不同處理對(duì)崇明小菠菜種子發(fā)芽特性的影響

EffectsofDifferentTreatmentsonSeedGermination Characteristics of Chongming Spinach

GU Qinqin1，SHAO Feng2，LIU Jian'，GU Lijun2，ZHAN Xiuping （‘Shanghai Agricultural Technology Extension and Service Center，Shanghai 201103; ² ChongmingDistrict VegetableScienceand Technology ExtensionStation，Shanghai 202150）

崇明小菠菜是上海市崇明區(qū)傳統(tǒng)地方特色菠菜品種[1]，本地種植年限達(dá)30年以上。該品種入口甘甜、澀味少，口感軟糯滑嫩，風(fēng)味濃郁，營(yíng)養(yǎng)非常豐富[2-3]，深受上海地區(qū)消費(fèi)者的喜愛(ài)。菠菜種子具有典型形態(tài)與生理休眠特性。其果皮角質(zhì)層較厚且機(jī)械組織發(fā)達(dá)，木栓化厚壁細(xì)胞層顯著降低了種皮透水透氣性；同時(shí)種皮及種子胚乳中內(nèi)源抑制物（酚類、ABA等）的存在進(jìn)一步延緩了萌發(fā)進(jìn)程，這種雙重休眠特性導(dǎo)致菠菜種子田間發(fā)芽率波動(dòng)明顯且出苗整齊度差。傳統(tǒng)直播方式采用未處理干籽播種，常因種皮屏障效應(yīng)引發(fā)吸水滯后，致使萌發(fā)困難，出苗參差不齊，最終造成缺苗斷壟及產(chǎn)量損失等生產(chǎn)問(wèn)題。

本研究以崇明小菠菜為試驗(yàn)材料，依據(jù)GB/T3543.1＼～7—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》，參照沈丹婷[種子發(fā)芽能力指標(biāo)計(jì)算方法，通過(guò)設(shè)計(jì)不同種子及發(fā)芽床處理，研究了崇明小菠菜種子萌發(fā)特性，旨在篩選出高效發(fā)芽處理方案，重點(diǎn)考察發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)和最終發(fā)芽率等關(guān)鍵指標(biāo)，以建立標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)芽技術(shù)體系，為崇明小菠菜規(guī)?；耘嗵峁┛茖W(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐，對(duì)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化精量播種具有重要實(shí)踐價(jià)值。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料試驗(yàn)品種為崇明小菠菜，是上海市崇明區(qū)蔬菜科學(xué)技術(shù)推廣站2024年新收獲的種子。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)于2024年6月在上海市農(nóng)作物種子質(zhì)量檢測(cè)中心進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)置4種種子處理方法，包括種子不進(jìn)行任何處理（對(duì)照）剝殼去果皮、砂皮紙摩擦破殼、干濕循環(huán)處理（播前曬種4～6h ，砂皮紙摩擦種子表面， 40% 浸泡6h，揉搓并吸干水分， 25% 烘箱烘干）。另外，設(shè)置紙床、砂床2個(gè)發(fā)芽床處理。發(fā)芽條件：于智能人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行，溫度控制為 10% 恒溫，濕度控制為 70% ，光周期為12h/12h ，光照強(qiáng)度設(shè)置為 1600Lx 。

每個(gè)處理隨機(jī)取400粒均勻飽滿的種子，每100粒為1個(gè)重復(fù)，設(shè)置4個(gè)重復(fù)。發(fā)芽培養(yǎng)期間，每天進(jìn)行適當(dāng)檢查管理，保持適宜水分，保證合適的發(fā)芽條件。每天在相同時(shí)間段統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，以胚根長(zhǎng)度超過(guò)種子半徑的記為發(fā)芽[5]。

1.3測(cè)量指標(biāo)與方法發(fā)芽置床第7天進(jìn)行初次計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，發(fā)芽置床第21天進(jìn)行末次計(jì)數(shù)，進(jìn)行幼苗鑒定，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率和測(cè)量幼苗生長(zhǎng)勢(shì)（即幼苗基部到頂端的長(zhǎng)度，用 cm 表示）。第21天計(jì)算活力指數(shù)。具體計(jì)算公式為：發(fā)芽勢(shì)GP （%）= （第7天發(fā)芽種子數(shù)/NT） ×100 ；發(fā)芽率GR （%）= （第21天發(fā)芽種子數(shù)/NT） ×100 ；活力指數(shù) VI= （∑Gt/Dt） ×s 。公式中，NT表示供檢種子總數(shù)，Gt為第t天的發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)，S為幼苗生長(zhǎng)勢(shì)（隨機(jī)取30株均勻一致的幼苗進(jìn)行測(cè)量）。根據(jù)GB16715.5—2010《瓜菜作物種子第5部分：綠葉菜類》強(qiáng)制性種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，菠菜種子發(fā)芽率國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為不低于 70% 。

