不同催芽處理對‘紅靈’西瓜種子發芽的影響

張永生，秦 旭，李國棟

（1.山東農業工程學院，山東濟南 250100；2.南京農業大學，江蘇南京 210000；3.山東省農業技術推廣中心，山東濟南 250013）

西瓜系葫蘆科西瓜屬一年生蔓性草本植物，果實肉質多汁，是夏季主要的消暑果品[1]。‘紅靈’西瓜是我國北方設施早熟栽培的新品種，抗逆性強，成熟期早，產量為30 000～52 500 kg/hm2；果肉可溶性固形物含量可達13%以上，口感風味具佳，深受市場及廣大種植戶喜愛。‘紅靈’西瓜設施栽培時期主要為早春3 月，種苗生產則需在冬春季進行，由于受低溫弱光等環境條件的影響，其種子常出現發芽不齊的現象，對種苗質量及后期的果實品質產生不利影響。如何通過調控環境因素來提高種子的發芽質量，已成為制約‘紅靈’西瓜產業高質量發展的瓶頸。

目前關于催芽處理的研究較多，不同處理對種子發芽的影響不同。目前西瓜催芽的研究主要集中在溫度和激素處理等方面，其他因素對西瓜萌發的研究較少。溫度對種子萌發的影響較大，陳祥等[2]、鄭高飛等[3]研究發現，適當提高催芽溫度，有利于提高西瓜出芽的整齊度。沈虹等[4]、蔣雪君等[5]研究了西甜瓜種子發芽的影響因素，發現低溫能顯著抑制西瓜和甜瓜種子萌發。陳亮等[6]研究發現，野生西瓜種子引發的最適宜溫度為6 ℃。浸種時間和pH 值也對種子發芽產生一定的影響[7]。如楊光華等[8]研究認為，浸種結合一定的損傷處理可以提高甜瓜種子的發芽能力。童龍[9]通過無籽西瓜種子發芽研究表明，得出最佳發芽時間為2 d。pH 值對西瓜種子萌發的研究尚未見報道，但在蔬菜中研究較多[10]。本研究通過不同催芽溫度、浸種時間及pH 值溶液浸種等方式處理‘紅靈’西瓜種子，對其發芽時間、發芽勢、發芽率、發芽指數、種子活力指數及胚根長度等指標進行對比分析，探索‘紅靈’西瓜種子催芽與生長發育的最適調控條件，以期為優質種苗生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為‘紅靈’西瓜種子，山東偉麗種苗有限公司提供。

1.2 儀器與設備

恒溫培養箱，303-0B 型，尚誠儀器制造有限責任公司；pH 測試儀，PR-3001-TRREC-N01 型，山東塞恩電子科技有限公司。

濃硫酸，優級純，南京化學試劑股份有限公司；氫氧化鈉，分析純，上海麥克林生化科技有限公司。

1.3 試驗方法

試驗于2021 年2—3 月在山東偉麗種苗有限公司實驗室進行。隨機選取‘紅靈’西瓜種子進行不同催芽溫度、浸種時間、pH 溶液浸種試驗，處理方式如下。

不同催芽溫度處理：首先將‘紅靈’西瓜種子用蒸餾水進行浸種處理，浸種時間為2 h。浸種完畢后，將種子放入鋪有濕潤濾紙的培養皿中，隨后蓋好培養皿蓋，置于25（CK）、26、28、30、32、34 ℃恒溫箱內進行暗培養[11]。

不同浸種時間處理：將‘紅靈’西瓜種子分別用蒸餾水浸種2（CK）、16、18、20、22、24 h，浸種完畢后，將種子放入鋪有濕潤濾紙的培養皿中，隨后蓋好培養皿蓋，置于30 ℃恒溫箱內進行暗培養。

不同pH 溶液浸種處理：首先于燒杯中加入適量蒸餾水，然后根據蒸餾水體積與目標溶液pH 值計算所需要的H2SO4或固體NaOH 的量，以配制成不同pH 值的浸種溶液。之后將‘紅靈’西瓜種子分別用pH 值為4.0、6.0、7.0（CK）、8.0、10.0、12.0 的溶液浸種2 h，浸種完成后，將種子放入鋪有濕潤濾紙的培養皿中，隨后蓋好培養皿蓋，置于30 ℃恒溫箱內進行暗培養。

