不同藥劑處理對菜心種子萌發的影響

李昆峰，張效寧，張倩倩，張 濤，程亞雄，許小勇

（山西農業大學園藝學院，山西省設施蔬菜提質增效協同創新中心，山西太谷030801）

菜心又名菜薹，屬于十字花科蕓薹屬中2年生草本植物，是我國南方的特產蔬菜之一。菜心主要食用部分為嫩葉和嫩苔，食用品質較好，風味清新。其生長周期短，較耐熱，栽培歷史悠久并能周年栽培，現世界各地均有引種栽培，在我國北方也有一定量的栽培。菜心生長周期短，在生產上常常出現發芽率高但種子的長勢、抗性較差而導致經濟效益降低的現象，因此，種子發芽的質量顯得尤為重要。種子引發技術可以先控制種子吸水的速度再讓種子緩慢回干，引發后的種子出苗率高且齊，苗期抗逆性強[1-3]。通過種子引發技術可以提高菜心種子活力、發芽率和抗病性，因此，開發應用菜心種子引發技術在國內菜心種子產業有良好的前景，對菜心種子生產具有十分重要的意義[4-6]。

種子引發技術已經應用在菠菜、向日葵、桔梗等植物上[7-9]。秦舒浩等[10]利用外源Ca2+對不同品種茄子進行處理，結果表明，經過5.0～50.0 mmol/LCa2+處理的茄子種子萌發效果較好，其中以25.0 mmol/L濃度處理的促進效果最明顯。張金汕等[11]對春小麥進行赤霉素葉面噴施處理，結果表明，16 g/hm2赤霉素的處理效果最好。楊文宏等[12]研究發現，200 mg/L赤霉素處理的長苞冷杉種子的發芽率、發芽勢和發芽指數最高，較對照分別提高18.97%、46.15%、41.58%。郝轉[13]研究發現，低濃度水楊酸能緩解鹽對枸杞種子的脅迫，種子萌發快，生長狀態最佳；而高濃度水楊酸不能緩解鹽對枸杞種子的脅迫。低濃度水楊酸還能顯著提高干旱脅迫下小冠花種子萌發，而濃度過高時對干旱沒有緩解作用[14]。較低濃度過氧化氫處理能不同程度地改良水稻種子萌發，且能緩解鎘對水稻種子的毒害；而高濃度過氧化氫對鎘脅迫的緩解作用，隨著濃度增加逐漸減弱，更高時會加重鎘脅迫毒性[15]。低濃度過氧化氫對鹽脅迫下的黃瓜種子有緩解作用，隨著過氧化氫濃度的增加，鹽脅迫下黃瓜種子的萌發促進作用減弱，且濃度過高對種子有毒害作用[16]。

本試驗采用硝酸鈣、赤霉素、水楊酸、過氧化氫作為引發劑對菜心種子進行處理，比較了不同濃度的引發劑對菜心種子萌發的影響，以期找到最適合菜心種子萌發的引發劑濃度，提高菜心種子的萌發效率，為提高菜心幼苗生產質量提供理論依據，保證菜心產業增產增收。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試菜心為河北永紅種子有限公司2017年4月生產的四九菜心。

1.2 試劑

硝酸鈣、赤霉素、水楊酸、3%過氧化氫溶液等均購自山西省太谷縣永利化玻站。

1.3 試驗方法

試驗于2018年8月至2019年5月在山西農業大學園藝實驗室進行。本試驗共設4個處理，每個處理設4個濃度梯度，分別為：硝酸鈣20、40、60、80 mmol/L，赤霉素50、100、150、200 mg/L，水楊酸0.01、0.05、0.10、0.15 mmol/L，雙氧水0.05%、0.10%、0.20%、0.30%；并用清水作為對照。每個處理100粒種子，3次重復。先將種子進行各處理溶液浸泡4 h；同時將培養皿洗干凈晾干，鋪單層濾紙并用等量清水潤濕；然后將種子按一定間隙放置在90 mm培養皿中，放置在28℃的培養箱中24 h黑暗培養，周圍用濕毛巾包裹，以保持濕度。以胚根長為種子大小的1/2為發芽標準，每24 h觀察記錄種子發芽情況，5 d后計算發芽勢，7 d后計算發芽率。

