番茄种子处理技术研究现状*

孟恒宇 王小丽 葛晨辉 沙勤 王全华**

（1.上海师范大学生命科学学院，上海师范大学植物种质资源开发协同创新中心，上海 徐汇200234；2.上海市崇明区蔬菜科学技术推广站，上海 崇明202150）

番茄是世界上栽培范围最广、消费量最大的蔬菜种类之一，在全球的种植面积约500万hm2。我国是最大的番茄生产和消费国之一，番茄在我国蔬菜生产中占重要地位。目前我国番茄播种面积约178.4万hm2/年，按用种量10 g/667 m2计算，种子市值约133.81亿元/年。随着设施栽培技术的不断发展，番茄作为设施种植的主要作物之一，已实现周年生产供应，工厂化育苗成为番茄育苗的主要方式。工厂化育苗对种子质量要求较高，种子萌发慢或出芽不整齐会严重降低幼苗质量、增加育苗成本。大多数番茄品种种子的发芽势较高，但仍有许多优良品种因制种或其他原因导致种子活力低下、出苗不整齐。种子活力提高的机理十分复杂，目前我们已经掌握了若干提高番茄种子活力的技术手段，但品种之间的差异性导致番茄种子的最佳处理方法不尽相同。本文总结了不同处理方法对番茄种子萌发及番茄幼苗生长的影响，为番茄种子处理技术的改良及生产应用提供参考。

1 番茄种子处理技术

为避免番茄种子出现老化现象、打破种子休眠、提高番茄种子活力，科研人员对番茄种子播前处理做了大量的研究工作。目前种子处理的主要技术手段有化学方法、物理方法、生物方法等。化学方法包括外源激素和一些化学元素等处理，物理方法包括种子引发处理、磁场处理、电场处理等，生物方法包括氨基酸液、申嗪霉素液、海藻液等处理。

1.1 化学方法

1.1.1 外源激素

贺志文等[1]运用激素浸种的方法，研究了6-苄氨基嘌呤（6-BA）、萘乙酸（NAA）及赤霉素（GA3）3种外源激素对番茄种子萌发及番茄幼苗生长的影响。试验结果表明，外源激素GA3、NAA和6-BA均可促进番茄种子萌发和番茄幼苗生长。GA3的使用浓度影响番茄种子的发芽速度，在一定浓度范围内番茄种子的发芽速度和发芽率随着GA3浓度的增加而提高，90 mg/L浓度处理的番茄种子发芽率较高，120 mg/L浓度的GA3对番茄种子发芽有抑制作用；NAA对番茄种子萌发和番茄幼苗生长具有促进作用，一定浓度范围内促进作用随NAA浓度的增大而降低，2 mg/L浓度处理效果较好；一定浓度范围内，6-BA的浓度与番茄幼苗的长势呈正相关，12 mg/L浓度对番茄种子发芽与番茄幼苗生长的促进作用较好。何丽等[2]研究了不同浓度赤霉素对番茄幼苗生长的影响，其中300 mg/L处理番茄幼苗的株高、茎粗、地上部分鲜重等指标明显高于其他处理。张燕等[3]分别用10 mg/kg的6-BA、1 mg/kg的NAA及二者复配（10 mg/kg的6-BA+1 mg/kg的NAA）对番茄种子进行引发处理，结果表明，植物生长调节剂对番茄种子的萌发有促进作用，NAA处理较6-BA处理效果好，而复配处理的效果更佳，可见此两种生长调节剂相互之间有一定的协同作用，适宜复配处理番茄种子。

上述研究表明，使用生长调节剂和外源激素浸种，在一定浓度范围内，不仅可提高种子发芽率，还可促进番茄幼苗生长；种子的萌发态势、幼苗的长势因生长调节剂和外源激素的种类及其浓度不同而产生差异；生长调节剂和外源激素作番茄种子的引发剂对番茄种子的影响，单剂处理的研究较多，复配剂的研究较少，复配剂对番茄种子的影响需作进一步试验研究。

