干熱處理對西芹種子萌發(fā)及生長的影響

秦立金，孫 瑩

（赤峰學院 生命科學學院，內蒙古 赤峰 024000）

1 引言

西芹 （Apium graveolens L.var.dulcen DC.）又稱洋芹，為傘形科一、二年生草本植物.葉片寬而短，寬大致為 3～5cm，長大致為 30～40cm，分葉性強，種子透氣性很差，萌發(fā)很困難，但因其有很高的營養(yǎng)價值而受歡迎，不僅富含維生素A、維生素B2以及礦物質類元素，還含有芳香油，可揮發(fā).因此，具有很強的香辛味，可以增進人們的食欲.芹菜的纖維非常發(fā)達，僅次于韭菜，對人體的胃消化有很強的物理作用.

目前，在茴香，芫荽，胡蘿卜等傘形科蔬菜上，有關物理處理種子促進發(fā)芽的研究已有相關報道.李明等（1995）于76℃條件下分別處理胡蘿卜種子24h、48h、72h，發(fā)現(xiàn) 76℃干熱處理 72h的防效最佳，真菌菌落數(shù)比CK減少97%，細菌菌落數(shù)比CK減少100%.而干熱處理方法在葫蘆屬、茄果類、十字花科等蔬菜上已經(jīng)有大量研究，但在傘形科上的應用研究報道較少[1，2].傘形科雖然存在難發(fā)芽等問題，但在食用，藥物，營養(yǎng)上的應用還是非常廣泛的.采用合理的處理方法，使其高效的提高出苗率，擴大生產(chǎn)，并進行推廣與市場的廣泛應用，具有一定的意義.

本試驗選擇傘形科難發(fā)芽的蔬菜種子—西芹為試材，采用物理處理的方法，設置不同的干熱處理溫度與時間的組合，通過測定西芹種子的發(fā)芽指標，幼苗形態(tài)生長和生理指標，篩選最佳的干熱處理溫度和時間組合，為以后西芹高產(chǎn)、高效栽培提供重要的理論依據(jù).

2 材料與方法

2.1 試驗材料

西芹種子：加州皇西芹，益陽市資陽區(qū)益農(nóng)蔬菜種子經(jīng)營部提供.

2.2 試驗指標及測定方法

2.2.1 種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢—參照范雙喜、張玉星的方法[3]

2.2.2 發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt）

式中Gt為t日發(fā)芽的種子數(shù)；Dt為相應的發(fā)芽日數(shù).

2.2.3 葉綠素含量的測定—分光光度法[4]

2.2.4 脯氨酸含量測定—參照李曙軒的茚三酮顯色法[4]

2.2.5 丙二醛含量測定—參照朱廣廉比色法的測定[5]

2.3 試驗方法

本試驗在預試驗的基礎上，設計40℃、60℃、80℃ 3個干熱處理溫度，以常溫（25℃）為CK，干熱處理時間分別為 2h、4h、6h、8h、10h、12h，共計 24個處理，每個處理150粒種子，每個處理4次重復，于2014年3月1日，將上述種子浸泡1d，放到25℃的恒溫培養(yǎng)箱中催芽.發(fā)芽至第11d時，計算發(fā)芽率，第7d時，計算發(fā)芽勢.

2014年4月14日，將上述24個處理，每個處理3次重復，小區(qū)面積為50cm×50cm，采用干播法進行西芹田間種植，常規(guī)管理.2014年9月20日，取西芹植株，每一處理10株，實驗室測定西芹形態(tài)指標和生理指標.

2.4 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)采用SPSS統(tǒng)計分析軟件.

3 結果與分析

3.1 干熱處理對西芹種子萌發(fā)指標的影響

西芹種子萌發(fā)的統(tǒng)計是從第十一天開始的，發(fā)芽勢是從第七天開始記錄的.表1表明：干熱處理不僅使西芹種子的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)有所提高，而且使西芹種子的萌發(fā)得以加速.其中，溫度為40℃和60℃時的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)都大于CK，而60℃時處理效果達到最佳，相比于常溫，發(fā)芽率增加了5.57%，發(fā)芽勢增加了5.79%，發(fā)芽指數(shù)增加了17.56%.80℃的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，發(fā)芽指數(shù)比CK明顯降低，生產(chǎn)栽培上不宜采用.時間處理效果不明顯.

