干热处理对西芹种子萌发及生长的影响

秦立金，孙 莹

（赤峰学院 生命科学学院，内蒙古 赤峰 024000）

1 引言

西芹 （Apium graveolens L.var.dulcen DC.）又称洋芹，为伞形科一、二年生草本植物.叶片宽而短，宽大致为 3～5cm，长大致为 30～40cm，分叶性强，种子透气性很差，萌发很困难，但因其有很高的营养价值而受欢迎，不仅富含维生素A、维生素B2以及矿物质类元素，还含有芳香油，可挥发.因此，具有很强的香辛味，可以增进人们的食欲.芹菜的纤维非常发达，仅次于韭菜，对人体的胃消化有很强的物理作用.

目前，在茴香，芫荽，胡萝卜等伞形科蔬菜上，有关物理处理种子促进发芽的研究已有相关报道.李明等（1995）于76℃条件下分别处理胡萝卜种子24h、48h、72h，发现 76℃干热处理 72h的防效最佳，真菌菌落数比CK减少97%，细菌菌落数比CK减少100%.而干热处理方法在葫芦属、茄果类、十字花科等蔬菜上已经有大量研究，但在伞形科上的应用研究报道较少[1，2].伞形科虽然存在难发芽等问题，但在食用，药物，营养上的应用还是非常广泛的.采用合理的处理方法，使其高效的提高出苗率，扩大生产，并进行推广与市场的广泛应用，具有一定的意义.

本试验选择伞形科难发芽的蔬菜种子—西芹为试材，采用物理处理的方法，设置不同的干热处理温度与时间的组合，通过测定西芹种子的发芽指标，幼苗形态生长和生理指标，筛选最佳的干热处理温度和时间组合，为以后西芹高产、高效栽培提供重要的理论依据.

2 材料与方法

2.1 试验材料

西芹种子：加州皇西芹，益阳市资阳区益农蔬菜种子经营部提供.

2.2 试验指标及测定方法

2.2.1 种子发芽率和发芽势—参照范双喜、张玉星的方法[3]

2.2.2 发芽指数（GI）=Σ（Gt/Dt）

式中Gt为t日发芽的种子数；Dt为相应的发芽日数.

2.2.3 叶绿素含量的测定—分光光度法[4]

2.2.4 脯氨酸含量测定—参照李曙轩的茚三酮显色法[4]

2.2.5 丙二醛含量测定—参照朱广廉比色法的测定[5]

2.3 试验方法

本试验在预试验的基础上，设计40℃、60℃、80℃ 3个干热处理温度，以常温（25℃）为CK，干热处理时间分别为 2h、4h、6h、8h、10h、12h，共计 24个处理，每个处理150粒种子，每个处理4次重复，于2014年3月1日，将上述种子浸泡1d，放到25℃的恒温培养箱中催芽.发芽至第11d时，计算发芽率，第7d时，计算发芽势.

2014年4月14日，将上述24个处理，每个处理3次重复，小区面积为50cm×50cm，采用干播法进行西芹田间种植，常规管理.2014年9月20日，取西芹植株，每一处理10株，实验室测定西芹形态指标和生理指标.

2.4 数据处理

实验数据采用SPSS统计分析软件.

3 结果与分析

3.1 干热处理对西芹种子萌发指标的影响

西芹种子萌发的统计是从第十一天开始的，发芽势是从第七天开始记录的.表1表明：干热处理不仅使西芹种子的发芽率，发芽势，发芽指数有所提高，而且使西芹种子的萌发得以加速.其中，温度为40℃和60℃时的发芽率，发芽势，发芽指数都大于CK，而60℃时处理效果达到最佳，相比于常温，发芽率增加了5.57%，发芽势增加了5.79%，发芽指数增加了17.56%.80℃的发芽率，发芽势，发芽指数比CK明显降低，生产栽培上不宜采用.时间处理效果不明显.

表1 干热处理对西芹种子发芽率、发芽势和发芽指数的影响

3.2 干热处理对西芹生长的影响

3.2.1 对西芹地上部生长的影响

西芹是由两部分构成，包括地上部和地下部，这是使西芹地上部和地下部的生长均衡的原因，同时也是其质量优良，产量丰富的关键.西芹地上部主要由茎、叶组成.西芹的营养生长为生殖生长提供了必要的营养成分，包括矿质物质和水等，在此前提下，生殖器官才能正常发育.本试验主要测了茎、叶等指标.表2表明：不同干热处理温度和时间均促进了西芹植株地上部的生长，相比于CK，60℃时处理效果达到最佳，西芹叶柄长、叶柄数、茎周长、单株叶片数、地上部干鲜重均有所增长.其中，西芹叶柄长增加了10.66%，茎周长增加了2.24%，地上部干重增加了6.64%，地上部鲜重增加了3.2%，叶柄数和单株叶片数差异不大.西芹叶柄长、茎周长、地上部干鲜重的增加，为以后西芹高产打下了良好的基础.处理时间效果不明显.

表2 干热处理对西芹地上部形态指标的影响

3.2.2 对西芹地下部生长的影响

植株地下部主要指根，根与地上部之间有维管束联络，存在着营养物质与信息物质的大量交换.根吸收水分的部位是根尖，主要集中在根毛区，西芹有主根，主根长及根干鲜重影响根系吸收水分和无机盐.表3表明：不同干热处理的温度和时间均对西芹植株地下部的生长有利，与常温对照相比，处理效果最明显的是60℃，西芹主根长和地下部干鲜重均有所提高，其中，主根长增加了8.98%，根干重增加了79.73%，根鲜重增加了96.34%.西芹地下部的根系和地上部的枝叶均生长良好，为以后西芹的高产、优质栽培打下了良好的基础.处理时间效果不明显.

