不同濃度沼液浸種對西瓜種子萌發(fā)的影響

史向遠，周 靜，王保平，王秀紅，李素娟，李欣欣

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心，山西太原030031）

西瓜是一種經(jīng)濟價值較高的農(nóng)藝作物，在園藝作物種植中占據(jù)著重要地位。西瓜種苗的優(yōu)劣，一定程度上決定了西瓜的產(chǎn)量及品質(zhì)。西瓜種子的萌發(fā)是西瓜成苗的第一個階段，其發(fā)育好壞直接決定了當(dāng)年西瓜的收成以及肥料、農(nóng)藥、人工等輔助物資的開銷。沼液是沼氣厭氧發(fā)酵后的液態(tài)殘留物，含有一定量的植物生長和發(fā)育的營養(yǎng)元素及其他成分[1-2]，這些物質(zhì)在浸種過程中起到刺激種子發(fā)芽和生長的作用。通過沼液浸種，可以促進種子生理代謝，提高種子的發(fā)芽率，增強西瓜種苗抗逆性，從而提高西瓜產(chǎn)量[3-5]。沼液浸種在水稻、玉米、小麥、棉花及各類蔬菜中早有應(yīng)用。宋洪川等[6]研究表明，用沼液浸種有利于芽的生長，提高秧苗素質(zhì)，苗表現(xiàn)出莖高、葉寬、莖粗、根長和根數(shù)多等特點。張無敵等[7-10]對韭菜、辣椒、白菜、生菜、甜瓜、柴胡、番茄、萵苣種子等用沼液進行了浸種試驗，結(jié)果表明，5%～20%沼液能有效促進植物種子萌發(fā)，作物不同適宜的沼液濃度不同，但共同特點是適宜種子萌發(fā)的沼液濃度均為低濃度沼液。前人對沼液浸種的研究多集中在糧食作物、葉菜類及中藥材方面，其研究結(jié)果主要反映了沼液浸種的抗逆效果、對產(chǎn)量的影響等方面，但以西瓜為供試材料的研究較少，有的也多集中在產(chǎn)量、抗病性等效果研究上，對沼液浸種的過程研究鮮有。

本試驗在實驗室控溫條件下研究了不同濃度沼液浸種對西瓜種子萌發(fā)的影響，旨在找到沼液浸種對西瓜種子萌發(fā)促進或抑制的臨界濃度、化感作用，更進一步拓寬沼液的利用方式，為沼液在后期液態(tài)肥的配制中提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

供試西瓜品種為早春紅玉，種子購買于當(dāng)?shù)剞r(nóng)資市場，種子生產(chǎn)商為安徽省安生種子有限公司。浸種前，剔除雜質(zhì)和秕籽，確保種子飽滿。

供試沼液來源于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心東陽試驗基地正常產(chǎn)氣3個月以上的厭氧發(fā)酵池，發(fā)酵原料為牛糞、玉米秸稈，沼液的pH值為7.84，EC值為3.45 mS/cm，其主要營養(yǎng)元素含量列于表1。

表1 沼液主要元素含量mg/kg

1.2 試驗方法

試驗于2017年6月23日至7月27日在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究中心基質(zhì)實驗室內(nèi)進行。試驗共設(shè)5個處理（表2），每個處理3次重復(fù)，以蒸餾水處理為對照，置于室溫下黑暗培養(yǎng)。

表2 沼液浸種發(fā)芽試驗處理

1.3 測定指標(biāo)及方法

分別于浸種后 1，4，6，8，12，24，48 h 稱量西瓜種子鮮質(zhì)量，在此之前，用電子天平（精度為0.01 g）先稱其風(fēng)干質(zhì)量。根長用三角板（精度為1 mm）測量；幼苗鮮質(zhì)量用電子天平（精度為0.01 g）測量。式中，W1為種子鮮質(zhì)量（g），W2為種子風(fēng)干質(zhì)量（g），W為種子吸水率（%）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel進行試驗數(shù)據(jù)處理，采用DPS 7.05統(tǒng)計軟件進行試驗數(shù)據(jù)的顯著性比較和灰色關(guān)聯(lián)度分析，多重比較用Duncan新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度沼液浸種對西瓜種子吸水率的影響

水分條件對種子萌發(fā)有顯著的影響，水分是種子萌發(fā)的前提條件，種子只有在獲取一定量的水分后才能萌發(fā)，植物種類不同，其種子的吸水力和萌發(fā)需水量不同。種子的吸水量與周圍環(huán)境之間的水勢差有密切的關(guān)系。由圖1可知，西瓜種子浸種濃度不同，對種子的吸水率影響不同。不同處理下，西瓜種子的吸水率基本都呈現(xiàn)先升后降的規(guī)律，在6～12 h間水分吸收率最高。不同處理相比，CK吸水率最大，T1處理次之，T4處理最小。

2.2 不同濃度沼液浸種對西瓜種子發(fā)芽的影響

由表3可知，沼液濃度不同對西瓜種子萌發(fā)的影響不同。隨著沼液濃度的增大，西瓜種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率基本呈下降趨勢，在西瓜種子發(fā)芽第4天，發(fā)芽勢最好的是沼液稀釋濃度為25%的T1處理，T4處理發(fā)芽勢最低，為3.33%。在西瓜種子發(fā)芽第7天，發(fā)芽率達90%的處理只有T1處理（沼液稀釋濃度為25%）和CK，按發(fā)芽率從高到低排序為T1＞CK＞T3＞T2＞T4，T1處理的發(fā)芽率最高，T4處理發(fā)芽率最低。說明適宜的沼液濃度有利于種子的發(fā)芽，但沼液濃度過大，對種子發(fā)芽有抑制作用。

