無籽西瓜種子萌發障礙及萌發技術概述

2014-03-13 07:34:16童龍等

長江蔬菜·學術版 2014年2期

童龍等

摘要：三倍體無籽西瓜種子發芽率低是影響無籽西瓜生產的主要因素，探索無籽西瓜種子促萌發技術顯得尤為重要。概述了無籽西瓜種子萌發的生理障礙，同時簡述了浸種、破殼、種子引發及藥劑處理等幾項促進種子萌發的技術。

關鍵詞：無籽西瓜種子；萌發障礙；萌發技術

中圖分類號：S651 文獻標識碼：A 文章編號：1001-3547（2014）04-0001-04

西瓜作為我國的一種重要的蔬果作物，其種植面積和產量都居世界第一[1]。無籽西瓜的栽培面積近些年來也逐年擴大，且產量也得到穩步增長。無籽西瓜是以二倍體西瓜為父本、四倍體西瓜為母本，通過雜交授粉而培育出的后代不孕、具有父母本優良性狀的三倍體西瓜品種。無籽西瓜具有品種優異、糖分較高、味道可口、食用方便、抗病耐澇、豐產穩產并且耐貯運等特點，從而受到廣大生產者和消費者的歡迎。但是無籽西瓜種子由于受到其遺傳特性的影響，種子的產量一直很低，“三低”（萌發率低、出苗率低、成苗率低）問題[2，3]明顯，限制了三倍體無籽西瓜的生產。目前生產上常采用磕開種皮等人工破殼的方法來提高種子的萌發率[4，5]，但是這種方法對種胚容易造成損害，而且費時、費工，不能滿足現代農業規模化、產業化生產的需要。因此需要探索更方便可行、操作簡便的方法來提高無籽西瓜種子的萌發率。

1 無籽西瓜種子萌發障礙

種子不能萌發一般有3種情況，一是種子已具有萌發能力，但沒得到萌發所必需的基本條件，種子被迫處于停止狀態，如種皮太厚太堅硬而引起的機械束縛作用等；二是種子本身還未完全通過生理成熟階段，胚尚未完全成熟，還需要有一定的溫度和時間促進胚的形成，即“胚后熟休眠”；三是種子內存在生長抑制物質，抑制了種子的萌發。無籽西瓜種子自然發芽率很低，究其原因，主要是種皮和胚結構本身所具有的特點阻礙了種子的萌發。

1.1 種皮

鄭曉鷹等[6]認為種皮過厚所形成的機械阻力是影響無籽西瓜萌發的主要因素；Grange 等[7]發現三倍體無籽西瓜的種皮和種皮與種胚之間的種腔可能是限制三倍體發芽的主要因素之一，并認為堅硬的中種皮是三倍體種子萌發的主要障礙；戴思慧等[8]進一步證實三倍體種子中種皮平均厚度約為二倍體西瓜種子的2 倍，內種皮平均厚度約為二倍體的10 倍，且木質化，表明三倍體西瓜種子木質化且厚實的內種皮對種子萌發也起到了阻礙作用，其研究還表明，三倍體種子種皮的透氣性比二倍體種子差，也在一定程度上阻礙了種子內外氣體的交換。

1.2 種子胚結構

三倍體無籽西瓜種子雖較大，但種胚發育不完全，種胚絕對質量較低，胚質量僅占種子質量的38.5%，種胚體積占種殼內腔的60%～70%，同時還有相當比例的畸形胚，子葉有不同程度的缺刻，即使是發育較好的種胚也很不充實[9]。種胚中存在大量的折疊胚、大小胚以及嚴重發育不良的種胚，這些都嚴重阻礙了無籽西瓜的萌發。再加上種殼內腔體積較大，在發芽過程中吸收的大量的水分包裹種胚，容易引起種胚在萌發過程中水氣失調，從而缺氧導致腐爛，使得三倍體西瓜種子的萌發率降低。

2 無籽西瓜種子促萌發技術

2.1 浸種

浸種方法有溫湯浸種和開水浸種，但使用較多的是溫湯浸種。徐玉波等[10]以黑蜜無籽2號為材料進行研究，設4個處理，浸種時間分別為0，1，3，5 h。結果發現在溫湯浸種溫度為55～65℃條件下浸種10 min后，再在常溫條件下浸種3 h，對提高種子的發芽勢最好，發芽率也最高，但與1 h差異不顯著。這說明黑蜜無籽2號浸種時間以1～3 h為宜。鄭曉鷹等[11]為克服三倍體西瓜種子的萌發障礙，用H2O2結合吸水促萌技術處理了6個無籽西瓜品種，種子分別用0.1%H2O2、水、水加氣浸泡2 h，并在飽和相對濕度下保持24，34，48 h后回干。用軟-X射線對無籽西瓜種子和胚結構的分析表明，吸水促萌提高了種胚的活力，克服了種皮制造的萌發障礙。