其中，Gt為第7天種子的發芽個數；Dt為相應的發芽天數；第7天的胚根長度為下胚軸到根尖的長度。

1.4 數據統計

對不同處理的發芽率、發芽勢、活力指數、發芽指數、根長進行測定統計。利用Microsoft Excel軟件對數據進行分析，用SPSS24進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 硝酸鈣處理對種子萌發的影響

表1 硝酸鈣處理對種子萌發的影響

從表1可以看出，硝酸鈣處理的種子發芽勢與對照相比均有所增加，其中，40 mmol/L濃度處理時，發芽勢達到最高，是對照組的1.43倍。在發芽率方面，40 mmol/L處理顯著高于其他處理，較對照提高了32.95%。在發芽指數方面，硝酸鈣濃度為40 mmol/L時，菜心種子的發芽指數最高，為7.82，較對照提高了28.62%；40 mmol/L處理菜心種子的發芽指數與對照、80mmol/L處理間差異顯著，與20、60 mmol/L處理間差異不顯著。隨著硝酸鈣處理濃度增加，種子的活力指數呈現先增加后降低的趨勢，其中，硝酸鈣濃度為40 mmol/L時，菜心種子活力指數最高，為12.52，較對照提高了37.58%，40 mmol/L處理與對照、20 mmol/L處理間無顯著差異，與60、80 mmol/L處理間差異顯著。由此可知，在硝酸鈣濃度為40 mmol/L時，種子的發芽率、發芽指數提升明顯，發芽勢、活力指數也有所提高。

2.2 赤霉素處理對種子萌發的影響

由表2可知，赤霉素處理在發芽勢上與對照間存在差異，隨著赤霉素處理濃度的增加發芽勢呈現先升高后降低的趨勢，其中，100 mg/L處理的發芽勢最高，為54.33%，較對照提高了40.50%。當赤霉素濃度超過150 mg/L時，種子的發芽勢與對照組一致，但隨著處理濃度的增大，抑制效果越明顯。100 mg/L赤霉素處理在發芽率、發芽指數、活力指數上均顯著高于其他處理，較對照分別提高了24.99%、14.87%、36.03%，對種子刺激效果最明顯，發芽速度快，整齊度高。而濃度太高反而會抑制種子的發芽。

表2 赤霉素處理對種子萌發的影響

2.3 水楊酸處理對種子萌發的影響

從表3可以看出，發芽勢上水楊酸處理的種子與對照間無顯著差異，但水楊酸濃度為0.05 mmol/L時，菜心種子的發芽勢最高，為48.67%，較對照提高了21.68%。發芽率上，0.05 mmol/L處理菜心種子的發芽率顯著高于其他處理，較對照提高了16.39%，隨著水楊酸濃度的增加，發芽率降低且低于對照；在發芽指數方面，各處理間無顯著差異，但仍然是水楊酸濃度為0.05 mmol/L時，菜心種子的發芽指數最高，為6.84，較對照提高了9.44%；在活力指數方面，0.05 mmol/L處理也顯著高于其他處理，較對照提高了29.31%。因此，水楊酸濃度為0.05 mmol/L時，菜心種子的萌發效果最好。

表3 水楊酸處理對種子萌發的影響

2.4 過氧化氫處理對種子萌發的影響

由表4可知，過氧化氫處理種子的發芽勢與對照間存在差異，0.10%處理與0.05%、0.20%處理間差異不顯著，與對照、0.30%處理間差異顯著。在過氧化氫為0.10%時，發芽勢達到最高，是對照的1.44倍；在發芽率方面，各濃度處理的發芽率均高于對照，0.05%、0.10%、0.20%、0.30%處理的菜心種子發芽率較對照分別提高14.01%、34.13%、13.40%、5.49%；隨著過氧化氫濃度增加，種子發芽率呈先上升后降低的趨勢，其中，過氧化氫濃度為0.10%時，菜心種子的發芽率最高，是對照組的1.34倍。在發芽指數與活力指數方面表現出低濃度增加、高濃度抑制的現象，其中以0.10%過氧化氫處理效果最高，且與其他處理間差異顯著。表明過氧化氫在0.10%處理時，菜心種子的萌發效果最好。

