三種新型肥料對番茄種子萌發的影響

李信云，蔣舒蕊，李 靜，趙 凱

（云南農業大學園林園藝學院，云南昆明 650201）

培育壯苗是保證番茄種子優質的關鍵，秧苗根系發育不良，抗逆性差，長勢弱，定植后會出現緩苗慢、花序發育不良和結果弱小等情況。如何打破種子休眠，促進種子萌發，進而加速植株生長，是種子研究中的一個重點[1]。

近年來，在農業方面以甲殼素、魚蛋白和三十烷醇等為代表的新型功能性肥料因用量少、無毒、可降解、對環境無污染等優點受到人們的廣泛關注。甲殼素主要是從蝦殼、蟹殼中提取，在地球上的儲存量較大[2]。目前甲殼素在農業及其他生產領域中被推廣應用。研究發現，甲殼素在番茄[3]和黃瓜[4]上使用，能促進作物根莖葉的生長；在葡萄園中施用，能明顯改善土壤微生物群結構，促進養分的分解，提高土壤質量[5]；在櫻桃番茄、小葉白菜[6]和結球白菜[7]等蔬菜上使用，能明顯提升作物品質。可見，甲殼素在很多植物上都取得了顯著的促進生長效果，因此被認為是一種新型植物生長調節劑。魚蛋白肥料作為一種功能型肥料，含多種活性物質及豐富中微量元素，可產生催化作用的酶增加土壤肥力，促進根系發達，使植株健壯[8]；有研究表明，施用魚蛋白有機肥能夠提高番茄[9]、小麥[10]等作物的產量和品質；另外，魚蛋白多肽對鹽脅迫下甜糯玉米起到緩解作用，并提高了甜糯玉米中的葉綠素、抗氧化酶的含量[11]。三十烷醇是一種植物生長調節劑，能促進植物對水分、礦質元素的吸收，顯著提高葉綠素含量、光合速率，具有調節光合產物運輸、分配和積累的作用[12]；用三十烷醇于20 ℃下浸種超甜玉米，能顯著提高種子的發芽率[13]。毛景英等[14]研究發現，0.1%三十烷醇微乳劑對棉花生長具有較好的調節作用。除在農作物上使用外，三十烷醇在花卉培養、食用菌養殖上均取得了良好的效果。

目前國內針對這三種新型肥料對種子萌發和根系生長影響的研究還處于起步階段，鑒于此，本試驗探討了不同濃度甲殼素、魚蛋白、三十烷醇對番茄種子萌發的影響，以促進番茄的生長，并提高肥料的利用率，為番茄高產、優質栽培特別是壯苗的培育提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2021 年9—12 月在云南農業大學園林園藝學院辣椒番茄實驗室中進行。

1.2 供試種子

番茄種子選用課題組自主選育的優良番茄自交系（YUAN335）；人工氣候箱型號為DZ47-60C20，寧波江南儀器廠制造；種子萌發袋（18 cm×12.5 cm），北京啟維益成科技有限公司。

1.3 材料與試劑

魚蛋白（粉劑），純度≥90%，山東田旺生物科技有限公司；甲殼素，純度＞99%，青島中農新科生物科技有限公司生產；三十烷醇，純度＞98%，北京楊村化工有限責任公司生產。

1.4 試驗方法

挑選30 粒外觀飽滿的番茄種子，先用55 ℃溫水浸種20 min，然后用0.1%高錳酸鉀液消毒15 min，后用蒸餾水沖洗干凈，分別用不同濃度藥劑（甲殼素、魚蛋白、三十烷醇）浸泡24 h，分別裝入有對應不同藥劑濃度的種子萌發袋中，將種子萌發袋置于氣候箱中培養，溫度25 ℃，光照12 h，光源為白熾燈，光強8 000 lx，相對濕度60%。在試驗前先進行預試驗。每個處理重復3 次。