2.2 破殼

無籽西瓜種皮較厚，種臍十分堅硬，種胚發育不完全，在自然條件下，無籽西瓜的發芽率較普通西瓜低很多。陳豫梅等[12]以國外引進無籽西瓜品種HAPPY為材料，用不同的方法對比研究提高無籽西瓜的發芽率，試驗發現破殼處理能極顯著提高該種子的發芽率。施展等[13]以無籽1號、無籽2 號和無籽3 號為對象發現，磕種處理后平均發芽率高達80.00%，而未嗑種處理平均發芽率僅19.79%。徐玉波等[10]對黑蜜2號種子的研究也表明，與不嗑種相比，嗑種可以顯著提高無籽西瓜的發芽率和發芽勢。丁泳等[14]以無籽西瓜種子黑蜜二號為研究材料發現，磕種能使平均發芽率從21%提高到78%，提高了57 個百分點，并且發芽快，發芽集中。

2.3 種子引發技術

種子引發又稱為滲透調節，最早由Heydecker等[15]提出，是指采用緩慢控制種子洗水和種子回干的處理技術。現階段主要的引發方法有固體基質引發、液體引發、水引發和生物引發等[16]。種子經引發處理后能提高種子的活力，種子內主要酶的活性得到提高，對齊苗具有重要作用，同時還能提高幼苗的抗逆性。引發技術給農業生產創造了有利的條件，特別是對于解決一些發芽、出苗困難的種子具有重要意義。引發技術在蔬菜種子上的應用比較廣泛，而在西瓜種子上的應用卻還不多，但據研究表明，引發技術對西瓜種子特別是無籽西瓜種子作用明顯，效果顯著，也許是解決無籽西瓜生產過程中種子難以發芽和成苗困難的有效方法之一。

顧桂蘭等[17]以珍珠巖為引發基質對3種無籽西瓜品種種子研究了基質不同含水量、引發溫度、引發時間的引發效果，結果發現，在珍珠巖含水量60%、引發溫度20℃、引發時間36～48 h處理效果最好，種子的發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數顯著提高。吳凌云等[18]分別用1%硝酸鉀和蛭石在15℃和20℃兩種溫度下引發兩種無籽西瓜種子，結果發現，在15℃低溫條件下，硝酸鉀引發處理效果最好，而在20℃條件下，兩種引發處理效果相同，均能顯著提高西瓜種子活力。黃如葵[19]應用水引發技術，處理無籽西瓜金王子1號及廣西5號種子，發現吸水促萌技術能顯著改善這兩個品種的發芽性能。盧荔等[20]采用PEG（聚乙二醇）作為引發劑，以黑牛無籽西瓜種子為材料進行研究，表明PEG-6000溶液引發3 h，無籽西瓜種子有最高的發芽能力，其發芽率、發芽勢、發芽指數和活力指數明顯高于6，9，12 h 3個引發時間處理。

2.4 藥劑處理

近年的許多研究表明，化學藥劑和生長調節劑對種子的引發處理有較好效果，且在許多蔬菜種子上已經得到了很好的驗證，而許多研究發現，在西瓜上的應用也有很好的效果。賈云鶴[21]以不同的生長調節劑和化學藥劑處理自然儲存5 a的京欣一號西瓜種子，研究發現，各種生長調節劑處理均能顯著提高西瓜種子的發芽能力，其中以0.1 mmol/L SA處理效果最為明顯，其次為200 mg/L NAA處理和200 mg/L GA處理；各種化學試劑處理也均顯著提高了西瓜種子的發芽能力，其中3.0%的KNO3 處理效果最為明顯。王廣印[22]采用濃度為20 mg/L的赤霉素丙酮溶液處理黑蜜2號西瓜種子，發現純丙酮液處理對種子發芽影響不大，而20 mg/L GA3丙酮液不同時間處理均對種子發芽有較大的影響，

20 mg/L GA3丙酮液處理6 h，種子發芽率、發芽指數和活力指數均最高，而當處理時間超過6 h時，隨處理時間延長，種子的發芽能力逐漸降低。邢燕等[23]以水楊酸（SA）處理無籽西瓜種子，設置6個濃度水平，結果發現，各處理均能顯著提高西瓜種子的發芽特性，較低濃度SA處理對種子發芽的促進作用更為顯著，0.1 mmol/L濃度SA處理效果最佳，處理時間以24 h效果最好。但當濃度超過0.1 mmol/L時，種子發芽各項指標呈現下降的趨勢。

3 無籽西瓜種子處理研究方向

無籽西瓜播種前的處理是提高種子萌發率的最有效辦法，不僅能消毒殺菌，提高種子的發芽率，還能提高西瓜的抗病能力，增加產量。以上所述處理方法均能在一定程度上提高無籽西瓜種子的萌發率和發芽勢，但各方法的可行性在實際生產中還有待進一步深入研究。在現實生產中，浸種破殼等傳統方法依然占據主導地位，但其操作費工費時，在大面積的生產中操作困難，這就有必要探究更方便而廉價實用的技術方法。相對來說，引發技術效果較好，但我們還應該探究其他新技術如電場、磁場處理等，這些技術在其他蔬菜以及林木種子萌發方面已多有研究，但在西瓜種子上的應用上還比較少見，也許可以為無籽西瓜種子的萌發提供新思路。

參考文獻

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