不同蛭石引發(fā)方式對番茄砧木種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

夏亞真 張素惠 蔡斌 牛旭旭 李勝利 孫聯(lián)合

摘? ? 要：為探討不同蛭石引發(fā)方式對番茄砧木種子萌發(fā)和幼苗生長特性的影響，以‘金棚砧木一號（JZM-1）為番茄砧木材料，分別在蛭石含水量40%、50%、60%、70%條件下引發(fā)處理2、3、4、5 d后進(jìn)行發(fā)芽試驗，從中篩選出蛭石含水量40%引發(fā)處理4 d、蛭石含水量50%引發(fā)處理4 d、5 d等3個處理，研究蛭石引發(fā)后不同回干方式對番茄砧木種子萌發(fā)及其生長生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，不同蛭石引發(fā)方式處理的番茄砧木種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率均不同程度高于對照處理，引發(fā)處理后回干與不回干對種子萌發(fā)和幼苗生長均有促進(jìn)作用，但作用大小不同。尤其以引發(fā)含水量40%處理5 d后未回干處理的種子萌發(fā)效果最好，出苗最為整齊、健壯，其株高、單株干質(zhì)量、壯苗指數(shù)、葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量分別比對照提高了18%、36%、29%、38%、152%和186%，差異達(dá)到顯著水平。

關(guān)鍵詞：番茄;砧木;蛭石引發(fā);種子萌發(fā)

中圖分類號：S641.1+S351.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-2871（2020）12-056-05

Abstract： To investigate the effects of priming treatment with vermiculite on the seed germination and seedling growth of tomato rootstock， the ‘JZM-1 seeds of tomato rootstock were selected as material in this study. The germination test was conducted after treated for 2， 3， 4 and 5 day under the condition of vermiculite water content was set at 40%， 50%， 60% and 70% respectively. Three treatments of 4 d （40% water content）， 4 d （50% water content） and 5 d （50% water content） were screened to study the effects of different methods dehydration on seed germination and growth physiological indexes of tomato rootstock after vermiculite initiation. The results showed that the germination potential， germination index and germination percentage of tomato rootstock seeds treated with different vermiculite initiation methods were all higher than those of treated with control. Both dehydration and non-dehydration had promoting effects on seed germination and seedling growth after initiation treatment， but the effects were different. The treatment of the seeds that were non-dehydration for 5 d after the initiation of 40% water content in particular was considered to be the best one， the plant height， dry weight， strong seedling index， chlorophyll， soluble sugar and soluble protein contents of which were increased by 18%， 36%， 29%， 38%， 152% and 186% respectively with significant differences when compared with control.

Key words： Tomato; Rootstock; Priming treatment with vermiculite; Seed germination

番茄為我國主要設(shè)施蔬菜之一，由于連年種植，設(shè)施番茄連作障礙問題日益突出[1]。嫁接是目前解決番茄生產(chǎn)連作障礙最經(jīng)濟(jì)有效的辦法[2]，但由于大多數(shù)番茄砧木種子野生性強(qiáng)，存在發(fā)芽慢、發(fā)芽率低、出苗不整齊等缺點，制約了番茄嫁接育苗工廠化的發(fā)展。因此，探索一種低成本、高效率的種子前處理技術(shù)以提高番茄砧木種子的發(fā)芽率、出苗整齊度是番茄工廠化嫁接育苗中亟待解決的問題。已有研究表明，種子引發(fā)技術(shù)可以先控制種子吸水的速度再讓種子緩慢回干，引發(fā)后的種子出苗率高且整齊，苗期抗逆性強(qiáng)[3-4]。目前，種子引發(fā)技術(shù)已在番茄、茄子、甜椒、西瓜、南瓜等多種蔬菜上得到應(yīng)用，引發(fā)后的種子萌發(fā)率、活力、抗逆性、出苗整齊性均得到有效改善[5-10]。吳凌云等[8]研究了引發(fā)溫度、引發(fā)時間、水分、滲透勢等不同引發(fā)因子對辣椒和茄子種子萌發(fā)的影響，明確了固體基質(zhì)引發(fā)和滲透調(diào)節(jié)引發(fā)的最適條件。研究表明，對種子進(jìn)行引發(fā)處理有4個關(guān)鍵因素，即引發(fā)劑選擇、引發(fā)溫度、引發(fā)時間、引發(fā)工藝，4種因素中引發(fā)劑選擇最為復(fù)雜，也最為重要，且不同的引發(fā)材料需要在適宜的引發(fā)濕度和引發(fā)時間等多種因素共同作用下才能取得最佳的引發(fā)效果[10]。目前，已有不少關(guān)于促進(jìn)番茄砧木種子萌發(fā)的研究，但關(guān)于不同蛭石引發(fā)方式對番茄砧木種子萌發(fā)及幼苗生長特性影響的研究較少。為此，筆者以蛭石為引發(fā)試材，研究了不同蛭石含水量、引發(fā)時間和回干方式對番茄砧木種子的引發(fā)效果，旨在篩選一套簡便、易行、高效的種子播前處理方法，為番茄嫁接育苗生產(chǎn)應(yīng)用提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017年3—9月在河南農(nóng)業(yè)大學(xué)生理實驗室和毛莊科教園區(qū)育苗溫室內(nèi)進(jìn)行，供試番茄砧木品種為‘金棚砧木一號（JZM-1），由西安金鵬種苗有限公司培育與提供。引發(fā)處理試驗在LRH-250-GI智能型人工氣候箱中進(jìn)行，引發(fā)材料為蛭石，粒徑為0.4～1.0 mm，蛭石容重為0.23 g·cm-3，進(jìn)行試驗前蛭石充分干燥與消毒。育苗試驗采用50孔黑色穴盤（54 cm×28 cm），育苗基質(zhì)為V草炭∶V蛭石=3∶1，育苗期間按照正常的肥水管理。