甲殼素與蒸餾水配比，設置濃度梯度為0（CK）、0.01、0.1、1、10 mg/L，以下稱為CK1、J1、J2、J3、J4；魚蛋白與蒸餾水配比，設置濃度梯度為0（CK）、1、3、5、7 g/L，以下稱為CK2、Y1、Y2、Y3、Y4；三十烷醇與蒸餾水配比，設置濃度梯度為0（CK）、1、1.5、3、6 mg/L，以下稱為CK3、S1、S2、S3、S4。24 h 后開始觀察出芽情況，以后每天記錄發芽粒數，3 d 后計算發芽勢，7 d 后統計發芽率、發芽指數和發芽活力指數等指標，分別按照公式（1）（2）（3）（4）計算。

式中，A1為第3 天處理的發芽種子數；A2為第3 天處理的總種子數。

式中，GR為發芽率，%；B1為第7 天處理的發芽種子數；B2為第7 天處理的總種子數。

式中，GI為發芽指數；Gt為浸種后t 日的發芽數；Dt為相應的發芽日數。

式中，VI為活力指數；S為發芽t時間時胚根及胚軸的總長度，cm；GI為發芽指數。

觀察種子萌發情況并統計番茄種子發芽期間的根長和根毛數，根長用直尺測量。

1.5 數據處理方法

采用Microsoft Excel 2010 繪制圖表，用IBM SPSS Ststistics 24 對試驗數據進行分析處理，并進行顯著性差異比較。

2 結果與分析

2.1 對番茄種子發芽的影響

由表1 可以看出，甲殼素、魚蛋白和三十烷醇三種肥料對種子萌發作用不同。從發芽勢上看，甲殼素處理中，隨著甲殼素濃度的增加，發芽勢呈現先上升后下降的趨勢，J2 發芽勢最高，比CK 高30.52%，J4 表現為抑制作用，發芽勢僅為41.05%；魚蛋白處理中，隨著魚蛋白濃度的增加，發芽勢逐漸增加，所有處理組均高于CK，差異顯著，其中以Y4 處理最高，為97.56%，較CK 高31.78%；而三十烷醇處理與CK 相比，呈現抑制作用，且差異顯著。

表1 不同處理番茄種子的發芽情況Table 1 Germination of tomato seeds with different treatments

從發芽率上看，甲殼素處理的發芽率均低于CK，且差異顯著；魚蛋白處理組發芽率均高于CK，且隨濃度增加而增加；三十烷醇處理的S1、S2 發芽率高于對照，而S3、S4 低于CK。

發芽指數和活力指數都是對種子活力的反映，活力指數是種子發芽速率和生長量的綜合指標，是種子活力的更好指標。活力指數越高，種子活性越大，本試驗以活力指數作為判斷種子活力的有利依據。甲殼素處理組與CK 相比，發芽指數和活力指數差異顯著，發芽勢呈先增加后降低的趨勢；魚蛋白處理組發芽指數和活力指數均高于CK，差異顯著，隨著濃度升高而呈先上升趨勢，在Y2 達到峰值后下降，說明魚蛋白濃度升高會抑制苗后期根系的伸長。三十烷醇處理下，S1 的發芽指數和活力指數都高于CK，在其他濃度水平指數普遍低于CK。

2.2 對番茄種子根長的影響

由圖1～3（見下頁）可以看出，所有處理組的根長均隨時間的推移而增加。本試驗中發芽初期甲殼素處理的根長顯著小于CK，但從第4 天開始，甲殼素有顯著促進根長的表現，隨著濃度的增加而增加，到第8 天時，J1、J2、J3、J4 處理分別較CK 增長38.69%、45.73%、56.11%和57.77%；魚蛋白處理組在第2 天開始有促進根長生長的表現，但隨著時間的推移，適宜的濃度有促進根長生長的作用，低濃度在（1、3 g/L）顯著促進根的生長，高濃度在（5、7 g/L）抑制根的生長；三十烷醇處理的根長普遍低于CK，隨三十烷醇濃度的增加，第8 天時相對于CK 增長率為1.04%、1.30%、-6.17%和-7.02%，說明三十烷醇不能促進根生長，且在高濃度時會抑制根的生長。