每個處理設3 次重復，每個重復隨機選取30 粒種子進行指標測定[12]。以胚根露出種皮2 mm 作為萌發標準[13]，每天觀察并記錄西瓜種子的發芽出苗情況，發芽結束后測量胚根長度。

1.4 指標測定

發芽時間為種子胚根露出種皮長度至2 mm 的天數，胚根長度為發芽結束后發芽種子的胚根長度。發芽勢、發芽率、發芽指數、種子活力指數的計算公式分別見式（1）～（4）。

式中，GP為發芽勢，%；A2d為前2 d 發芽種子數；At為試驗種子總數。

式中，GE為發芽率，%；Ac為種子達到完全發芽時發芽種子數；At為試驗種子總數。

式中，GI為發芽指數；Gt為在第t天的發芽數；Dt為相應發芽天數。

式中，VI為活力指數；W為發芽結束后發芽種子的平均胚根長度值。

1.5 數據處理方法

采用Excel 2016 軟件進行常規數據統計和作圖，SPSS 26.0 軟件進行單因素方差分析和多重比較（鄧肯氏新復極差法）。

2 結果與分析

2.1 催芽溫度對‘紅靈’西瓜種子發芽及活力的影響

發芽勢決定著出苗的整齊程度，是種子生命力強弱的重要標志，發芽勢強，出苗整齊，籽苗生長一致。發芽率則可以較好地反映種子發芽速度和整齊度[14]。由表1 可知，催芽溫度對‘紅靈’西瓜種子發芽的影響較為顯著。催芽溫度較低時，種子在處理后第2 天發芽，與對照組一致，催芽溫度上升到30～34 ℃時，種子在處理后第1 天就開始發芽，發芽時間較對照組早。催芽溫度較低時，種子的發芽勢和發芽率也較低，當催芽溫度升高至30 ℃時，種子的發芽勢、發芽率均顯著高于對照組。當催芽溫度升高至32 ℃時，種子的發芽勢和發芽率均達到最大值，分別為97%和99%，分別比對照高26.0%和19.3%，表明適當提高催芽溫度，對‘紅靈’西瓜種子萌發具有促進作用。同時隨著催芽溫度的增加，種子發芽指數逐漸升高，在30 ℃時達到最大值，為16.94，高出對照4.86。但此時種子的發芽勢和發芽率較32 ℃時低。在催芽溫度為30、32、34 ℃時，種子的活力指數均顯著高于對照組。當催芽溫度為32 ℃時，種子的活力指數最高，為57.68，比對照組高34.18；此時胚根長度也明顯大于對照及30 ℃處理，達到最大值，為3.79 cm。

表1 不同催芽溫度對‘紅靈’西瓜種子發芽的影響Table 1 Effect of different budding temperature on seed germination of ‘Hongling’ watermelon

2.2 浸種時間對‘紅靈’西瓜種子發芽及活力的影響

浸種時間的長短對種子的發芽勢和發芽率影響顯著，浸種時間過長或過短均不利于種子發芽[15-16]。由表2可知，西瓜種子經過不同時長的浸種，均在處理后第1 天發芽，與對照組一致。在浸種16～24 h 范圍內，隨著浸種時間的延長，種子的發芽率及發芽勢均呈現先升高后降低的趨勢。當浸種時長為20 h 時，種子的發芽勢和發芽率達到最大值，分別達到96%、99%，較對照高14.3%和11.2%。種子經浸種處理后，其發芽指數和活力指數均顯著高于對照組，均在浸種時間為20 h 時達到最大值，分別為25.64 和76.41。當浸種時間超過20 h，種子的活力則開始下降。種子活力較強時，其胚根生長較快，成苗時間越早，在生產中可縮短育苗時間，降低生產成本。浸種處理后的種子，胚根長度與對照差異不顯著，在浸種時間為20 h 時達到最大值2.98 cm，比對照高14.6%。