1.2 試驗設(shè)計與方法

1.2.1 試驗設(shè)計 本試驗設(shè)蛭石含水量和引發(fā)處理時間雙因素，采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，共設(shè)17個處理，分別為番茄砧木種子在蛭石含水量40%、50%、60%、70%條件下進(jìn)行引發(fā)處理2、3、4、5 d，以未進(jìn)行引發(fā)處理的番茄砧木種子為對照（CK）。番茄砧木種子表面消毒并用蒸餾水清洗干凈后，每個處理選取健壯、飽滿、大小一致的100粒種子，3次重復(fù)。

1.2.2 引發(fā)處理 按照m蛭石∶m種子=3∶1進(jìn)行蛭石引發(fā)處理，加水量均按照種子和蛭石總質(zhì)量的百分比計算，將蛭石、水和種子三者混合均勻后，放在自封袋內(nèi)半敞口置于LRH-250-GI智能型人工氣候箱內(nèi)溫度20 ℃、濕度90%的培養(yǎng)箱中進(jìn)行引發(fā)處理，處理每天進(jìn)行稱重確定加水量，保持濕度不變。引發(fā)時間安排，按照時間的推移，最先開始引發(fā)5 d的，然后再進(jìn)行引發(fā)4 d，3 d，2 d，將處理達(dá)到規(guī)定時間的種子和基質(zhì)全部倒出分開放在托盤上面，在室溫25 ℃、濕度為60%的條件下回干至原始含水量，回干后挑出種子，在室溫下保存。

1.2.3 發(fā)芽試驗 以未進(jìn)行引發(fā)處理的種子為對照（CK），將各處理的種子先用50～55 ℃熱水進(jìn)行溫湯浸種，之后在蒸餾水中浸泡8 h。浸種后取兩層濾紙平放在直徑為9 cm的一次性塑料培養(yǎng)皿中，用水噴濕濾紙，將種子均勻置于濾紙上，在MGC-250智能光照培養(yǎng)箱內(nèi)25 ℃黑暗條件下培養(yǎng)，每天觀察種子的發(fā)芽個數(shù)（以胚芽突破種皮1 mm作為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)），按照《國家農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程》的檢驗方法，以發(fā)芽試驗3 d統(tǒng)計發(fā)芽勢，7 d統(tǒng)計發(fā)芽率。

1.2.4 回干處理 根據(jù)發(fā)芽試驗的結(jié)果，篩選出最適蛭石引發(fā)含水量和引發(fā)時間的3個處理進(jìn)行回干處理，即將引發(fā)處理達(dá)到規(guī)定時間的種子和基質(zhì)全部倒出分開放在托盤上面，置于室溫條件下回干，待種子含水量恢復(fù)到最初種子含水量時進(jìn)行種子發(fā)芽試驗和幼苗生長試驗;不回干處理為種子引發(fā)結(jié)束后用水沖洗干凈，直接進(jìn)行發(fā)芽試驗與幼苗生長試驗。