表4 過氧化氫處理對種子萌發的影響

2.5 4種處理結果對比分析

綜合以上硝酸鈣、赤霉素、水楊酸、過氧化氫等4種處理效果比較發現，各處理濃度對菜心種子萌發均呈現低濃度促進而高濃度抑制的現象。選取各試劑最佳濃度的處理結果比較可知，在種子發芽勢上，赤霉素=過氧化氫＞硝酸鈣＞水楊酸；發芽率上，硝酸鈣＞過氧化氫=赤霉素＞水楊酸；發芽指數上，硝酸鈣＞過氧化氫＞赤霉素＞水楊酸；活力指數上，硝酸鈣＞赤霉素＞過氧化氫＞水楊酸。綜合比較，40 mmol/L的硝酸鈣處理在促進菜心種子快速萌發、整齊出苗、根系良好生長方面效果最佳。

3 結論與討論

種子的發芽勢和發芽指數反映了種子的發芽速度和整齊度[17]，而種子的活力指數反映了種子能否在較廣范圍內迅速發芽和種子生長的整齊度。近年來，許多研究表明，硝酸鈣對種子萌發會產生一定的影響，表現出低濃度促進而高濃度抑制效應。當Ca2+濃度為0.05 mg/L時，對黃瓜種子的萌發最有利，超過0.05 mg/L黃瓜種子的各項指標開始下降，在2.0 mg/L時的抑制作用最大[18]。本試驗研究結果與前人研究基本保持一致，在硝酸鈣處理濃度為40 mmol/L時，菜心種子在快速萌發、整齊出苗、根系良好生長方面表現最佳，超過40 mmol/L后，種子的發芽能力有所下降。

赤霉素會對種子萌發產生一定的影響。任煜倩等[19]研究表明，赤霉素濃度為50 mg/L的溶液浸泡大蒜鱗莖后的萌芽率普遍高于其他處理。李佳等[20]利用不同濃度赤霉素對杜仲種子進行處理，結果表明，隨著赤霉素濃度增加，種子的發芽勢、發芽率呈現先增加后降低的趨勢，這與前人研究結果基本一致。本試驗研究也發現，低濃度赤霉素對種子萌發有促進作用，而高濃度赤霉素在提高種子萌發作用效果方面有所下降，呈現出先升高后降低的趨勢，其中以100 mg/L的赤霉素處理效果最好。

水楊酸會對種子萌發產生一定的影響。陳貴華等[21]用外源SA對陳舊茄果種子進行處理，結果表明，低濃度的SA對種子萌發有促進作用，40 mg/L的SA效果最為顯著，水楊酸濃度超過40 mg/L時，則會抑制種子的萌發。本試驗也研究表明，低濃度的水楊酸對種子萌發有促進作用，濃度過高則對種子萌發產生抑制。

過氧化氫會對種子萌發產生一定的影響。何士敏等[22]用過氧化氫對莖瘤芥種子進行處理，結果表明，0.1%過氧化氫處理的種子發芽率、發芽指數最高，超過0.1%后，莖瘤芥種子的發芽指數降低。本試驗研究表明，過氧化氫對種子萌發的影響呈現先升高后降低的趨勢，低濃度的過氧化氫處理對種子萌發有促進作用，超過0.1%時，菜心種子萌發的效果下降，濃度過高還會對種子產生毒害作用，抑制種子萌發。

綜上所述，4種試劑對菜心種子的處理效果與他人在相關研究的結果基本一致，表明菜心種子對外界物質感知更敏感，最適濃度相對更低。硝酸鈣處理菜心種子的適宜濃度為40 mmol/L；赤霉素處理菜心種子的適宜質量濃度為100 mg/L；水楊酸處理菜心種子的適宜濃度為0.05 mmol/L；過氧化氫處理菜心種子的適宜濃度為0.1%。綜合比較，40 mmol/L硝酸鈣的處理在發芽率、發芽指數、活力指數方面的效果優于其他引發劑處理，是生產上提升幼苗質量和抗逆性的又一選擇。