不同氮濃度對(duì)番茄種子萌發(fā)及幼苗生長的影響

王 鶴，關(guān) 琳，張麗輝，韓德復(fù)

(長春師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林長春 130032)

番茄(LycopersiconesculentumMiller)是我國溫室大棚栽培的重要果類蔬菜之一，栽培面積已達(dá)84×104hm2，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1-2]。種子萌發(fā)和幼苗生長是番茄生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的關(guān)鍵時(shí)期，種子萌發(fā)受各種因素的影響，如光照、溫度、水分等[3-4]。種子萌發(fā)前的營養(yǎng)狀況直接影響作物種子的萌發(fā)率及幼苗的生理指標(biāo)[3-6]。以往研究報(bào)道表明，不同濃度的PEG溶液對(duì)番茄種子萌發(fā)有抑制作用，添加低濃度氮素可提高鹽角草發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，不同濃度赤霉素對(duì)番茄種子萌發(fā)及幼苗生長的影響顯著，不同形態(tài)氮源對(duì)甜高粱發(fā)芽和幼苗的生長有明顯影響[7-10]。施用化肥是提高番茄產(chǎn)量的重要手段和普遍做法。氮素是作物生長所必需的元素，可以促進(jìn)其莖葉茂盛生長，但氮肥利用效率較低，過量的氮肥對(duì)植物產(chǎn)生抵制作用，而氮肥對(duì)種子萌發(fā)的影響研究較少，結(jié)果也不一致[11-13]。本文探討不同氮濃度對(duì)番茄種子萌發(fā)及幼苗生長的影響，以期獲得適宜的施氮濃度，為番茄生產(chǎn)中合理施用氮肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試材料

實(shí)驗(yàn)于2018年3月在長春師范大學(xué)應(yīng)用生態(tài)工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。供試番茄種子品種為“谷雨綠領(lǐng)佳人”(市售)；氮素選用的硝酸銨(分析純)。

1.1.2 主要儀器

光照培養(yǎng)箱(上海精宏GZP-750S)。

1.2 方法

挑選大小一致且飽滿的番茄種子，用75%乙醇消毒5min，用無菌水反復(fù)沖洗干凈，置于鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿(直徑9.0cm)中，向各培養(yǎng)皿中加入相應(yīng)濃度的氮素處理液10mL，氮素設(shè)置3個(gè)濃度，分別為25mg/L、50mg/L、75mg/L，以蒸餾水為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)3次。于光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行萌發(fā)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)箱溫度設(shè)置為25℃(14h)/20℃(10h)，每天更換氮素溶液以保持各處理液濃度不變。每天觀察、記錄種子發(fā)芽數(shù)，以胚根長2mm作為萌芽標(biāo)志。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)抽取10株幼苗，分別測量番茄幼苗的胚根長、胚芽長、胚芽鮮重、胚根鮮重。

1.3 測定指標(biāo)及方法

種子發(fā)芽率(GR)=(7d種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù))×100%，

發(fā)芽勢(GP)=(前3d種子的發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù))×100%，

發(fā)芽指數(shù)(GI)=∑(Gt/Dt)，

活力指數(shù)(VI)=GI×S,式中S為胚根的平均重量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel2003和SPSS 10.0統(tǒng)計(jì)軟件作圖并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。為了保證方差齊性，先進(jìn)行方差異質(zhì)性檢驗(yàn)，對(duì)于方差不齊的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換；多重比較采用Duncan法。圖表中數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差來表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮濃度對(duì)番茄種子發(fā)芽進(jìn)程的影響