1.2.5 育苗試驗 根據(jù)發(fā)芽試驗和回干處理的結(jié)果，篩選出最適蛭石引發(fā)含水量、引發(fā)時間及回干處理組合進(jìn)行育苗試驗。將引發(fā)后將種子播于50孔育苗穴盤中，基質(zhì)配方為V草炭∶V珍珠巖∶V蛭石為=2∶1∶1，以未引發(fā)處理的番茄砧木種子為對照處理，每個處理播種2盤，隨機(jī)排列，每個處理3次重復(fù)。在日光溫室自然光照條件下培養(yǎng)，清水澆灌，待子葉展平后更換為營養(yǎng)液澆灌。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 種子發(fā)芽特性 以胚芽突破種皮1 mm作為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，每天統(tǒng)計各處理的發(fā)芽數(shù)。參考陳軍等[11]文獻(xiàn)計算發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)（GI）。

發(fā)芽勢/%=（規(guī)定3 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供檢測的種子數(shù)）×100;

發(fā)芽率/%=（規(guī)定7 d內(nèi)發(fā)芽種子數(shù)/供檢測的種子數(shù)）×100;

GI=ΣGt/Dt（Gt 指第 t 天的發(fā)芽率，Dt 指相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)）。

1.3.2 幼苗生長指標(biāo) 播種33 d后（幼苗3葉1心時），每個處理隨機(jī)取10株測定株高、莖粗、幼苗地上干物質(zhì)量和地下干物質(zhì)量。株高采用直尺測量，莖粗采用游標(biāo)卡尺測量，幼苗干質(zhì)量采用烘干質(zhì)量法測量，壯苗指數(shù)按照張振賢等[12]的方法計算。

1.3.3 生理指標(biāo)的測定 播種33 d后（幼苗3葉1心時）采樣，置于液氮速凍，用于生理指標(biāo)的測定，用蒽酮比色法測定可溶性糖含量，采用考馬斯亮藍(lán)染色法測定可溶性蛋白含量，用氮藍(lán)四唑（NBT）還原法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）活性，采用紫外吸收法測定過氧化氫酶（CAT）活性，用巴比妥酸（TBA）反應(yīng)法測定丙二醛含量[13]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS統(tǒng)計軟件和Excel 2007 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，LSD顯著性在 0.05 水平上檢測。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同含水量和不同時間的蛭石引發(fā)處理對番茄砧木萌發(fā)的影響

由表1可以看出，除50%含水量引發(fā)2 d的處理外，其他不同引發(fā)處理的番茄砧木種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率均不同程度地高于對照處理。砧木種子發(fā)芽勢則隨著引發(fā)含水量和時間共同增加，呈現(xiàn)不同的趨勢。50%含水量處理的砧木種子發(fā)芽指數(shù)則隨引發(fā)處理時間的延長呈現(xiàn)升高的趨勢。與對照相比，40%含水量的引發(fā)處理均能夠顯著提高砧木種子發(fā)芽率。綜上比較可以看出，以引發(fā)含水量40%處理5 d和引發(fā)含水量50%處理4 d、5 d等3個處理對砧木種子萌發(fā)促進(jìn)作用最強(qiáng)，發(fā)芽勢分別比對照提高59.44%、90.15%和80.53%，發(fā)芽指數(shù)分別比對照提高120%、131%和161% ，發(fā)芽率分別比對照提高40%、35%和24%。

2.2 引發(fā)后不同回干處理對番茄砧木萌發(fā)特性的影響

由表2可以看出，番茄砧木種子經(jīng)過引發(fā)后未回干處理的發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)均顯著高于回干處理及對照?；馗珊臀椿馗商幚矸绞綄Ψ颜枘痉N子發(fā)芽率影響的程度不一，回干處理砧木種子發(fā)芽率低于對照，未回干處理砧木種子發(fā)芽率高于對照，且回干和未回干處理砧木種子發(fā)芽率與對照差異不顯著。其中，引發(fā)含水量40%處理5 d未回干處理的種子萌發(fā)效果最好，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽率均為最高，分別比對照提高150%、455%、22%。