表3 不同濃度沼液浸種對西瓜種子發(fā)芽的影響 %

2.3 不同濃度沼液浸種對西瓜種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和胚根生長的影響

表4 不同濃度沼液浸種對西瓜種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)及胚根長的影響

由表4可知，隨著沼液濃度增加，西瓜種子活力指數(shù)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長均呈下降趨勢，其中，活力指數(shù)下降幅度較大?；盍χ笖?shù)、發(fā)芽指數(shù)均隨沼液濃度增加，各處理差異顯著。隨著沼液濃度增加，西瓜幼根生長量逐漸減小，胚根長從大到小排序為T1＞CK＞T2＞T3＞T4，低濃度沼液下西瓜種子胚根長度較長，除沼液濃度在75%，100%處理下胚根長差異不顯著外，其他處理間差異顯著?？傮w評價，沼液濃度在25%時，西瓜種子的發(fā)芽速度快且長勢好。說明低濃度沼液對西瓜幼根生長有促進作用。

2.4 不同濃度沼液浸種對西瓜種子萌發(fā)抑制情況研究

由圖2可知，沼液對西瓜種子萌發(fā)隨沼液濃度的不同而不同。隨著沼液濃度增加，沼液對西瓜種子抑制作用增強，抑制率增大。當(dāng)沼液濃度≤25%時，對西瓜種子的發(fā)芽有一定的促進作用，與對照相比，二者差異不顯著。當(dāng)沼液濃度在50%～100%時，沼液對西瓜種子的萌發(fā)抑制率從大到小排序為T4＞T3＞T2，抑制作用隨著沼液濃度的增加而增大。

2.5 沼液浸種相關(guān)指標(biāo)的灰色關(guān)聯(lián)度分析

由表5可知，沼液濃度的高低，與種子的化感抑制率息息相關(guān)，沼液濃度越高，種子的化感抑制率越高，其次是種子吸水率，關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.258 4；種子活力指數(shù)與沼液浸種的關(guān)聯(lián)度排名第3，相關(guān)系數(shù)為0.227 1，其余指標(biāo)與沼液浸種的關(guān)系依次為胚根長＞發(fā)芽率＞發(fā)芽勢。

表5 不同濃度沼液浸種的灰色關(guān)聯(lián)度分析

3 結(jié)論與討論

在本試驗中，用25%的沼液處理西瓜種子，其發(fā)芽勢、發(fā)芽率、胚根長、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)均顯著高于其他處理，與對照相比，差異不顯著。當(dāng)沼液濃度大于50%時，沼液浸種對西瓜種子的萌發(fā)有明顯的抑制作用，從灰色關(guān)聯(lián)度分析看，沼液濃度與西瓜種子萌發(fā)抑制率的關(guān)聯(lián)系數(shù)為0.537 1，關(guān)聯(lián)度排名第1位。適宜的沼液濃度對西瓜種子的萌發(fā)有促進作用，用沼液浸種可以一定程度提高種子的發(fā)芽率，促進種子生理代謝，提高種苗的質(zhì)量，從而提高西瓜的產(chǎn)量和品質(zhì)；沼液濃度一旦超過作物所能承受閾值，造成種子失水，就會對種子萌發(fā)有抑制作用。本研究表明，沼液濃度在0～25%，適宜西瓜種子的萌發(fā)。這與張無敵等[8-10]的研究結(jié)果一致。倪天馳等[11]研究表明，5%及以上濃度沼液浸種不利于水稻種子萌發(fā)，其抑制作用隨著沼液濃度的增加而增強。50%和100%沼液浸種后水稻種子的萌發(fā)幾乎完全被抑制，其抑制濃度范圍與本試驗基本一致，但適宜濃度范圍相差較大，究其原因：一方面與沼氣發(fā)酵物料來源有關(guān)，不同入料物質(zhì)導(dǎo)致沼液本身pH值、EC值、重金屬含量、微量元素等不同成分的構(gòu)成差異[12]，從而影響了種子的萌發(fā)和活力；另一方面，可能與作物本身的因素有關(guān)，不同作物對沼液有不同的適宜濃度臨界點[13]，導(dǎo)致不同作物對沼液耐受程度不同[14-18]。

水分是種子萌發(fā)的首要條件，種子吸水量的多少直接決定了種子能否正常萌發(fā)，對今后種苗的形成意義重大。本研究表明，沼液浸種后西瓜種子吸水量呈先升后降的變化趨勢，吸收峰值在6～12 h，這與李彧等[19]的研究結(jié)果一致，但與張繼紅等[20]在甜瓜上的試驗結(jié)果不同。在自然環(huán)境條件下，種子的吸水速率取決于種皮透性、種子與基質(zhì)的接觸面積以及種子與周圍環(huán)境之間的水勢差，細胞膜是逆境脅迫對植物傷害的原初點和主要部位[21]。在本研究中，筆者也發(fā)現(xiàn)沼液EC值較高，隨著沼液濃度梯度的增加，細胞膜可能受到嚴重的鹽脅迫，引起了種子吸水困難，從而抑制了種子萌發(fā)。

綜上所述，沼液浸種濃度在0～25%時，可以促進西瓜種子萌發(fā)，超過該濃度，對西瓜種子的萌發(fā)有抑制作用，不利于種子的萌發(fā)。因此，用沼液浸種時，需要提前測定其EC等指標(biāo)，了解作物種子對鹽分的耐受力，具體作物應(yīng)具體分析。