西瓜种子繁育、加工、贮藏技术研究概述*

陆世钧 姚春军 姚东伟 姚莉英

（1. 上海市农业科学院园艺研究所，上海 奉贤 201403；2. 上海市金山区农业技术推广中心，上海 金山 201599）

西瓜是世界十大水果之一，也是我国重要的经济作物，我国西瓜的栽培面积和产量均居世界首位。随着农业产业结构的调整，西瓜产业已成为促进我国农业增效和农民致富的支柱产业之一。种子是农业生产的核心生产资料，在农业产业发展中起着基础性和先导性作用。农业农村部信息中心统计数据显示，2019年我国西瓜种植面积达151.79万hm2，按每667 m2用种量50 g、种子售价2 000元/kg计算，我国西瓜年用种量达1 138 t、种子年产值达22.77 亿元［1］。种子质量是发挥良种生产潜力、保持品种生命力的重要因素。高质量种子是农业企业发展的命脉，拜耳、先正达、利马格兰、圣尼斯等国际大型种子公司均建立了杂交种规模化生产的技术规范（包括亲本繁育、高效良种生产、加工处理和质量检测等环节），以保证良种的高质量生产［2］。为提高我国西瓜种子的质量和市场竞争力，我们特将西瓜种子的繁育、消毒、精选、处理、贮藏等环节的技术研究现状介绍如下。

1 西瓜种子的繁育技术

西瓜起源于热带非洲沙漠地带，喜温暖、光照充足和干燥的气候条件，适宜在我国西北地区种植。新疆的北疆、甘肃的河西走廊、宁夏与内蒙古的黄河河套及山西的中部、南部等地区是我国西瓜种子主要生产基地。近年来，随着我国人工成本的升高，西瓜制种产区有向缅甸等东南亚国家扩大的趋势。目前我国西瓜生产用种95%以上由国内科研院所与国有、集体、个体种子公司繁育生产。经过几十年的发展，我国西瓜制种技术不断进步，形成了系列技术规范，保证了高品质西瓜种子的生产，部分西瓜种子远销欧美及亚洲其他国家和地区［3］。在长期的自然驯化及人工选择过程中，我国栽培的西瓜品种已分化成西北生态型、华北生态型、华南生态型及东亚生态型，各生态型的西瓜品种宜在本生态型区域繁育，以利于保持其种性。

1.1 西北地区的西瓜种子繁育

西瓜人工杂交授粉技术比较简单，现以河西地区二倍体西瓜制种为例，将西瓜的杂交制种技术要点介绍如下。（1）自交系原种生产：定期进行人工自交提纯自交系，注意去杂、去劣。（2）严格隔离：与其他西瓜品种的制种田或生产田空间隔离500 m 以上。（3）加强栽培管理：南北向起垄，畦面覆盖地膜，4 月中旬～5 月初干籽直播，父本较母本提前7～10 d 播种，母本早熟品种播种株距16～18 cm、晚熟品种播种株距22～23 cm。（4）杂交授粉：每天下午选第2 d能开放的母本雌花套袋隔离，次日6：30前采集当天能开放的父本雄花授粉，授粉时间以6：30～11：00为佳。（5）采收：制种瓜一般在授粉后45 d开始成熟，挑选符合品种特性的果实，将瓜瓤连同种子掏出并倒入塑料容器，在阴凉环境下自然发酵8～48 h，最后将种子漂洗干净并晾干［4］。

1.2 南方地区的西瓜种子繁育

我国江浙沪皖地区栽培的西瓜品种较耐低温、弱光、潮湿，但因该地区春季多阴雨，特别是春播西瓜的开花授粉期常常遇连续低温和阴雨天气，导致花粉活力低、坐果不良，同时西瓜种子发育和果实成熟期恰逢梅雨季节，容易造成种子发育不完全、千粒质量小、产量低。长期以来，我国江浙沪皖地区栽培的西瓜种子主要来自北繁基地，但长期连续的异地繁种容易导致品种种性退化。宋荣浩等［5］提出了保持西瓜种性的繁育方法，其关键技术如下。（1）在江浙沪皖地区繁育西瓜新品种的亲本原原种：春季在大棚内种植西瓜父母本，人工自交留种。（2）在西北地区隔代繁育西瓜新品种的亲本原种：5月10日左右，大田露地直播父母本，人工自交繁育亲本。（3）在西北地区规模化杂交制种：采用“露地隔离+人工杂交授粉”繁育。

