干熱處理在破除野生西瓜種子休眠上的應(yīng)用

嚴(yán)蕾艷，古斌權(quán)，王迎兒，邢乃林，黃蕓萍，王毓洪

(寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，浙江 寧波 315040)

種子休眠是指具有生活力的種子在適宜的萌發(fā)條件下不發(fā)芽的狀態(tài)或現(xiàn)象。種子休眠在植物中十分普遍, 是植物在長(zhǎng)期的系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中形成的適應(yīng)逆境和保護(hù)物種延續(xù)的一種策略[1-3]。隨著設(shè)施西瓜栽培面積的不斷擴(kuò)大，連作障礙導(dǎo)致西瓜枯萎病發(fā)生嚴(yán)重，嫁接栽培是克服連作障礙、防止枯萎病發(fā)生的有效措施之一。野生西瓜由于其高抗枯萎病并且嫁接后對(duì)西瓜品質(zhì)無(wú)影響而被廣泛應(yīng)用于嫁接栽培，但是野生西瓜砧木種子種皮硬厚、吸水困難，存在休眠，在生產(chǎn)中常常出現(xiàn)種子發(fā)芽不良或出苗不整齊等問(wèn)題，造成砧木種子用種量偏大，西瓜接穗播期難以掌握，從而影響嫁接操作。因此，破除野生西瓜種子休眠，提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)對(duì)野生西瓜砧木在嫁接西瓜上的大面積應(yīng)用起到關(guān)鍵作用。

有研究表明，解決種子休眠的方法大體可分為物理解除、化學(xué)解除和生物解除3類(lèi)[4]。高溫處理可打破一些種子的休眠，如松樹(shù)球果表面的樹(shù)脂在40 ℃左右的高溫下才能融化開(kāi)裂[5]。葉世青[6]研究發(fā)現(xiàn)，可利用秈稻超干種子的耐熱性打破種子的休眠，高溫烘干處理破除種子的休眠的最佳溫度是75～85 ℃。干熱處理是一種應(yīng)用于種子消毒的物理方法，與其他種子消毒處理技術(shù)相比[7]，干熱處理能夠更徹底地去除種子內(nèi)外攜帶的病原菌，鈍化病毒，近年來(lái)已被廣泛應(yīng)用于西甜瓜、砧木等瓜類(lèi)種子的消毒處理，其主要作用是殺滅種子上攜帶的檢疫性種傳病害——黃瓜綠斑駁花葉病毒病[8]。然而，干熱處理作為一種高溫處理手段能否打破瓜類(lèi)種子的休眠尚未見(jiàn)報(bào)道，若干熱處理既能用于瓜類(lèi)種子消毒又能打破種子休眠，這將大大節(jié)省種子處理的成本，提高種子質(zhì)量。本試驗(yàn)主要研究干熱處理對(duì)野生西瓜砧木種子休眠的影響，以期為野生西瓜砧木嫁接育苗和種子生產(chǎn)加工提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試野生西瓜種子AP151由寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜研究所擴(kuò)繁，種子于2020年7月15日采收并曬干，種子含水量8%以下。采用的種子干熱處理設(shè)備系韓國(guó)產(chǎn)。

1.2 處理設(shè)計(jì)

將經(jīng)過(guò)挑選的顆粒飽滿(mǎn)的野生西瓜砧木種子AP151于2020年7月20日放入種子干熱處理設(shè)備，35 ℃處理24 h，50 ℃處理24 h，72 ℃處理72 h，在機(jī)器內(nèi)自然冷卻至室溫。種子由干熱機(jī)器取出后敞口室溫放置7 d，恢復(fù)種子含水量后用于發(fā)芽率測(cè)定。以未經(jīng)干熱處理的野生西瓜種子作為對(duì)照。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)目

種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)檢測(cè)。取干熱處理的野生西瓜砧木種子400粒，每份100粒，4個(gè)重復(fù)。以未經(jīng)干熱處理的野生西瓜種子作為對(duì)照。種子于2020年8月5日浸種6 h后，放入28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中催芽，采用吸濕培養(yǎng)法測(cè)定發(fā)芽情況并記錄發(fā)芽數(shù)，催芽2 d計(jì)發(fā)芽勢(shì), 7 d計(jì)發(fā)芽率。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003整理。

種子發(fā)芽勢(shì)=初次統(tǒng)計(jì)(催芽第2 d時(shí))的出芽數(shù)/催芽種子數(shù)×100%；

種子發(fā)芽率=發(fā)芽期內(nèi)(催芽7 d內(nèi))出芽的種子數(shù)/催芽種子總數(shù)×100%。

2 結(jié)果與分析

表1表明，未處理的野生西瓜種子的平均發(fā)芽勢(shì)為23.3%，干熱處理后種子的平均發(fā)芽勢(shì)提高至88.0%；發(fā)芽率也由未經(jīng)干熱處理的42.0%提高到干熱處理后94.3%。表明野生西瓜種子經(jīng)過(guò)干熱處理可明顯提高種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率。經(jīng)過(guò)干熱處理后的野生西瓜種子無(wú)須經(jīng)過(guò)休眠期，就可在采收20 d時(shí)發(fā)芽率達(dá)到90%以上，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，即干熱處理可打破野生西瓜種子的休眠。

表1 野生西瓜種子干熱處理的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率表現(xiàn)

3 小結(jié)與討論

利用適當(dāng)?shù)母邷馗稍锾幚硪部山獬N子休眠，種子經(jīng)高溫干燥處理后，種殼透性得以改善，從而解除由種殼引起的休眠。如草地早熟禾種子經(jīng)高溫干燥處理可有效提高其發(fā)芽率；紫花苜蓿、紅三葉和白三葉(T.repens)種子，經(jīng)高溫干燥處理后，可降低硬實(shí)[9]。野生西瓜種子種殼硬、種皮厚，通氣、透水性差，新采收的種子存在休眠現(xiàn)象。通過(guò)試驗(yàn)，野生西瓜種子經(jīng)過(guò)干熱處理(35 ℃處理24 h，50 ℃處理24 h，72 ℃處理72 h)后，種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均明顯提高，并可達(dá)到使用要求。干熱處理這一技術(shù)使新采收的野生西瓜種子不需要經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的休眠期就可以應(yīng)用于生產(chǎn)，既可以殺滅種子上攜帶的病原菌，又可以大大提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。這一技術(shù)的應(yīng)用可節(jié)約野生西瓜砧木的用種量，培育壯苗，達(dá)到降低嫁接育苗成本的目的。

干熱處理作為一種消毒技術(shù)已廣泛應(yīng)用于瓜類(lèi)種子處理上，有研究報(bào)道干熱處理不當(dāng)容易造成種子發(fā)芽率降低和畸形苗率升高,成熟度差、水分含量高的種子都不適合做干熱處理[8]。有研究發(fā)現(xiàn)，不同水稻品種種子休眠程度存在極顯著差異，利用高溫破除種子的休眠效果在不同水稻品種之間也存在極顯著差異[6]。本試驗(yàn)只在1份野生西瓜材料AP151上做了破除休眠效果，本研究采用的干熱處理方法是否對(duì)其他種子大小、種殼硬度各異的野生西瓜材料甚至是其他發(fā)生休眠的瓜類(lèi)材料(如葫蘆種子)均有上述類(lèi)似效果，還有待今后進(jìn)一步研究。