臭氧处理对3种蔬菜种子发芽率的影响

张治家，刘红艳，房雅丽，阎世江，咸文荣

（1.山西省农业科学院植物保护研究所，山西太原030031；2.山西省农业科学院蔬菜研究所，山西太原030031；3.青海省农林科学院，青海西宁810016）

油菜、白菜和菠菜是人们日常生活中常见的绿色叶菜类蔬菜，其均含有丰富的胡萝卜素、维生素C和膳食纤维等营养物质，经常食用可以提高人体免疫力[1-3]，所以，这些绿色叶菜类蔬菜越来越受到人们的喜爱。但目前由于种种原因（如种子带菌等），种子在萌发过程中经常出现发芽率低等现象，导致产量和质量受到影响[4]。因此，保证这些蔬菜种子有较高的萌发率，对提高这些叶菜类蔬菜的产量至关重要。

臭氧又名超氧，是氧气的同素异形体，在常温常压下，其稳定性较差，可分解为氧气。臭氧具有超强的氧化性，可作为强氧化剂，在适当浓度作用下，可杀灭病原微生物，且对健康细胞无害[5-7]。目前已有相关研究表明，臭氧可以提高种子的发芽率，如李平路等[8]采用臭氧处理玉米种子可以提高其发芽率；景亚杰[9]采用臭氧处理陈玉米种子可提高其发芽率；丁明等[10]采用臭氧水处理黄瓜种子可提高其发芽率；洪波等[11]采用臭氧水处理南瓜种子可提高其发芽率。而目前关于采用臭氧处理油菜、白菜和菠菜种子的报道却很少。

本试验采用不同浓度的臭氧气体处理油菜、白菜和菠菜种子，研究不同臭氧处理对种子发芽率的影响，旨在为提高种子发芽率并为以后农业生产提供理论参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试油菜（Brassica napusL.）、白菜（Brassica pekinensis（Lour.）Rupr.）和菠菜（Spinacia oleraceaL.）均购买于当地市场，品种分别为五月蔓、真好吃和大叶，种子均无包衣。

1.2 试验方法

2019年6月在山西省农业科学院植保研究所植病实验室采用由山西远东科技有限公司研发并提供的臭氧发生装置进行种子发芽试验。该臭氧发器是使用一定频率的高压电流制造的高压电晕场，使电场内氧分子发生电化学反应，从而制造臭氧。

1.2.1 种子处理 分别选取大小基本一致且颗粒饱满的油菜、白菜和菠菜种子各100粒，然后平均分成2份，其中一份不进行任何处理（简称干），另一份采用自来水恒温浸种2 h后取出沥干水分（简称湿），每个处理设3次重复。

1.2.2 发芽试验 将上述3种蔬菜干、湿种子分别用40、70、100 mg/kg臭氧气体处理30 min，之后将处理后的50粒种子放入直径9 cm的培养皿（皿内以双层滤纸为发芽床，使用自来水作为处理液），在常温下培养，每天加入4 mL自来水，以保持滤纸湿润[12]。每处理3次重复。以不采用臭氧气体处理的种子作为对照（CK）。培养7 d后统计并计算种子的发芽率[13]。

1.3 数据分析

试验数据采用SPSS 18.0软件的Duncan's多重比较法进行多个均值间的两两比较，并进行差异显著性分析[14]。

2 结果与分析

2.1 臭氧处理对油菜种子发芽率的影响

从表1可以看出，油菜种子经臭氧气体处理后，其发芽率显著提高（P＜0.05）。干种子的发芽率随着臭氧质量分数的升高而增大，而湿种子的发芽率则随着臭氧质量分数的升高先增大后减小。干种子经100 mg/kg的臭氧气体处理后，发芽率达到最大值，为94.0%，与CK相比，发芽率提高27.0%。湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后，发芽率达到最大值，为92.0%，与CK相比，发芽率提高24.3%。此外还发现，采用70 mg/kg的臭氧气体处理油菜干种子和100 mg/kg的臭氧气体处理油菜湿种子的发芽率之间没有显著性差异。由此可知，干的油菜种子对不同臭氧的耐受性不同，随臭氧浓度增加发芽率增大。

表1 臭氧处理对油菜种子发芽率的影响 %

2.2 臭氧处理对白菜种子发芽率的影响

由表2可知，白菜种子经臭氧气体处理后，其发芽率显著提高（P＜0.05）。油菜干种子的发芽率随着臭氧质量分数的升高差异不显著，而湿种子的发芽率则随着臭氧质量分数的升高先增大后减小。油菜干种子经3种质量分数的臭氧气体处理后与CK相比，发芽率均显著提高，湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率达到最大值，为99.0%，与CK相比，发芽率提高44.1%。由此可知，白菜种子对不同质量分数的臭氧气体敏感性较差，即白菜种子对臭氧的耐受性较强。

表2 臭氧处理对白菜种子发芽率的影响 %

2.3 臭氧处理对菠菜种子发芽率的影响

由表3可知，菠菜种子经臭氧气体处理后，其发芽率均显著提高（P＜0.05）。油菜干种子的发芽率经臭氧气体处理后明显高于湿种子经臭氧处理的效果，干种子的发芽率经臭氧气体处理后随着臭氧质量分数的升高差异不显著，其发芽率最高达到80%，而湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率最大值仅为69.0%。由此可知，菠菜干种子对臭氧的敏感性较差，而湿种子对臭氧的敏感性较强，即耐受性弱。

表3 臭氧处理对菠菜种子发芽率的影响 %

3 结论与讨论

本研究结果表明，3种蔬菜种子经臭氧气体处理后发芽率均有显著提高。其中，油菜干种子经100 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率达到最大值，为94.0%，湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率达到最大值，为92.0%；白菜干种子经3种质量分数的臭氧气体处理后发芽率均显著提高，且发芽率均达到90%以上，湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率达到最大值，为99.0%；菠菜干种子的发芽率经臭氧气体处理后明显高于湿种子，干种子的发芽率经臭氧气体处理后随着臭氧质量分数的升高差异不显著，其发芽率最高达到80%。

由以上结果可知，同一种子不同处理对臭氧的敏感性不同，不同种子同一种处理对臭氧的敏感性亦不同。其中，油菜和白菜的湿种子经70 mg/kg的臭氧气体处理后发芽率均达到最大值，而菠菜的湿种子经不同质量分数的臭氧气体处理后发芽率均低于干种子。这可能是由于干种子没有浸泡，种皮比较厚，对臭氧的敏感度低于浸泡过的种子，而浸泡过的种子种皮被软化，导致种皮的通透性发生改变[15-16]，3种蔬菜种子对外界刺激（臭氧）的敏感性不同，导致种子内部的酶活性发生不同的变化，从而直接影响种子的发芽率[17-19]。此外，种子表面本身带有某些病原微生物[20]，直接进行发芽试验极易导致不正常幼苗及死种子的发生，臭氧具有强氧化性可以杀灭种子表面的微生物，这样也可以提高种子的发芽率。

综上所述，在进行种子发芽试验时，应选择适当的处理方法即臭氧浓度，这样可以有效提高种子的发芽率，本试验结果可为以后农业生产提供理论参考。