表1 干熱處理對西芹種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)的影響

3.2 干熱處理對西芹生長的影響

3.2.1 對西芹地上部生長的影響

西芹是由兩部分構成，包括地上部和地下部，這是使西芹地上部和地下部的生長均衡的原因，同時也是其質量優(yōu)良，產(chǎn)量豐富的關鍵.西芹地上部主要由莖、葉組成.西芹的營養(yǎng)生長為生殖生長提供了必要的營養(yǎng)成分，包括礦質物質和水等，在此前提下，生殖器官才能正常發(fā)育.本試驗主要測了莖、葉等指標.表2表明：不同干熱處理溫度和時間均促進了西芹植株地上部的生長，相比于CK，60℃時處理效果達到最佳，西芹葉柄長、葉柄數(shù)、莖周長、單株葉片數(shù)、地上部干鮮重均有所增長.其中，西芹葉柄長增加了10.66%，莖周長增加了2.24%，地上部干重增加了6.64%，地上部鮮重增加了3.2%，葉柄數(shù)和單株葉片數(shù)差異不大.西芹葉柄長、莖周長、地上部干鮮重的增加，為以后西芹高產(chǎn)打下了良好的基礎.處理時間效果不明顯.

表2 干熱處理對西芹地上部形態(tài)指標的影響

3.2.2 對西芹地下部生長的影響

植株地下部主要指根，根與地上部之間有維管束聯(lián)絡，存在著營養(yǎng)物質與信息物質的大量交換.根吸收水分的部位是根尖，主要集中在根毛區(qū)，西芹有主根，主根長及根干鮮重影響根系吸收水分和無機鹽.表3表明：不同干熱處理的溫度和時間均對西芹植株地下部的生長有利，與常溫對照相比，處理效果最明顯的是60℃，西芹主根長和地下部干鮮重均有所提高，其中，主根長增加了8.98%，根干重增加了79.73%，根鮮重增加了96.34%.西芹地下部的根系和地上部的枝葉均生長良好，為以后西芹的高產(chǎn)、優(yōu)質栽培打下了良好的基礎.處理時間效果不明顯.

表3 干熱處理對西芹地下部形態(tài)指標的影響

3.3 干熱處理對西芹生理指標的影響

西芹生理研究主要從葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、丙二醛含量和脯氨酸含量幾項指標進行測定.表4表明：在不同溫度和時間干熱處理下，葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量隨著溫度和時間的增加，都呈先上升后下降的趨勢，MDA含量則相反，呈先下降后上升的趨勢.在溫度為60℃，時間為6h時，西芹植株的光合作用最強，葉綠素a、葉綠素b含量以及脯氨酸含量都達到最多，并且積累更多可溶性糖，滲透勢降低，能更好地適應不良環(huán)境，MDA值達到最大，這時西芹植株過氧化作用最強[8].這說明在溫度時間為60℃、6h時，最適宜西芹植株的生長.

表4 干熱處理對西芹生理指標的影響

4 結論與討論

西芹為傘形科難發(fā)芽蔬菜種子，發(fā)芽率低，出苗不整齊.為使西芹種子出苗迅速、整齊，生產(chǎn)上往往播前對種子進行處理.常用的種子處理方法有物理處理方法和化學處理方法.化學處理方法采用化學藥劑進行浸種，在提高種子發(fā)芽率的同時，也可能對種子有一定的毒害作用，所以本試驗采用物理處理方法，提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的同時，進行抗逆性的誘導.

4.1 干熱處理對西芹種子萌發(fā)的影響

經(jīng)預試驗研究結果得出：干熱處理溫度為80℃和100℃時會妨礙西芹種子發(fā)芽，發(fā)芽率明顯降低，100℃時僅約為10%.這說明過高的溫度不利于西芹種子保持活力，種子內部胚的結構和營養(yǎng)物質可能受到了破壞，使胚失去了生理功能，影響了西芹種子的吸水及萌發(fā).80℃的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)在數(shù)值上明顯比對照降低，尤其是7d的發(fā)芽勢，僅達到30%左右，因此此溫度在蔬菜生產(chǎn)上不宜采用.

