯比對照降低，尤其是7d的發(fā)芽勢，僅達到30%左右，因此此溫度在蔬菜生產(chǎn)上不宜采用.

而60℃促進了西芹種子的發(fā)芽，說明60℃的干熱處理溫度，不僅軟化了種皮，還使種皮的通透性明顯增強，另外對水分的吸收量也大幅度提高，水分的流通使種子內(nèi)的養(yǎng)分快速分解并運輸?shù)接着?，使其生長和發(fā)芽速度均加快，并提高了發(fā)芽整齊度.經(jīng)試驗篩選得出：60℃為最佳處理溫度，且萌發(fā)的各項指標均達到最大值.

這次實驗中，處理時間效果不明顯，尚待進一步的探索和研究.

4.2 干熱處理對西芹生長的影響

西芹根屬直根系，在營養(yǎng)生長期，為短縮莖，二回奇數(shù)羽狀復(fù)葉，葉柄十分發(fā)達，特別是西芹.它葉柄上有眾多維管束聯(lián)絡(luò)，存在著營養(yǎng)物質(zhì)與信息物質(zhì)的大量交換.內(nèi)部的薄壁組織發(fā)達，充滿著水和養(yǎng)分，葉柄挺立，質(zhì)地脆嫩，味道鮮濃.本試驗研究結(jié)果表明：不同干熱處理溫度加促了西芹植株地上部和地下部之間營養(yǎng)生長的相互促進，西芹的營養(yǎng)生長為生殖生長提供了必要的營養(yǎng)成分，包括礦質(zhì)物質(zhì)和水等，在此前提下，生殖器官才能正常發(fā)育.其中，60℃處理效果最明顯，處理時間不顯著.

4.3 干熱處理對西芹生理抗性的影響

葉綠素主要用于植物的光合作用，葉片結(jié)構(gòu)是否完好無損以及生物合成的強弱致使葉綠素含量的上升或者下降.可溶性糖可用來測定植物的碳類營養(yǎng)狀況，植物處于不良環(huán)境時可溶性糖含量會累積，滲透勢以及冰點都會相應(yīng)下降，用于維持植物體內(nèi)的水分，穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，使植物保持充盈狀態(tài).丙二醛含量和脯氨酸含量都與植物遭受不良環(huán)境有關(guān)，處于不同的溫度下，細胞內(nèi)將會產(chǎn)生許多自由基，累積下來的自由基有傷害植物細胞的可能，并且先去傷害質(zhì)膜系統(tǒng)，因此，丙二醛是由膜質(zhì)過氧化而分解的最終產(chǎn)物.脯氨酸含量會因植物遭受不良環(huán)境而增加.

本試驗結(jié)果表明：在不同溫度的時間干熱處理下，葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量隨著溫度和時間的增加，都呈先上升后下降的趨勢，MDA含量則相反，呈先下降后上升的趨勢.在溫度為60℃，時間為6h時，西芹植株的光合作用最強，葉綠素a、葉綠素b含量以及脯氨酸含量都達到最多，并且積累更多可溶性糖，滲透勢降低，能更好地適應(yīng)不良環(huán)境，MDA值達到最大，這時西芹植株過氧化作用最強.這說明在溫度時間為60℃、6h時，最適宜西芹植株的生長[8].

綜上所述，綜合分析西芹種子萌發(fā)指標、形態(tài)生長指標和生理指標，本試驗篩選最佳干熱處理溫度為60℃，干熱處理時間效果不顯著.

〔1〕Kim D H,Lee JM.Seed treatment for cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)in gourd (Lagenaria siceraria)seeds and its detection[J].J Kor Soc HortSci,2000,41：16.

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〔3〕范雙喜,張玉星.園藝植物栽培學實驗指導(dǎo)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2011.23.

〔4〕李曙軒.蔬菜栽培學各論[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1986.227-236.

〔5〕朱廣廉.植物生理實驗[M].北京：北京大學出版社,1990.

〔6〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導(dǎo)[M].北京：科學出版社,2009.86-87.

〔7〕〔8〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導(dǎo).北京：科學出版社,2009.80-82，35.

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〔11〕張志良.植物生理學實驗指導(dǎo)(第二版)[M].北京：高等教育出版,1990.257-258.