1.4數(shù)據(jù)處理采用MicrosoftExcel2007和SPSS22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1發(fā)芽勢(shì)發(fā)芽勢(shì)是反映種子發(fā)芽速度和整齊度的一個(gè)指標(biāo)。由圖1可見(jiàn)，兩種發(fā)芽床條件下，剝殼去果皮處理崇明小菠菜種子的發(fā)芽勢(shì)均顯著高于砂皮紙摩擦破殼處理和干濕循環(huán)處理，后兩種處理下的種子發(fā)芽勢(shì)在紙床條件下又顯著高于對(duì)照，砂床條件下僅砂皮紙摩擦破殼處理顯著高于對(duì)照，而砂皮紙摩擦破殼處理和干濕循環(huán)處理的種子發(fā)芽勢(shì)不同小寫(xiě)字母和*均表示在0.05水平上存在顯著差異，下同無(wú)顯著差異。4種種子處理的發(fā)芽勢(shì)在兩種發(fā)芽床條件下呈現(xiàn)相同趨勢(shì)，且紙床條件下各處理的發(fā)芽勢(shì)顯著高于砂床。

2.2發(fā)芽率發(fā)芽率是衡量種子萌發(fā)能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一7]。由圖2可以看出，兩種發(fā)芽床條件下，砂皮紙摩擦破殼處理和干濕循環(huán)處理崇明小菠菜種子的發(fā)芽率均明顯高于剝殼去果皮處理和對(duì)照。剝殼去果皮處理崇明小菠菜種子發(fā)芽勢(shì)雖高，但發(fā)芽率卻最低，顯著低于砂皮紙摩擦破殼處理和干濕循環(huán)處理，這在兩種發(fā)芽床條件下表現(xiàn)出相同的趨勢(shì)。同一種子處理在兩種發(fā)芽床條件下的發(fā)芽率并無(wú)顯著差異，可見(jiàn)，砂床和紙床兩種發(fā)芽床處理對(duì)崇明小菠菜種子最終發(fā)芽率結(jié)果并無(wú)顯著影響。

2.3活力指數(shù)活力指數(shù)一般用來(lái)反映種子對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)能力，是衡量種子活力的綜合指標(biāo)，可以用于更全面地評(píng)價(jià)種子的質(zhì)量和活力水平，表征著幼苗能否健壯生長(zhǎng)[4。由于砂床條件下種子在砂子里萌動(dòng)，觀察條件不適宜，因此僅對(duì)紙床條件下的活力指數(shù)及發(fā)芽速率進(jìn)行調(diào)查。由圖3可知，紙床條件下，砂皮紙摩擦破殼處理崇明小菠菜種子的活力指數(shù)最高，其次是干濕循環(huán)處理，兩種處理種子的活力指數(shù)差異不顯著，但都高于剝殼去果皮處理和對(duì)照。

2.4發(fā)芽速度對(duì)紙床條件下4種種子處理下崇明小菠菜種子每天的發(fā)芽粒數(shù)進(jìn)行分析。從圖4可以看出，剝殼去果皮處理和砂皮紙摩擦破殼處理第4天就開(kāi)始發(fā)芽，比干濕循環(huán)處理和對(duì)照提前1d開(kāi)始發(fā)芽，剝殼去果皮處理的發(fā)芽粒數(shù)最多，為9.25粒，砂皮紙摩擦破殼處理為5.50粒。發(fā)芽高峰出現(xiàn)最早的是剝殼去果皮處理，第6天即達(dá)到高峰，當(dāng)天發(fā)芽粒數(shù)為20.25粒；砂皮紙摩擦破殼處理的發(fā)芽高峰出現(xiàn)在第7天，當(dāng)天發(fā)芽粒數(shù)為15.50粒；干濕循環(huán)處理的發(fā)芽高峰雖然出現(xiàn)在第9天，但從第5天開(kāi)始每天發(fā)芽粒數(shù)都比較集中，第5＼～10天 70.8% 的種子已發(fā)芽，遠(yuǎn)快于同期的對(duì)照（ 60.0% ）。發(fā)芽結(jié)束最早的是剝殼去果皮處理，第11天就基本停止發(fā)芽，其次是砂皮紙摩擦破殼處理，第16天基本停止發(fā)芽，干濕循環(huán)處理和對(duì)照的發(fā)芽時(shí)間都持續(xù)較長(zhǎng)，第14天后還陸續(xù)有少量種子發(fā)芽。

3討論

前人研究表明，菠菜種子是胞果，種皮結(jié)構(gòu)細(xì)致堅(jiān)硬、外附有膠質(zhì)，還含有酚類等抑制物質(zhì)，不易吸水透氣，是菠菜種子發(fā)芽勢(shì)慢、發(fā)芽不整齊的主要原因。本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，合適的種子處理，如砂皮紙摩擦破殼處理和干濕循環(huán)處理，都對(duì)崇明小菠菜種子的萌發(fā)起到了較好的促進(jìn)作用，不僅可以有效提高崇明小菠菜種子果皮的透氣透水性，提高種子的發(fā)芽速度、整齊性，而且能有效提高種子發(fā)芽率。