1.1.2 其他化学元素

张治家等[4]利用不同浓度臭氧处理放置1年的番茄种子，发现适宜浓度的臭氧可抑制种子表面微生物的生长、提高种子的发芽率和活力。用160 mg/m3臭氧处理30 min，番茄种子表面微生物的抑制率达到最大值（97.4%）；用80 mg/m3臭氧处理30 min，番茄种子的发芽势、发芽率、SOD活性和POD活性均达到最大值（分别为68.0%、94.5%、193.8 U/g和2 193.4 U/g），MDA含量达到最小值（19.4 nmol/g）；臭氧处理后的番茄种子的SOD和POD活性与发芽势和发芽率呈显著正相关，MDA含量与发芽势和发芽率呈显著负相关。杨德菊[5]研究表明，不同浓度K+处理对番茄种子的萌发有抑制作用，随着K+浓度升高，番茄种子萌发率先降低后升高，番茄种子的出苗整齐度下降，且萌发时间有一定的延迟；适当浓度的La3+处理对番茄种子萌发有一定的促进作用，10-5mol/L La3+处理的种子萌发起始时间较清水对照稍晚，但萌发高峰时间与清水对照相同，结束萌发的时间比清水对照早，出苗较整齐，10-4mol/L La3+处理的种子萌发时间与清水对照相同，10-2mol/L浓度的La3+对番茄种子萌发有明显抑制作用。重金属镉（Cd）对番茄种子有一定的毒害效应，低浓度Cd可促进番茄种子发芽，但随着Cd浓度的增加，番茄种子的发芽率下降较明显，表现出明显的毒害效应，Cd对不同品种番茄种子萌发的影响有一定的差异性[6]。王鹤等[7]采用纸上发芽法，分别用0、25 mg/L、50 mg/L、75 mg/L氮素处理番茄种子开展试验研究，结果表明，番茄种子萌芽的各项指标均随着氮素浓度的增加呈现低促进高抑制的趋势，氮浓度为50 mg/L时各项指标均达到最佳，氮浓度为25 mg/L时番茄幼苗的芽达到最长。

1.2 物理方法

1.2.1 种子引发技术

种子引发是在控制条件下使种子缓慢吸水，为萌发提前进行生理准备的一种播前种子处理技术。引发后的种子可回干贮藏，也可直接播种。种子引发能提高种子活力，对发芽率低、出苗困难、出苗不整齐的种子作用尤其明显。对番茄种子引发技术研究最广泛的是液体引发，而与实际生产联系最紧密的是水引发和固体基质引发。

1.2.1.1 固体基质引发

固体基质引发可缓慢持续地为番茄种子吸水提供外部条件，为番茄种子修复细胞膜提供充足的时间，有利于恢复番茄种子完整结构及功能的膜系统。固体基质不同，引发的效果不同；固体基质的含水量和引发时间不同，引发效果也不同。张伟丽[8]在不同固体基质（蛭石、珍珠岩、沙、土）条件下研究固体基质不同含水量和不同引发时间对番茄砧木种子萌发的影响。试验结果表明，蛭石、珍珠岩、沙、土作固体基质引发番茄种子均可提高种子活力，其中珍珠岩含水量40%、引发4 d处理的效果较好，种子发芽率达到77.3%，发芽势和发芽率分别较未经引发处理的种子高62.5%和30.4%；其次为蛭石含水量50%、引发4 d处理，种子发芽率为64%，发芽势和发芽率分别较未经引发处理的种子高81.8%、35.3%；土含水量5%、引发5 d处理，种子发芽指数较未经引发处理的种子高107.0%，发芽势、发芽率较未经引发处理的种子无显著差异；沙含水量2.6%、引发2 d处理，种子的发芽势和发芽率分别较未经引发处理的种子高24.7%、27.7%。

生物质炭对番茄种子萌发及幼苗生长均有一定的抑制作用。杨曙东等[9]在光照培养条件下分别用300℃裂解制取的竹叶生物质炭（BL 300）、400℃裂解制取的竹叶生物质炭（BL 400）、500℃裂解制取的竹叶生物质炭（BL 500）和500℃裂解制取的秸秆生物质炭（WS 500）浸提液对番茄种子进行引发试验。试验结果表明，生物质炭对番茄种子萌发有一定的抑制作用，主要表现为降低或减小了种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根及胚芽长；番茄种子萌发受生物质炭影响较显著，BL 300、BL 400和BL 500处理的种子发芽率较不做生物质炭浸湿处理的分别降低了81.87%、76.84%和65.73%；不同裂解温度制取的竹叶生物质炭在不同程度上减小了番茄幼苗的根冠比；BL 300、BL 400和BL 500处理的幼苗MDA含量显著提高（P＜0.05），较不做生物质炭浸湿处理的幼苗MDA含量分别提高72.5%、57.5%和57.5%。

吴凌云等[10]在不同温度条件下研究结合哈茨木霉菌进行固体基质引发对番茄种子萌发和幼苗生长的影响。试验结果表明，固体基质引发显著提高了各温度条件下番茄种子的发芽势、发芽指数和活力指数，并缩短了平均出苗时间，显著提高了番茄幼苗出苗率，出苗指数，幼苗株高、根长和鲜重；结合哈茨木霉菌进行蛭石引发较单一固体基质引发，番茄种子活力和幼苗生长的各项指标均有不同程度的提高。