1.3 特色西瓜种子的繁育方式

近年来，特色西瓜品种逐渐受到市场欢迎。如金山小皇冠西瓜是上海市金山区的特色农产品，具有皮薄、多汁、甜而不腻等特点，在上海地区多年制种后，品种育成者总结了系列制种技术，主要包括以下几点。（1）保护地栽培。采用钢管大棚或毛竹简易大棚种植父母本。（2）嫁接栽培。母本利用南瓜或葫芦作砧木进行嫁接，以缓解连作障碍；嫁接栽培可在同一地块连续制种10年以上。（3）立架栽培。六蔓整枝，母本定植株距150 cm，每667 m2栽120 株。（4）促进坐果。部分节位同时出现2 朵或3 朵雌花可同时授粉，一节双瓜成功几率较高［6］。

2 西瓜种子的消毒技术

瓜类果斑病是一种世界性病害，20世纪90年代起该病在我国的新疆、内蒙古、吉林、福建、海南和湖南等地被相继报道，对我国西瓜制种业和种植业造成严重危害。果斑病病菌传播方式多样，但主要以种子调运方式进行远距离传播，因此种子消毒已成为西瓜种子生产的重要环节。

2.1 药剂浸种处理

药剂浸种处理就是将西瓜种子放入酸性溶液浸泡一段时间，然后将其捞出洗净后烘干，防止残留在种子表面的药剂抑制种子发芽。药剂浸种方法操作简便，但需要专门的冲洗及干燥设备，处理不当会导致种皮颜色变浅，影响种子发芽。马雅敏等［7］研究表明，西瓜种子用4%盐酸浸泡20 min 或用2%甲醛浸泡30 min，消毒杀菌效果均为100%，且未显著影响西瓜种子的发芽活力。吴萍等［8］用硫酸铜溶液浸泡西瓜种子，可有效杀灭种子携带的果斑病病菌。何毅等［9］研究表明，用2%春雷霉素400倍液浸泡西瓜种子，可以预防西瓜嫁接苗细菌性果斑病发生。

2.2 干热处理

干热灭菌是目前农业上应用于种子生产加工的一种经济有效的方法，科研机构和种子企业常应用该方法对西瓜种质材料和高端种子进行消毒灭菌。唐炎英等［10］研究表明，西瓜种子在70 ℃条件下处理72 h，灭菌率高于90%，且不影响种子活力，处理后的种子含水量在2%左右，有利于长期贮藏。

2.3 其他消毒方法

陆世钧［6］介绍了出口日本瓜类种子的消毒方法，其主要操作流程如下。将种子装入透气的编织袋，将编织袋层层叠放在大型塑料收纳筐内，筐上放置陶瓷托盘，托盘内倒入二硫化碳液体后密封熏蒸12 h，接着将种子倒入纱网袋后放进装有0.1%过氧乙酸消毒液的塑料箱浸泡15 min，然后取出种子用自来水漂洗4～6 min 后脱水，最后烘干至安全含水量（7%）以下。该方法可以杀死种子内部活的虫体和种子表面残留的细菌性果斑病病菌，从而使种子质量符合出口要求。

3 西瓜种子的精选加工技术

种子加工是提高种子品质的重要手段，是种子商品化的关键环节。欧美发达国家非常重视种子加工业，加工技术开发起步早，机械化、自动化程度高。

3.1 种子筛选和加工技术

20世纪80年代以前，我国西瓜种子生产属于农户自产自销的生产模式，种子加工采用手工拣选，风车、露地干燥等原始方式；20世纪80年代中期，我国开始规模化生产西瓜种子；2000年以后，在种子产业化工程的推动下，各地相继引进了世界先进的种子加工设备。目前国内的种子机械设备生产厂商也研制出各种加工机械，其中风筛选、比重选为西瓜种子生产常用的加工设备，能基本上满足西瓜种子精选加工需要。多数西瓜品种的种皮颜色与种子质量相关，颜色深黑的种子质量较高，因此也可以利用色选机精选西瓜种子［11］。常规机械无法鉴别大小、比重与正常种子接近的畸形、开裂的种子，目前国内还主要通过人工挑选。