而60℃促進了西芹種子的發(fā)芽，說明60℃的干熱處理溫度，不僅軟化了種皮，還使種皮的通透性明顯增強，另外對水分的吸收量也大幅度提高，水分的流通使種子內的養(yǎng)分快速分解并運輸?shù)接着?，使其生長和發(fā)芽速度均加快，并提高了發(fā)芽整齊度.經(jīng)試驗篩選得出：60℃為最佳處理溫度，且萌發(fā)的各項指標均達到最大值.

這次實驗中，處理時間效果不明顯，尚待進一步的探索和研究.

4.2 干熱處理對西芹生長的影響

西芹根屬直根系，在營養(yǎng)生長期，為短縮莖，二回奇數(shù)羽狀復葉，葉柄十分發(fā)達，特別是西芹.它葉柄上有眾多維管束聯(lián)絡，存在著營養(yǎng)物質與信息物質的大量交換.內部的薄壁組織發(fā)達，充滿著水和養(yǎng)分，葉柄挺立，質地脆嫩，味道鮮濃.本試驗研究結果表明：不同干熱處理溫度加促了西芹植株地上部和地下部之間營養(yǎng)生長的相互促進，西芹的營養(yǎng)生長為生殖生長提供了必要的營養(yǎng)成分，包括礦質物質和水等，在此前提下，生殖器官才能正常發(fā)育.其中，60℃處理效果最明顯，處理時間不顯著.

4.3 干熱處理對西芹生理抗性的影響

葉綠素主要用于植物的光合作用，葉片結構是否完好無損以及生物合成的強弱致使葉綠素含量的上升或者下降.可溶性糖可用來測定植物的碳類營養(yǎng)狀況，植物處于不良環(huán)境時可溶性糖含量會累積，滲透勢以及冰點都會相應下降，用于維持植物體內的水分，穩(wěn)定結構，使植物保持充盈狀態(tài).丙二醛含量和脯氨酸含量都與植物遭受不良環(huán)境有關，處于不同的溫度下，細胞內將會產(chǎn)生許多自由基，累積下來的自由基有傷害植物細胞的可能，并且先去傷害質膜系統(tǒng)，因此，丙二醛是由膜質過氧化而分解的最終產(chǎn)物.脯氨酸含量會因植物遭受不良環(huán)境而增加.

本試驗結果表明：在不同溫度的時間干熱處理下，葉綠素a、葉綠素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量隨著溫度和時間的增加，都呈先上升后下降的趨勢，MDA含量則相反，呈先下降后上升的趨勢.在溫度為60℃，時間為6h時，西芹植株的光合作用最強，葉綠素a、葉綠素b含量以及脯氨酸含量都達到最多，并且積累更多可溶性糖，滲透勢降低，能更好地適應不良環(huán)境，MDA值達到最大，這時西芹植株過氧化作用最強.這說明在溫度時間為60℃、6h時，最適宜西芹植株的生長[8].

綜上所述，綜合分析西芹種子萌發(fā)指標、形態(tài)生長指標和生理指標，本試驗篩選最佳干熱處理溫度為60℃，干熱處理時間效果不顯著.

〔1〕Kim D H,Lee JM.Seed treatment for cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)in gourd (Lagenaria siceraria)seeds and its detection[J].J Kor Soc HortSci,2000,41：16.

〔2〕Kim S M,Nam S H,Lee J M,et al.Destruction ofcucumbergreen mottle mosaic virus by heat treatment and rapid detect ion of virus inactivation by RTPCR[J].Mol Cells,2003,16(3)：338-342.

〔3〕范雙喜,張玉星.園藝植物栽培學實驗指導[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社,2011.23.

〔4〕李曙軒.蔬菜栽培學各論[M].北京：農(nóng)業(yè)出版社,1986.227-236.

〔5〕朱廣廉.植物生理實驗[M].北京：北京大學出版社,1990.

〔6〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導[M].北京：科學出版社,2009.86-87.

〔7〕〔8〕李玲,等.植物生理學模塊實驗指導.北京：科學出版社,2009.80-82，35.

〔9〕西北農(nóng)業(yè)大學,植物生理實驗指導[M].西安：陜西科學技術出版社,1987.113-116.

〔11〕張志良.植物生理學實驗指導(第二版)[M].北京：高等教育出版,1990.257-258.