表2 不同浸種時間對‘紅靈’西瓜種子發芽的影響Table 2 Effect of different soaking time on seed germination of ‘Hongling’ watermelon

2.3 pH 值對‘紅靈’西瓜種子發芽及活力的影響

由表3 可知，經過不同pH 值溶液浸種處理的西瓜種子，發芽時間與對照組一致，均為處理后第1 天發芽。不同pH 值處理下的種子發芽勢和發芽率有所不同，浸種溶液的pH 值過高或過低均會抑制種子萌發。pH 值為7.0 的中性條件下，‘紅靈’西瓜種子的發芽勢和發芽率達到最大值，為88%和94%。經過酸、堿溶液處理后的種子，發芽率均低于對照組，但差異不顯著。

表3 不同pH 值對‘紅靈’西瓜種子發芽的影響Table 3 Effect of different pH on germination of ‘Hongling’watermelon seeds

發芽指數是種子的活力指標，發芽指數越高，種子活力就越高[17]。由表3 知，在酸性和堿性環境下，‘紅靈’西瓜種子的發芽指數均低于對照組，對照組種子的發芽指數最高，為16.53。活力指數系種子萌發、出苗率以及幼苗生長的潛勢，是種子品質的重要指標[18]。在本實驗中，種子的活力指數隨著浸種溶液pH 值的升高呈現先升后降趨勢，且隨著酸度或堿度的增加，對種子活性的抑制作用越明顯；在pH 值為7.0 的環境下活力指數達到最大值43.47。在pH4.0～7.0 范圍內，隨著處理溶液pH 值的增加，種子的胚根長度不斷增加，在pH 值為7.0 時胚根長度達到最大值（2.70 cm），當pH 值繼續升高時，胚根長度呈現下降趨勢。

3 討論與結論

綜上分析得出，32 ℃的催芽溫度更適于提高‘紅靈’西瓜種子活性，利于萌發。同時，20 h 的浸種時長、pH 7.0的中性浸種溶液環境對促進‘紅靈’西瓜種子的萌發更為有利。

不同溫度處理對不同植物種子萌發有較大影響。本試驗中，經過不同催芽溫度處理的‘紅靈’西瓜種子，各項發芽指標均呈現先升高后降低的趨勢，發芽勢、發芽率、活力指數和胚根長度均在催芽溫度為32 ℃時達到最高。王聰艷等[19]和尤佳琪等[20]分別研究大果型西瓜和小果型西瓜發現，兩類西瓜的適宜發芽溫度均在30 ℃左右，其中大果型西瓜要稍高一些，這與本結論較為一致。

浸種處理一方面可以改善種皮的透水透氣性，加速種子吸水。另一方面，可以增強種子內部各種與水解有關的酶類活性，加速種子內部物質分解，促進種子萌發[21-22]。本試驗中，經過不同時長的浸種處理后，‘紅靈’西瓜種子的各項發芽指標均呈現先升后降的拋物線趨勢，各項指標均在浸種時間為20 h 時達到最高。梁歡等[23]、李超等[24]在水稻、燈籠樹種子上所做的研究也表明，適當延長浸種時間能促進種子萌發，這與本結論相似。

不同植物的種子萌發所要求的pH 值不同[25]。本研究發現，pH 值7.0 的浸種環境，更有利于‘紅靈’西瓜種子萌發，各項指標最優。張鵬等[26]的研究表明，pH 值為7.0 的環境更有利于甘菊種子發芽；而李小玲等[25]研究則發現高山杜鵑種子在pH=6.2 的條件下發芽率最高，究其原因，應該與不同植物種子的原產地以及物種生理特性有關。

綜上所述，對于‘紅靈’西瓜種子，32 ℃的催芽溫度、20 h 的浸種時長更有利于種子發芽，過低或過高的浸種溫度與時長均會抑制種子活性。而pH 值7.0 的中性浸種環境，更適合‘紅靈’西瓜種子萌發生長。