圖1 甲殼素對番茄種子根長的影響Fig.1 Effect of chitin on root length of tomato seeds

圖2 魚蛋白對番茄種子根長的影響Fig.2 Effect of fish protein on root length of tomato seeds

圖3 三十烷醇對番茄種子根長的影響Fig.3 Effect of decanoyl alcohol on root length of tomato seeds

2.3 對番茄種子根毛數的影響

由圖4～6 可以看出，甲殼素對番茄種子發芽初期根毛數有一定的抑制作用，到第6 天和第8 天均表現出促進作用，第8 天時濃度J1、J2、J3、J4 較CK 分別增長3.86%、22.26%、40.95%、38.58%；魚蛋白處理組對根毛的生長存在抑制作用，且隨濃度的增加抑制作用增強；三十烷醇處理組中第2 天無根毛長出，S2 在第4 天、第6 天的根毛數增加，但其他濃度處理組的根毛數均低于CK。

圖4 甲殼素對番茄種子根毛數的影響Fig.4 Effect of chitin on root hair number of tomato seeds

圖5 魚蛋白對番茄種子根毛數的影響Fig.5 Effects of fish protein on root hair number of tomato seeds

圖6 三十烷醇對番茄種子根毛數的影響Fig.6 Effect of decanoyl alcohol on root hair number of tomato seeds

3 討論與結論

已有大量實驗證明，甲殼素能促進植物生長、增加植物的抗性和礦物質營養，因此甲殼素及其衍生品在農業領域中被大量推廣應用，可作為植物生長調節劑、果蔬保鮮劑和土壤改良劑等[15]。由此可見，甲殼素有較大的開發價值。通過3 種新型肥料對番茄種子的發芽和根生長的影響探索種子萌發和幼苗生長的適宜濃度。在本試驗中，用不同濃度的甲殼素溶液浸種番茄種子，甲殼素對番茄種子發芽勢隨濃度的升高先增后降，其中J2 時番茄的促生長作用最好，J3 時的發芽指數和活力指數最高，在發芽后期都能顯著促進根和根毛的生長，說明甲殼素對番茄中種子萌發有較好的促進作用，這與其在黃瓜[16]、西瓜[17]、番茄[4]上的研究結果相似。

魚蛋白是天然有機肥，可用于多種作物中提高含糖量，改善品質。金芳芳[18]試驗證明，魚蛋白在葡萄、白菜、水稻等多種作物上能健壯植株、提高產量；另外在番茄[19]、草莓[20]、櫻桃[21]等也取得了較好的試驗結果。在本試驗中，魚蛋白處理的發芽率和發芽勢都隨濃度升高而增加，在Y4 時分別為99.43%、97.56%，證明魚蛋白能打破休眠促進種子萌發，促進根增長，但不利于根毛生長，原因需進一步研究探討。

三十烷醇能提高植株的發芽率和蒸騰作用，低濃度的三十烷醇促進植物對微量元素的吸收，增加ATP 的儲存和積累[12]。三十烷醇在發芽率、發芽指數和活力指數除了S1 外均低于CK，對根長和根毛均呈現抑制作用；高濃度和低濃度都存在抑制作用，不符合一般規律，總體來說對種子萌發無促進作用，這與湯日圣等[22]的研究一致。

綜上所述，適宜濃度的甲殼素、魚蛋白可促進番茄種子的萌發，提高了種子活力，甲殼素在番茄種子萌發和根系生長中效果最為顯著，三十烷醇對番茄種子萌發無促進作用。可見甲殼素、魚蛋白可應用于番茄生產中，以提高番茄種植的經濟效益，這為新型功能肥料推廣應用提供了理論基礎，便于指導實際生產。