豇豆種子水引發研究

羅金梅，張忠武，孫信成，陳位平，彭元群

（1湖南省澧縣農業局，湖南 澧縣 415500；2常德市農林科學研究院，湖南 常德 415000）

0 引言

豇豆(Vigna unguiculata)是豆科豇豆屬的耐熱性蔬菜，營養豐富，蛋白質含量高，富含粗纖維、碳水化合物、維生素及鐵、磷、鈣等元素，且適應性強，栽培面積廣，是中國夏秋季節主要蔬菜種類之一[1]。據統計，2005 中國豇豆的年播種面積36.2 萬hm2，年產量1391.4萬ｔ[2]。由于新優品種的不斷推廣，配合育苗移栽、地膜覆蓋、溫室大棚等技術的廣泛應用，豇豆的品質、產量均有了較大提高[3]。

但是，當年收獲的豇豆種子用于大田生產，往往出現硬實現象，發芽率偏低。前人在提高豇豆種子發芽率方面開展了系列研究，例如，韓春梅[4]研究發現豇豆在28℃和30℃下的發芽率、發芽勢和發芽指數較高；張忠武等[5]發現白籽豇豆在33℃、發芽床含水量80%條件下發芽最好。在打破休眠方面，陳禪友等[6]發現PEG處理具有促進萌發、提高活力作用；張忠武[7]發現在夏秋季節晾曬的豇豆種子發芽率得到提高；張慧君等[8]發現適宜濃度的蛋氨酸硒有助于豇豆種子的正常萌發；楊利玲[9]等發現使用硼、鋅、鉬微肥浸種，可顯著提高長豇豆發芽勢、發芽率；胡小文等[10]研究發現，硫酸、熱水、液氮等方式對打破豇豆種子休眠具有較好效果。

種子引發(seed priming)是一項控制種子緩慢吸水以達到出苗迅速、整齊的播前種子處理技術，也稱種子的滲透調節(osmotic conditioning)[11]。該技術自1973年提出以后，因采用的基質不同而產生了液體引發(liquid priming)、水引發(hydro-priming)、固體基質引發(solid matrix priming)、生物引發(biopriming)和膜引發(membrane priming)等多種引發方法[4]。目前種子引發涉及的植物包括糧食作物、經濟作物、蔬菜、果樹、觀賞植物、藥用植物、林木等[12]。水引發是在控制給水條件下使種子定量吸水，達到促進萌發但并不引起傷害的浸種技術，它通過改變和調控種子內部的生理生化活動與過程，增強種子活力，縮短萌發時間，提高萌發率，促進種子胚根生長，使出苗整齊均一，增強幼苗早期的抗性，進而增加作物產量[4]。但是水引發時間太短會因生理準備不足而效果不顯著，時間太長則出現負效應，造成種子吸脹傷害。為了深入了解豇豆種子水引發規律，提高對種子休眠的破除效果，提高種子發芽率，筆者開展了本研究，以期為豇豆栽培技術的改進提供參考。

1 材料與方法

1.1 參試材料

豇豆品種為‘天暢一號’，是2017年9月湖南省常德天成種業有限責任公司在新疆生產的當年新收獲種子，自然風干。

1.2 試驗方法

本研究于2017年10月下旬進行。操作過程：種子用溫水浸泡引發→烘干機干燥→在常溫下放置7天→發芽試驗。浸種引發的水源為自來水，水溫20℃，浸種時長設置6個水平，即：T0為0 h，T1為1.5 h，T2為3 h，T3 為 6 h，T4 為 12 h，T5 為 24 h；浸種前后的重量稱量采用分析天平法；烘干溫度為45℃，時長48 h；種子發芽采用砂床發芽法，溫度25℃，時間4 天。每處理100粒，3次重復。

