壳聚糖对白菜陈种子萌发的影响

刘惠静，夏俊丰，郝建全，郎朗

（天津科润蔬菜研究所，300384）

白菜古名菘，有大白莱和小白菜之分，为我国原产和特产蔬菜。白菜已成为人们喜欢食用的重要蔬菜之一，是一种普通到不能再普通的蔬菜，但是它具有较高的营养价值，含有丰富的粗纤维、维生素C等，具有益胃生津、清热解毒的功效；另外，还发现白菜中含有预防肿瘤的成分，故有“百菜不如白菜”的说法。白菜原产地为地中海沿岸和中国，在我国栽培历史很长。长江以南为主要产区，种植面积占蔬菜播种面积的40%～60%。20世纪70年代后，中国北方栽培面积也迅速扩大，各地普遍栽培，其栽培面积和消费量居各类蔬菜之首。白菜是十字花科芸薹属芸薹种白菜亚种的一个变种，以绿叶为产品的一二年生草本植物，种子是其最重要的繁殖材料，但是在贮藏过程中，种子活力会随着贮藏年限的增加而降低，导致发芽率降低、出苗不整齐且极易感染病害，以致失去种用价值。一般在播种前对种子进行预处理可以加快种子萌发生长，提高种子活力。壳聚糖（Chitosan）又称脱乙酰几丁质、聚氨基葡萄糖、可溶性甲壳素、黏性甲壳素，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-β-D葡萄糖，是几丁质脱乙酰化的产物，在食品、医药、工业等领域具有一定的应用价值。近年来，人们发现它在农业领域也具有广阔的应用前景。研究表明，利用壳聚糖浸种可促进种子萌发、增加种子活力，目前已在豇豆[1]、黄瓜[2]、小麦[3]、水稻[4]等蔬菜或农作物上进行了相关研究。但到目前为止，还未见壳聚糖对白菜陈种子萌发影响的研究报道。本研究对白菜陈种子进行了不同浓度、不同时间的壳聚糖浸种试验，通过测定种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数，以探讨提高白菜陈种子活力的壳聚适宜处理时间和浓度，为白菜陈种子合理利用以及壳聚糖用于蔬菜生产提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验所用材料为2007年采收的常温贮藏的白菜陈种子，由天津科润蔬菜研究所种子库提供。

1.2 试验方法

试验于2013年7～8月在天津科润蔬菜研究所种子检测实验室进行。配制3种壳聚糖溶液，浓度分别为0.01%，0.03%，0.05%，把种子分别浸泡在不同浓度的壳聚糖溶液中，以清水为对照，分别浸种1，2，4，6 h晾干后进行种子发芽试验，参照GB/T 3543.4-1995农作物种子检验规程，采用纸上法，每处理4次重复，每重复随机数取100粒种子。置床后放入20℃培养箱中。逐日记载发芽种子数，按国家《农作物种子检验规程》中发芽技术规定，第4天测发芽势，第8天测发芽率。发芽结束后，每份发芽苗中随机选取10棵完整幼苗称质量，以平均值表示幼苗鲜质量。发芽指标计算方法如下，发芽势（%）=（4 d内发芽的种子数/供试种子数）×100%；发芽率（%）=（8d内发芽的种子数/供试种子数）×100%；发芽指数（GI）=Σ（Gt/Dt），其中 Gt为在第t天种子的发芽数，Dt为相应的发芽天数；活力指数（VI）=GI×S，其中S为幼苗鲜质量。

2 结果与分析

2.1 对发芽势的影响

从图1可知，白菜陈种子经不同浓度的壳聚糖溶液处理后，同一浸泡时间的种子发芽势随溶液浓度增加而呈现先升后降的趋势，但都高于相应CK，其中以0.01%的壳聚糖处理1 h效果最好，发芽势达到了81%，比同一浓度浸泡4 h的处理提高了4%。但随着清水浸种时间延长到4 h和6 h，发芽势大幅下降，分别比浸种1 h降低了7%和10%，经0.01%壳聚糖处理后，浸种时间为4 h、6 h的白菜陈种子发芽势比相应的对照提高了12%。

2.2 对发芽率的影响

从图2可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陈种子，其发芽率比浸泡4 h和6 h的高。经过壳聚糖溶液处理后，浸泡2 h和4 h的种子发芽率都高于相应对照，其中以0.01%的壳聚糖处理4 h效果最好，发芽率达到了86%，比其对照提高了12%，而且浸泡4 h和6 h的种子发芽率提高幅度比1 h和2 h的高（分别与其相应对照相比），分别高10%和12%。

2.3 对发芽指数的影响

从图3可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陈种子，其发芽指数比浸泡4 h和6 h的高。经过壳聚糖溶液处理后，不同浸种时间的白菜陈种子发芽指数都高于相应CK，其中以0.01%的壳聚糖处理2 h效果最好，发芽指数比相应对照提高了19.01%。然而清水浸种4 h和6 h的陈种子其发芽指数比浸种1 h和2 h的有所下降，经壳聚糖溶液浸种4 h和6 h处理后，其发芽指数都比浸种1 h和2 h（与各自对照相比）的提升幅度略大，分别为19.82%和7.62%。