2.3 不同引發(fā)處理組合對番茄砧木生長特性的影響

從表3可以看出，各處理番茄幼苗的株高均顯著高于對照，各處理幼苗莖粗、單株干質(zhì)量和壯苗指數(shù)均不同程度高于對照處理。含水量50%引發(fā)處理5 d后回干處理幼苗莖粗最大，為3.14 mm，各處理之間以及各處理與對照之間莖粗差異不顯著;含水量40%引發(fā)處理5 d后回干和未回干處理、含水量50%引發(fā)處理4 d后未回干處理單株干質(zhì)量顯著高于對照處理，分別比對照提高26.65%、36.02%、28.55%;壯苗指數(shù)，僅含水量40%引發(fā)處理5 d未回干、含水量50%引發(fā)處理4 d后未回干處理顯著高于對照，分別高于對照29.48%、26.72%，而其他處理壯苗指數(shù)與對照差異不顯著。由此可見，回干處理對幼苗生長依然具有促進(jìn)作用，但回干處理在一定程度上影響了幼苗的生長。

2.4 不同引發(fā)處理組合對番茄砧木葉片葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

由表4可以看出，與對照相比，各處理均能顯著提高番茄砧木幼苗的葉綠素、可溶性糖和可溶性蛋白含量。葉綠素含量，各處理之間差異不顯著;可溶性糖含量，僅含水量40%引發(fā)處理5 d后回干與未回干處理之間差異顯著，其他處理之間差異不顯著。其中，含水量40%引發(fā)處理5 d后未回干處理葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白含量均高于其他處理，分別比對照提高了38%、152%和186%。

2.5 不同引發(fā)處理組合對番茄砧木葉片抗氧化酶活性的影響

由表5可以看出，不同引發(fā)條件下回干與未回干處理砧木幼苗葉片中SOD活性均高于對照，其中回干處理的砧木幼苗SOD活性均顯著高于對照處理。除引發(fā)含水量50%處理5 d后回干與引發(fā)含水量50%處理4 d后未回干處理的POD活性顯著低于對照外，其她處理間以及其他處理與對照間差異不顯著。與對照相比，不同引發(fā)條件下回干和未回干處理均能顯著降低丙二醛含量，對CAT 活性影響不顯著。由此可見，引發(fā)能夠提高一些保護(hù)酶的活性，降低丙二醛含量，激發(fā)有利于種子萌發(fā)生長的生理活動。

3 討論與結(jié)論

引發(fā)含水量和引發(fā)時間是影響引發(fā)效果兩個最重要的因素，引發(fā)含水量太低、時間太短，種子不能充分吸水，引發(fā)就不能發(fā)揮作用，而引發(fā)含水量太高、時間太長則可能使種子在引發(fā)過程中胚根突破種皮，引發(fā)效果不好[9]。通過設(shè)置不同蛭石含水量和不同引發(fā)時間對番茄砧木種子進(jìn)行引發(fā)試驗，結(jié)果表明以引發(fā)含水量50%處理4 d、5 d和引發(fā)含水量40%處理5 d等3個處理的砧木種子萌發(fā)迅速，發(fā)芽整齊度高，這與前人采用蛭石做固體引發(fā)基質(zhì)引發(fā)處理種子能夠促進(jìn)種子萌發(fā)、縮短發(fā)芽時間、提高發(fā)芽率與發(fā)芽勢的研究結(jié)果一致[14-15]。在試驗中發(fā)現(xiàn)，引發(fā)含水量和引發(fā)時間對種子引發(fā)效果影響不同，砧木種子的發(fā)芽整齊度和出苗一致性受引發(fā)含水量和引發(fā)時間共同作用的影響較大，而在相同引發(fā)含水量下砧木種子的發(fā)芽活力則可能與引發(fā)處理時間呈正相關(guān)，但此結(jié)論是否具有普遍性仍需進(jìn)一步驗證。

引發(fā)處理后回干與不回干對種子萌發(fā)和幼苗生長均有促進(jìn)作用，但作用大小不同。本試驗結(jié)果表明，番茄砧木種子經(jīng)過蛭石含水引發(fā)后不論回干與否，均能提高幼苗發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和壯苗指數(shù)等生長指標(biāo)，還可提高其葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白含量等生理指標(biāo)，而引發(fā)含水量40%處理5 d未回干處理組合效果最佳。由此可見，適宜的引發(fā)處理方式能夠提高一些能量代謝物質(zhì)和保護(hù)酶的活性，從而激發(fā)有利于番茄砧木種子萌發(fā)和生長的生理活動，提高了發(fā)芽的整齊度，增加了幼苗抗逆性[16-17]。綜上所述，番茄砧木種子引發(fā)含水量40%處理5 d后未回干處理為最佳引發(fā)組合，可用于番茄砧木種子播前處理，為番茄嫁接育苗生產(chǎn)應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

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