氮肥處理后番茄種子發(fā)芽率隨發(fā)芽持續(xù)時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化過程見圖1和圖2。由圖1可知，各處理中，番茄種子發(fā)芽率的動(dòng)態(tài)變化過程均呈“S型”曲線變化。種子置床后第3天，各處理種子開始發(fā)芽，隨著發(fā)芽天數(shù)的延長，發(fā)芽進(jìn)程先后進(jìn)入高峰期，發(fā)芽率均顯著提高并達(dá)到最大值。由圖2可知，75mg/L氮濃度處理種子在第4天發(fā)芽數(shù)平均僅為5粒，而種子經(jīng)0mg/L、25mg/L和50mg/L氮濃度處理的種子發(fā)芽數(shù)分別為11粒、12粒和14粒。由此表明，較低氮處理促進(jìn)了番茄種子的發(fā)芽進(jìn)程。

2.2 不同氮濃度對(duì)番茄種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由圖3可以看出，番茄種子的發(fā)芽率隨著氮濃度的增加而增加，但各處理間差異不顯著(P>0.05)。發(fā)芽勢是表征種子活力的指標(biāo)，它可反映種子發(fā)芽的整齊度和發(fā)芽速度。由圖4可以看出，種子發(fā)芽勢隨著氮濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降趨勢，但各氮處理的發(fā)芽勢均高于對(duì)照組(P<0.05)，其中50mg/L氮濃度處理的種子發(fā)芽勢最高，發(fā)芽整齊度最好。

2.3 不同氮濃度對(duì)番茄種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均是反映種子活力的綜合指標(biāo)。多重比較結(jié)果(圖5)顯示，50mg/L氮濃度處理的種子發(fā)芽指數(shù)最高，為12.27，與50mg/L氮濃度處理的種子發(fā)芽指數(shù)無顯著差異(P>0.05)，但顯著高于其它處理種子的發(fā)芽指數(shù)(P<0.05)；75mg/L氮濃度處理的種子發(fā)芽指數(shù)最低，顯著低于其他處理(P<0.05)。由圖6顯示，50mg/L氮濃度處理的種子活力指數(shù)最高，平均為0.12，顯著高于其它處理組(P<0.05)，75mg/L氮濃度處理的種子活力指數(shù)最低，平均為0.09，顯著低于其它處理種子的活力指數(shù)(P<0.05)。

2.4 不同氮濃度對(duì)番茄幼苗生長和生物量的影響

番茄幼苗芽長和根生長情況見圖7和圖8。由圖7可知，隨氮處理濃度的增加芽的生長先增加后降低，25mg/L處理組芽長最大，顯著高于對(duì)照和75mg/L氮濃度處理組(P<0.05)。而25mg/L氮濃度處理組地下部分的生長則明顯低于對(duì)照，50mg/L氮濃度處理組根長值最高。生物量是光合產(chǎn)物積累的結(jié)果[14]。不同氮濃度處理對(duì)番茄幼苗生物量的影響見圖8。由圖8可見，隨氮濃度的增加，番茄總生物量先上升后下降，在50mg/L達(dá)到最大值，且顯著高于對(duì)照。說明氮肥的增加影響了番茄幼苗生物量的積累，50mg/L是番茄幼苗生物量積累的最佳濃度。隨氮濃度的升高，番茄幼苗芽生物量先增加后下降，而根生物量呈現(xiàn)先降低后上升，且分配到芽的生物量明顯大于分配到根的生物量。

3 討論

土壤氮肥是影響種子發(fā)芽和出苗的一個(gè)主要因素。本研究結(jié)果表明，氮素濃度顯著影響了番茄種子發(fā)芽特性。種子的發(fā)芽率隨著氮濃度的增加而增加，其發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均表現(xiàn)為低促高抑的現(xiàn)象，且均在50mg/L處理時(shí)達(dá)到最大值,說明50mg/L氮濃度是番茄種子萌發(fā)的最佳濃度。番茄總生物量在50mg/L達(dá)到最大值,說明氮肥的增加影響了番茄幼苗生物量的積累，50mg/L是番茄幼苗生物量積累的最佳濃度。隨著氮濃度的增加，番茄幼苗分配到芽的生物量增加，降低了分配到根的生物量。說明氮肥的增加影響了番茄幼苗地上地下生物量的分配[14]。