2.4 对活力指数的影响

从图4可知，清水浸泡1 h和2 h的白菜陈种子，其活力指数比浸泡4 h和6 h高。经过壳聚糖溶液处理后，种子的活力指数与相应的对照相比都有所增加。其中，以0.01%壳聚糖浸泡2 h的种子活力指数最高，比其对照增加了22.52%。

3 结论与讨论

壳聚糖是由自然界广泛存在的几丁质（Chitin）经过脱乙酰作用得到的，为天然含氮多糖类生物活性物质，且具有无毒、施用后可被土壤微生物完全降解等特点，不会对土壤微环境造成不利影响，对人体无毒副作用。壳聚糖具有资源丰富、价格便宜、安全无毒、性质稳定等众多优点，在绿色蔬菜生产中也正在发挥重要作用。壳聚糖对种子萌发的作用已在黄瓜[5]、苦瓜[6，7]、辣椒[8]、豌豆[9]等几种蔬果植物中进行了研究，王彦文等[10]研究表明壳聚糖溶液浸种可促进甜瓜种子的萌发，提高甜瓜种子发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数。王国武等[11]的试验结果也表明，壳聚糖在一定处理浓度范围内对薹菜、油菜和小白菜种子的萌发有促进作用且效果显著。在以上科研人员的试验中，都是选用了发芽率很高的优质种子，而壳聚糖对发芽率较低的陈种子处理研究还未见报道，本研究中利用0.01%～0.05%壳聚糖溶液浸种白菜陈种子，其发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均比对照得到了显著提高，尤其以0.01%壳聚糖浸种1 h的处理效果显著，随着浸种时间延长至4 h或6 h时，白菜陈种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的对照都较1 h或2 h有所降低，经壳聚糖处理后这四项指标与其各自的对照相比其提高幅度大于1 h或2 h的处理，但只有经0.01%的壳聚糖浸种4 h和6 h的处理发芽率的最终结果超过了浸种1 h或2 h的处理。这可能是由于浸种时间延长后，壳聚糖作为一种生理活性物质影响了种子内部酶的活化和营养物质的转化所致，具体原因有待于进一步研究。总之，本试验结果表明，清水浸种时间延长（超过2 h），对种子活力的提高不利，但经壳聚糖处理后，种子的活力与相应的对照相比会有大幅提升。因此，在生产中可以用0.01%的壳聚糖溶液对白菜陈种子浸种1 h，即可达到经济有效的目的。

图1 不同壳聚糖浸种时间对白菜陈种子发芽势的影响

图2 不同壳聚糖浸种时间对白菜陈种子发芽率的影响

图3 不同壳聚糖浸种时间对白菜陈种子发芽指数的影响

图4 不同壳聚糖浸种时间对白菜陈种子活力指数的影响

[1]张红辉，石伟勇，马国瑞.壳聚糖对种子萌发及幼苗生长的影响[J].东海海洋，2001，19（2）：54-59.

[2]余明革，杨洪强，刘高峰，等.壳聚糖对黄瓜萌芽种子及幼苗生理生化特性的影响[J].山东农业大学学报：自然科学版，2004，35（1）：47-50.

[3]陈云，梁建生，刘立军，等.低聚壳聚糖对小麦种子萌发以及幼苗生理生化特性的影响[J].耕作与栽培，2003（3）：28-29.

[4]叶利民，夏瑾华，徐芬芬，等.壳聚糖浸种对水稻种子萌发及幼苗生长的影响[J].广东农业科学，2010，37（6）：21-22.

[5]于明革，杨洪强，刘高峰，等.壳聚糖对黄瓜种子萌发和生长发育的影响[J].长江蔬菜，2003（3）：42-43.

[6]谢冬娣，石贵玉，岳君.壳聚糖对苦瓜种子萌发和幼苗生长的影响[J].广东农业科学，2006（6）：33-35.

[7]谢冬娣.壳聚糖对苦瓜种子萌发过程中几个生理指标的影响[J].植物生理学通讯，2006，42（4）：693-694.

[8]任廷贵，郭小莉.外源壳聚糖对辣椒种子萌发及抗氧化系统酶的影响[J].甘肃农业科技，2009（2）：12-15.

[9]叶利民，赖志平.壳聚糖对铬胁迫下豌豆种子萌发的影响[J].吉林农业科学，2011（5）：16-18.

[10]王彦文，金荣荣，曹鸿.低温胁迫下水溶性壳聚糖对甜瓜种子萌发的影响[J].中小企业管理与科技，2011（18）：297-298.

[11]王国武，韩晓弟.壳聚糖对几种十字花科蔬菜种子萌发的影响[J].种子，2010（8）：99-101.