表3 干热处理对西芹地下部形态指标的影响

3.3 干热处理对西芹生理指标的影响

西芹生理研究主要从叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖含量、丙二醛含量和脯氨酸含量几项指标进行测定.表4表明：在不同温度和时间干热处理下，叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量随着温度和时间的增加，都呈先上升后下降的趋势，MDA含量则相反，呈先下降后上升的趋势.在温度为60℃，时间为6h时，西芹植株的光合作用最强，叶绿素a、叶绿素b含量以及脯氨酸含量都达到最多，并且积累更多可溶性糖，渗透势降低，能更好地适应不良环境，MDA值达到最大，这时西芹植株过氧化作用最强[8].这说明在温度时间为60℃、6h时，最适宜西芹植株的生长.

表4 干热处理对西芹生理指标的影响

4 结论与讨论

西芹为伞形科难发芽蔬菜种子，发芽率低，出苗不整齐.为使西芹种子出苗迅速、整齐，生产上往往播前对种子进行处理.常用的种子处理方法有物理处理方法和化学处理方法.化学处理方法采用化学药剂进行浸种，在提高种子发芽率的同时，也可能对种子有一定的毒害作用，所以本试验采用物理处理方法，提高种子发芽率和发芽势的同时，进行抗逆性的诱导.

4.1 干热处理对西芹种子萌发的影响

经预试验研究结果得出：干热处理温度为80℃和100℃时会妨碍西芹种子发芽，发芽率明显降低，100℃时仅约为10%.这说明过高的温度不利于西芹种子保持活力，种子内部胚的结构和营养物质可能受到了破坏，使胚失去了生理功能，影响了西芹种子的吸水及萌发.80℃的发芽率、发芽势和发芽指数在数值上明显比对照降低，尤其是7d的发芽势，仅达到30%左右，因此此温度在蔬菜生产上不宜采用.

而60℃促进了西芹种子的发芽，说明60℃的干热处理温度，不仅软化了种皮，还使种皮的通透性明显增强，另外对水分的吸收量也大幅度提高，水分的流通使种子内的养分快速分解并运输到幼胚，使其生长和发芽速度均加快，并提高了发芽整齐度.经试验筛选得出：60℃为最佳处理温度，且萌发的各项指标均达到最大值.

这次实验中，处理时间效果不明显，尚待进一步的探索和研究.

4.2 干热处理对西芹生长的影响

西芹根属直根系，在营养生长期，为短缩茎，二回奇数羽状复叶，叶柄十分发达，特别是西芹.它叶柄上有众多维管束联络，存在着营养物质与信息物质的大量交换.内部的薄壁组织发达，充满着水和养分，叶柄挺立，质地脆嫩，味道鲜浓.本试验研究结果表明：不同干热处理温度加促了西芹植株地上部和地下部之间营养生长的相互促进，西芹的营养生长为生殖生长提供了必要的营养成分，包括矿质物质和水等，在此前提下，生殖器官才能正常发育.其中，60℃处理效果最明显，处理时间不显著.

4.3 干热处理对西芹生理抗性的影响

叶绿素主要用于植物的光合作用，叶片结构是否完好无损以及生物合成的强弱致使叶绿素含量的上升或者下降.可溶性糖可用来测定植物的碳类营养状况，植物处于不良环境时可溶性糖含量会累积，渗透势以及冰点都会相应下降，用于维持植物体内的水分，稳定结构，使植物保持充盈状态.丙二醛含量和脯氨酸含量都与植物遭受不良环境有关，处于不同的温度下，细胞内将会产生许多自由基，累积下来的自由基有伤害植物细胞的可能，并且先去伤害质膜系统，因此，丙二醛是由膜质过氧化而分解的最终产物.脯氨酸含量会因植物遭受不良环境而增加.

本试验结果表明：在不同温度的时间干热处理下，叶绿素a、叶绿素b、可溶性糖含量、脯氨酸含量随着温度和时间的增加，都呈先上升后下降的趋势，MDA含量则相反，呈先下降后上升的趋势.在温度为60℃，时间为6h时，西芹植株的光合作用最强，叶绿素a、叶绿素b含量以及脯氨酸含量都达到最多，并且积累更多可溶性糖，渗透势降低，能更好地适应不良环境，MDA值达到最大，这时西芹植株过氧化作用最强.这说明在温度时间为60℃、6h时，最适宜西芹植株的生长[8].

综上所述，综合分析西芹种子萌发指标、形态生长指标和生理指标，本试验筛选最佳干热处理温度为60℃，干热处理时间效果不显著.

〔1〕Kim D H,Lee JM.Seed treatment for cucumber green mottle mosaic virus(CGMMV)in gourd (Lagenaria siceraria)seeds and its detection[J].J Kor Soc HortSci,2000,41：16.

〔2〕Kim S M,Nam S H,Lee J M,et al.Destruction ofcucumbergreen mottle mosaic virus by heat treatment and rapid detect ion of virus inactivation by RTPCR[J].Mol Cells,2003,16(3)：338-342.

〔3〕范双喜,张玉星.园艺植物栽培学实验指导[M].北京：中国农业大学出版社,2011.23.

〔4〕李曙轩.蔬菜栽培学各论[M].北京：农业出版社,1986.227-236.

〔5〕朱广廉.植物生理实验[M].北京：北京大学出版社,1990.

〔6〕李玲,等.植物生理学模块实验指导[M].北京：科学出版社,2009.86-87.

〔7〕〔8〕李玲,等.植物生理学模块实验指导.北京：科学出版社,2009.80-82，35.

〔9〕西北农业大学,植物生理实验指导[M].西安：陕西科学技术出版社,1987.113-116.

〔11〕张志良.植物生理学实验指导(第二版)[M].北京：高等教育出版,1990.257-258.