種子膨大率、時均膨大率、種子吸水率[13]、時均吸水率的計算分別見公式(1)、(2)、(3)、(4)。

2 結果與分析

2.1 種子體積的變化

根據不同處理種子體積的時均膨大率柱形圖可以看出（圖1）：T1 在引發1.5 h 內，種子的時均膨大率為1.6%；T2和T3的平均膨大速度漸減，每小時增幅只有0.97%和0.8%；而T4 和T5 的時均膨大率急增，在引發24 h后，達到平均每小時體積增大5.41%。也就是說，在引發24 h內，隨著引發時間的延長，種子膨大速度呈現“快—慢—急快”的規律。

圖1 不同處理種子體積的時均膨大率

2.2 吸水率的變化

根據種子在吸水前后的質量對比（表1，圖2），可以看出：T1 和T2 的種子質量變化不大，吸水率在2.21%以下，而T3、T4、T5 的吸水率快速升高，在引發24 h 后，吸水率達到71.65%，也就是說隨著引發時間的延長，吸水率越高。但從吸水速度看，引發時間在0～12 h 內，時均吸水率呈加速趨勢，但引發12 h 后，吸水逐步減慢，引發12 h與24 h相比，時均吸水率均為每小時種子增重2.99%。

表1 各處理種子的百粒重變化

圖2 不同處理種子的時均吸水率

2.3 發芽率的影響

根據不同處理的發芽率柱形圖（圖3），可以看出：隨著引發時間的延長，發芽率隨之增加。引發6 h 以內，發芽率提高較快，由最初的發芽率18%提高到72%。引發12 h 與引發24 h 相比，其發芽率結果比較相近，分別是85%和88%，也就是說引發12 h 后，如果繼續延長時間，其促進發芽的效果已不太顯著。

圖3 不同處理的發芽率對比

3 結論與討論

豆科分為含羞草亞科、云實亞科和蝶形花亞科，是被子植物中僅次于菊科和蘭科的第三大科[14]。豆科種子普遍具有硬實現象，硬實種子的不透水種皮為種子提供了延長生命的機會，這種休眠形式對自然界種的延續和傳播極為有利[15]。桂喆等[16]研究發現，廣布野豌豆、白花草木樨、黃花草木樨及高山豆的硬實率均在88%以上。曹志敏等[17]研究認為，小豆硬實受環境因素影響明顯，同一材料不同年份硬實率不同，不同地理來源的材料硬實率不同，高緯度來源的材料硬實率較高，降水與硬實率呈極顯著負相關，日照時數與硬實率呈極顯著正相關。在新疆等干旱區生產的豇豆種子，常常有一定比例的硬實種子。對于豇豆發芽中的硬實種子，一般用開水燙種作為預處理[18]。

水引發作為一種種子預處理技術，前人對油松[19]、菠菜[20]、紫花苜蓿[21]等作物種子作過水引發研究。閔丹丹等[22]對紫花苜蓿種子水引發研究認為，當引發加水量為種子初始重的90%、引發溫度為10℃、引發時間為36 h時種子的活力指數最高；劉華榮等[23]研究認為適宜百喜草的引發溫度與時間組合為35℃、48 h；張同禎等[24]認為玉米的水引發時間為12 h較好；馬向麗等[25]認為，收獲當年的種子，水引發對提高活力的幅度最大。而豇豆種子的水引發研究國內報道較少。

本研究的試材來自新疆生產的當年種子，本身硬實率較高。本研究發現，在引發24 h內，隨著引發時間的延長，種子膨大速度呈現“快—慢—急快”的規律，吸水率和發芽率逐漸升高；引發12 h與引發24 h相比，其發芽率結果比較相近，分別是85%和88%。中國的行業標準[26]中規定豇豆發芽率為85%，所以引發后的種子符合種子發芽率要求。

本研究表明，豇豆種子通過水引發，能夠打破休眠，新收獲的豇豆種子在20℃下引發12 h能夠滿足生產需求，本研究結果對生產應用具有一定指導意義。但是，水引發過程中的生化指標變化以及處理對種子貯藏壽命的影響，尚有待于進一步研究。