1.2.1.2 水引发

水引发是指在控制给水或直接浸水条件下，让番茄种子定量吸水，达到促进种子萌发的一种播前种子处理技术。李铮[11]研究了矿物质水、富氧水、磁化水、活性水对番茄种子萌发和幼苗生长及其质量的影响。试验结果表明，不同水处理对番茄种子萌发及幼苗的生长发育均有一定影响，其中活性水对种子萌发、出苗率、幼苗生长发育、光合作用、根系活力等的促进效果较好，磁化水其次，矿物质水的促进效果较差；各处理间差异显著。马倩倩等[12]研究了不同水温浸种对树番茄种子发芽的影响。试验结果表明，45℃的水浸种处理，树番茄芽胚根较其他处理长，腐烂率为4.00%，发芽率为64.00%，发芽指数为2.43，活力指数为5.24，且种子露白最早，最大日发芽量最大，第2 d开始露白，第6 d出芽，共发芽22 d，第12 d发芽粒数最多（22粒）。水引发在实际生产中应用较广，适宜温度的活性水能有效溶解种壳，打破番茄干种子休眠期，使种子进入萌发状态。不同番茄品种对水引发产生的效果略有区别。

1.2.2 电场

用适当强度的高压静电场处理番茄种子能引发种子的内部响应机制，从而促进番茄种子的萌发，但需要一定电场强度和处理时间组合才能对处理受体呈现最大的正效应。高压静电场处理种子对番茄幼苗生长也有影响，合适的高压静电场能有效刺激番茄幼苗生长。一般认为，高压静电处理可以使生物分子发生极化反应，刺激种子内部的活性物质，从而起到促进幼苗生长的作用。黄洪云等[13]用不同高压静电场强度和时间的组合处理番茄种子发现，50～500 kV/m强度的高压静电场处理番茄种子15 min和30 min，番茄种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均有不同程度的提高，其中较优处理条件分别为400 kV/m、15 min和350 kV/m、30 min，最大正效应的电场处理条件为350 kV/m、30 min，低电场强度和高电场强度对番茄种子的萌发和活力均有抑制效应。

1.2.3 磁场

磁场预处理也可提高番茄种子的发芽率，提高酶的活性及番茄幼苗的抗逆性，起增产作用，不同番茄品种的磁响应不同。袁祯燕等[14]分别用100 mT、200 mT、300 mT、400 mT磁场强度对加工型番茄种子处理5 min、10 min、15 min、20 min，通过对种子萌发率、萌发势、发芽指数、活力指数以及种子浸出液相对电导率进行比较发现，100 mT、300 mT磁场处理10 min对加工型番茄种子的发芽整齐度无明显促进作用，但可提高种子活力、促进种子发芽。

1.3 生物方法

李艳等[15]研究表明，适宜浓度的氨基酸母液和申嗪霉素能显著提高番茄种子的发芽势、发芽指数和种子活力指数，并可显著促进胚根和下胚轴的生长；番茄种子萌发的最适浓度分别为50 mg/L氨基酸母液、10 mg/L申嗪霉素，并且适宜浓度的氨基酸母液和申嗪霉素在体积比为1∶1的条件下没有协同增效的效果。崔维香等[16]研究了海藻发酵液和海藻碱提取液对种子萌发和幼苗生长的影响。试验结果表明，海藻发酵液和海藻碱提取液均能显著提高番茄种子的发芽率和发芽势，海藻发酵液100倍液和海藻碱提取液400倍液为最适浓度。肖射华等[17]研究表明，平菇菌丝对番茄种子的萌发有一定的抑制作用，平菇菌丝和番茄种子同时接种时番茄种子的发芽指数为89.72，长满平菇菌丝后撒播的番茄种子发芽指数为78.30；原液浓度50%的平菇菌丝发酵液对番茄苗的生长有促进作用，稀释浓度大于75%的平菇菌丝发酵液则抑制番茄幼苗的生长。

总而言之，不同的处理方式对番茄种子的萌发效果有不同的影响，不同物理量、化学浓度和生物剂量等产生的不同结果还存在一些差异，实际生产中还需从具体要求出发进行大批量种子处理的规范研究。

2 番茄种子处理技术存在的问题和发展趋势

随着对番茄种子处理技术研究的深入，引发技术日趋完善，但处理效果却不尽相同，不同品种甚至不同批次的种子存在明显差异。番茄种子处理技术的应用，较多的是在胁迫条件下筛选耐性品种，也应用在延长新种子的贮藏时间，以便长期保存。经过适宜引发处理的番茄种子老化耐受性更高。

鲜食番茄新种子的种子活力较高，适宜环境下可正常萌发。实际生产中，番茄种子催芽育苗都在催芽箱或育苗箱内单独进行，引发技术实现大规模商品化有一定难度。加工番茄和番茄砧木种子是种子引发的研究重点。对番茄种子进行引发处理，单一引发剂的最佳剂量和复混引发剂的最佳配方，还有待进一步深入研究。种子处理成本是一个不可回避的问题，实际生产中，如何用最小的经济投入换取最大的经济效益，是番茄种子引发技术研究的一个重要方向。另外，随着生物技术的发展，国内外学者正努力从分子水平上探讨引发机制，寻找与引发相关的各种分子标记，用作控制种子萌发活性和提高种子质量的工具，种子引发技术在细胞水平和分子水平上的研究将在科研工作中越来越得到重视。