砂皮紙摩擦破殼處理促進(jìn)菠菜種子萌發(fā)的原因，一方面可能是破殼處理使水分和氧氣可以更順暢地進(jìn)入種子內(nèi)部，為種子萌發(fā)創(chuàng)造了有利條件，另一方面破殼處理使種子內(nèi)部的酶更容易與底物結(jié)合，從而增強(qiáng)酶活性，為胚的生長(zhǎng)和發(fā)育提供了充足的能量和營(yíng)養(yǎng)，加快了種子發(fā)芽進(jìn)程。此外，破殼處理能使種殼中酚類等抑制物質(zhì)更容易從種殼中釋放出來(lái)或者降解，從而解除對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用，使種子能夠順利萌發(fā)，提高發(fā)芽率。干濕循環(huán)處理中，干處理能增強(qiáng)種皮通透性，濕處理則促進(jìn)種子吸水，使種子內(nèi)原生質(zhì)從凝膠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿苣z態(tài)，增強(qiáng)細(xì)胞代謝。其中曬種、搓種、磨種等操作，可破壞種皮的完整性，減輕種皮對(duì)種子萌發(fā)的物理阻礙，促使水分與氧氣更易進(jìn)人種子，加快種子吸水和呼吸。種子吸水后種皮膨脹軟化，利于胚根、胚芽突破，還能激活種子內(nèi)的酶，啟動(dòng)萌發(fā)過(guò)程。

剝殼去果皮處理雖然前期發(fā)芽速度最快，紙床條件下第7天已達(dá)到近 60% ，但是此處理種子發(fā)芽率和活力指數(shù)均較低，可能是手工剝殼的過(guò)程中對(duì)種子胚造成了損傷，或種皮上一些對(duì)種子萌發(fā)有重要作用的附屬結(jié)構(gòu)（種臍、種孔等）在剝殼處理中被破壞，影響種子吸水、氣體交換等正常生理過(guò)程，從而降低發(fā)芽率。此外，種皮可調(diào)節(jié)種子水分的吸收和保持，剝殼后種子吸水速度和程度難以控制，吸水過(guò)多會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞破裂。在實(shí)際發(fā)芽試驗(yàn)幼苗鑒定時(shí)發(fā)現(xiàn)，剝殼去果皮處理下出現(xiàn)腐爛、主根缺失、生長(zhǎng)停滯、畸形、感染等現(xiàn)象的不正常幼苗顯著增多，因此該處理下崇明小菠菜種子發(fā)芽初期發(fā)芽速度雖然很快，發(fā)芽勢(shì)頭良好，但最后發(fā)芽率不高。剝殼去果皮處理開(kāi)始發(fā)芽、發(fā)芽高峰和停止發(fā)芽時(shí)間都最早，說(shuō)明果皮剝離可以使發(fā)芽集中、發(fā)芽時(shí)間縮短，顯著提高發(fā)芽勢(shì)。在剝殼操作得當(dāng)，不破壞種胚的情況下，這種處理對(duì)加速崇明小菠菜種子發(fā)芽，提高種子發(fā)芽率能起到積極作用。砂皮紙摩擦破殼處理與干濕循環(huán)處理均能有效促進(jìn)種子萌發(fā)，但呈現(xiàn)不同特性：砂皮紙摩擦破殼處理發(fā)芽啟動(dòng)快而整齊，且萌發(fā)周期較短，不過(guò)需精準(zhǔn)控制破殼強(qiáng)度與范圍，存在較高技術(shù)門檻；干濕循環(huán)處理種子雖萌發(fā)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，發(fā)芽整齊度稍遜，但是處理方法簡(jiǎn)單，操作相對(duì)容易。

本試驗(yàn)中，紙床條件下種子發(fā)芽勢(shì)顯著優(yōu)于砂床，4種處理紙床的發(fā)芽勢(shì)分別比相同處理砂床的發(fā)芽勢(shì)高8.3個(gè)、38.5個(gè)、29.8個(gè)和29.0個(gè)百分點(diǎn)。這可能與紙床透氣性好，更容易保持適量水分、熱容量小，更利于溫度調(diào)節(jié)至發(fā)芽最適溫度等因素有關(guān)。兩種發(fā)芽床條件下各處理最終發(fā)芽率基本持平，說(shuō)明崇明小菠菜品種發(fā)芽率較為穩(wěn)定，受發(fā)芽床影響小。

4結(jié)論

綜上所述，砂皮紙摩擦破殼處理在縮短種子萌發(fā)啟動(dòng)時(shí)間及提高發(fā)芽同步性方面表現(xiàn)最優(yōu)；而干濕循環(huán)處理通過(guò)滲透調(diào)節(jié)同步提升發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率，且田間適用性強(qiáng)。兩種方法各具應(yīng)用價(jià)值，建議根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)條件選擇，后續(xù)可通過(guò)參數(shù)優(yōu)化進(jìn)一步提升處理效果。剝殼去果皮處理可以有效縮短菠菜種子發(fā)芽周期，但在生產(chǎn)上，剝除菠菜種皮非常麻煩，而且處理不慎極易傷及種胚，影響最終發(fā)芽率，故在生產(chǎn)上不作推薦，可在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)種子活力時(shí)采用。

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（收稿日期：2025-02-27）