吉 淼 ,马 凯 ,杨 凡 ,蔡毓新 ,牛莉莉 ,史宣杰
(1.郑州市金水区农业农村工作委员会 郑州 450002; 2.河南省农业科学院园艺研究所郑州 450002; 3.河南省庆发种业有限公司 郑州 450002)
苦瓜(Momordica charantiaL.)属于葫芦科苦瓜属,是一年生草本植物。苦瓜果实中不仅含有蛋白质、糖类、无机盐、维生素等营养成分,而且含有苦瓜多糖、苦瓜皂苷、黄酮类化合物、多酚类化合物等药用成分,具有清心明目、抵抗肿瘤、降低血糖和提高免疫力等功效[1]。因而,苦瓜是一种深受人们喜爱的蔬菜。近年来,随着苦瓜种植面积的增加,农民对于苦瓜优质种苗的需求也呈逐年递增的趋势[2-3]。由于苦瓜的种皮厚而坚硬,因此一般通过温汤浸种进行催芽,具体方法是首先将种子放至55~60℃的温水中浸泡10 min左右,捞出后在冷水中浸泡12~24 h,其间每8 h清洗1次,浸泡之后甩干表面水分,平摊于干净的布上,置于30℃催芽箱中催芽5~8d,李刚等[4]的研究表明,苦瓜种子通过常规催芽方法的发芽势在45.7%左右。有研究表明,在苦瓜种皮表面存在一些抑制萌发的物质,故在苦瓜种子催芽过程中采用常规温汤浸种的方法会造成出苗缓慢、发芽率低、出苗不整齐、发芽不稳定等问题[4]。破壳处理虽然可以提高苦瓜种子的萌发效率,使发芽势达到92.3%,但操作过程比较复杂,费工费时[4]。以上这些方法均不能满足工厂化育苗对于苦瓜种子催芽效率的要求。
由于苦瓜种子相对于其他蔬菜种子而言价格较贵,且市场对于苦瓜优质种苗的需求量较大,因此寻求一种高效的苦瓜催芽方法对于完善苦瓜工厂化育苗流程具有十分重要的意义[5-10]。笔者在前人研究的基础上,分析了不同浸种时间对于苦瓜种子发芽势的影响。另外,参考山樱花种子及甜菜种子的催芽试验结果,即相对湿度过大会对种子出芽造成不利影响[11-12],本研究在苦瓜种子浸种处理之后添加了一步干燥处理过程,最终得出了最适的浸种时间与干燥处理时间,获得了一套简便高效的苦瓜催芽技术。
苦瓜品种‘福祺靓翠2号’由河南省庆发种业有限公司提供。该品种果皮绿色,具密集相间刺瘤,果实长棒形,长度为30~35cm,直径为6~7cm,果肉较厚,果腔较小,单瓜质量500g左右。
试验于2016年8月6—20日在河南省庆发种业有限公司育苗中心进行。设置了7个不同的浸种时间(表 1),分别为 12、14、16、18、20、22、24 h;4 个不同的干燥处理时间,分别为 10、20、30、40 min,共计28个处理,每个处理约40~50粒种子,3次重复。
表1 不同处理方法及编号
通过分析不同处理下苦瓜种子的发芽势探究最佳的浸种时间与干燥处理时间。依照下列公式,进行发芽势的计算。
发芽势/%=(3d正常发芽种子数目/供试种子总数)×100。
试验步骤如下:(a)温水烫种:挑选饱满的苦瓜种子放入网兜中,在50~55℃温水中浸泡20 min,注意在烫种的过程中要不断的搅拌并保持水温稳定。(b)浸泡处理:将烫种消毒后的种子放入28~30℃的清水中进行浸泡处理,浸泡时间分别为12、14、16、18、20、22 及 24 h,每隔 6 h 更换一次清水。(c)干燥处理:将浸泡后的种子表面水分甩干,然后均匀的平铺在平盘上,置于阴凉干燥处进行干燥处理,处理时间分别为10、20、30及40 min。每个处理的编号如表1所示。(d)催芽处理:将干燥处理后的种子用湿布包裹放入恒温催芽箱内,在30℃条件下进行恒温催芽,每天统计发芽情况,以种子胚根突出3~5 mm为发芽标准,最终统计72 h后种子发芽数,计算发芽势。
采用Excel 2007软件进行数据的整理,采用SPSS软件对供试材料的发芽势进行方差分析及显著性水平比较。
吸取足够的水分是种子萌发必要的条件之一。如图1所示,不同浸种时间对苦瓜种子发芽势的影响显示出较大差异,当浸种时间为12 h时,苦瓜种子的发芽势最低,为47.7%,当浸种时间为20 h时,苦瓜种子的发芽势达到了最高的72.8%。然而,当浸种时间增加到22 h和24 h时,苦瓜种子的发芽势分别降低到了63.3%和64.2%。试验结果表明,20 h是苦瓜浸种最适宜的时长。
图1 不同浸种时间对苦瓜种子发芽势的影响
干燥处理可以降低种子表面湿度,并且可以为之后种子的萌发过程提供所需的氧气。试验结果如表2所示,在浸泡时间相同的条件下,不同干燥处理时间对于苦瓜发芽势的影响显示出很大差异。当干燥处理时间为10 min时,对应的所有浸泡时间处理的发芽势都显示出较低的水平,分别为39.2%(A1),56.3%(B1),44.2%(C1),31.7%(D1),30.8%(E1),46.7%(F1)以及 59.2%(G1)。另外,当浸种时间为22 h和24 h时,苦瓜种子的整体发芽势显示出下降的趋势,都在75%以下。随着干燥处理时间的增加,B、C、D、E、F 系列的苦瓜种子的发芽势都表现出递增的趋势。其中,表现最好的D4、E4及E3共3个处理的发芽势都达到了90%以上,分别为93.3%、91.9%及91.7%。试验结果说明在适当的浸种之后进行30~40 min的干燥处理可以有效提高苦瓜种子的催芽效率。
表2 不同浸种时间与干燥处理时间对苦瓜种子发芽势的影响
种子萌发是一个比较复杂的过程,不同蔬菜种子的萌发对于水分、温度、氧气、光照等条件的要求各有不同[10]。浸种过程就是为了保证种子在催芽之前吸足种子萌发所需的水分,种子在萌发过程中需要的能量供应依赖于水分对种子内部的酶和激素的活化作用。不同蔬菜种子的萌发对于水分的需求也存在一定差异,当水分过多时,也会影响种子的发芽能力[10]。由于苦瓜种皮较厚,使得常规的催芽技术对其并不适用。当浸泡时间为18~20 h时,苦瓜种子所吸收的水分最适于萌发,当浸泡时间过长,达到22~24 h时,苦瓜种子可能因为吸收了过多的水分而影响了其正常萌发。吸胀后的种子在合适的温度条件下呼吸作用会增强,需要的氧气量也会相应增加,当种子周围的含氧量在5%以下时种子不能正常萌发,在10%以上时才可以正常萌发[10]。笔者在浸种处理与催芽处理之间加上一个干燥处理过程,不仅可以降低苦瓜种皮的含水量,促进苦瓜种子在催芽过程中的呼吸作用,而且可以增加种子中氧气的含量,有利于种子的快速萌发,提高种子的发芽势。
近年来,我国的科研工作者也发表了一些与提高苦瓜催芽效率相关的研究。这些研究一般分为3种:第一种是常规的温汤浸种的方法。李秋丽等[10]对于这类方法进行了报道,研究结果表明,首先采用温汤浸种10 min左右,然后进行浸种处理24 h,最后放在30℃恒温催芽箱中进行催芽处理,但是5~8d之后才开始出芽。虽然操作比较简便,但是出芽时间较慢,在催芽过程中也要保持种子所处环境的温度和湿度,不利于苦瓜的大规模工厂化育苗。第二种是采用破壳处理的方法提高催芽效率。杨晓、李刚等[4,6]通过温汤浸种后破壳处理技术对苦瓜种子进行催芽处理,尽管采取这种方法可以十分有效的提高种子发芽势,使其达到90%以上,但操作繁琐,耗工较多,耗时较长,稍不注意会对种子造成损伤,也不利于大规模工厂化育苗。第三种方法是采用试剂处理的方法提高催芽效率。李刚、吴新斌等[4,13]筛选出了赤霉素、壳聚糖及硝酸钾等试剂处理苦瓜种子的适宜浓度,尽管这些试剂处理方法虽操作简便,且可以不同程度的提高苦瓜种子发芽势,但是整体来说对发芽势的提高效果并不理想,出芽速度较慢,在规模化生产过程中,同一批次处理的种子要分批播种,增加了育苗成本。
笔者在前人研究的基础上,筛选出了苦瓜催芽过程中最适的浸种时间,并在浸种处理之后添加了一步干燥处理过程,然后分析了这2个因素对于苦瓜种子发芽势的影响,最终获得了一种不需破壳、操作简便、发芽势高、出芽整齐的高效催芽方法,为苦瓜工厂化育苗流程的完善提供了理论依据。