3.2 单粒种子的精细加工技术

近年来，荷兰SeQso B.V.公司开发出新型种子筛选设备Ixeed Visual Sorter。它利用种子成像分析法，通过分析每粒种子的外形特征来去除畸形、机械损伤的西瓜种子，可代替人工挑选。低活力及无生命力的种子很难利用传统加工设备进行筛选。Rosaria Grasso 等［12］发现，西瓜种子生活力与延迟发光显著相关，因此，利用生物光子分析技术检测单粒西瓜种子的延迟发光现象可判断种子活性；Lohumi 等［13］研究发现，利用傅里叶变换近红外光谱技术，可快速准确鉴别西瓜种子有无生命力；Hyungjin Bae 等［14］采用高光谱成像技术结合PLS-DA方法，建立了西瓜种子生活力预测模型，判别准确率在84%以上。以上技术有望成为西瓜种子精细加工的有效方法。

4 西瓜种子的处理技术

育苗是西瓜生产中的重要环节。目前西瓜工厂化育苗的规模越来越大，设施内高密度栽培及其高温高湿环境为苗期病原菌的繁殖和病害大规模发生提供了有利条件。同时，工厂化育苗要求种子出苗快且整齐。种子处理技术可提高西瓜种子品质和秧苗抗病性。

4.1 种子包衣

种子包衣即在种子表面包上一层薄薄的、厚度均匀且透水透气但对植物无毒的成膜剂，该项技术已广泛应用于种子处理。西瓜种子包衣剂主要为2.5%咯菌腈。宋顺华等［15］研究发现，用2.5%咯菌腈悬浮种衣剂作种子包衣，对西瓜立枯病的防效达73%。用72%霜霉威盐酸盐水剂浸种，可防治西瓜猝倒病。目前防治西瓜枯萎病尚无特别有效的包衣剂。

4.2 物理方法处理

利用物理方法杀灭种子上携带的病菌具有环保、病菌不易产生抗药性等优点，符合绿色及有机生产要求。温汤浸种是生产上常用的种子处理方法，操作简便；辐照处理的速度快，是一种很有应用前景的处理方法。李雨润等［16］发现，5 s的低剂量CO2激光照射可以提高西瓜种子发芽势和发芽率；李玉明等［17］研究发现，200 Gy和400 Gy的60Coγ射线对西瓜等种子出苗有促进作用；姚东伟等［18］利用电子帘加速器辐照西瓜种子，结果发现，电压100 keV、剂量25 kGy的电子束辐照处理可以促进西瓜种子萌发。

4.3 种子引发

引发是一种能改善种子萌发特性的处理技术。大部分三倍体西瓜种子存在不同程度的萌发障碍，引发处理可以促进其萌发。郑晓鹰等［19］研究发现，固体基质引发技术可以克服三倍体西瓜种子萌发障碍，西瓜种子发芽率可提高40%；黄如葵［20］研究发现，水引发显著改善了三倍体西瓜种子的发芽性能、库藏性能及抗衰老能力；傅琴波等［21］研究发现，珍珠岩引发提高了无籽西瓜陈种子的发芽率和发芽指数。

5 西瓜种子的贮藏技术

二倍体西瓜种子与其他瓜类种子相似，种皮坚固，较耐贮藏。据Ewartde 的分类法，西瓜种子属于长命种子（15年以上）。根据用途，西瓜种子的贮藏方式可分为以下几种。

5.1 密封保存

金属罐、聚乙烯铝箔复合袋、聚乙烯袋是零售西瓜种子主要包装方式。其中，金属罐强度高，透湿率为0，属于密闭容器，要求西瓜种子含水量小于6.5%；聚乙烯铝箔复合袋强度适当，透湿率极低，是西瓜种子主要包装方式，要求西瓜种子含水量在8%以下，室温下种子可以存放2～3年；聚乙烯袋价格便宜、应用广泛，但不能完全防湿，南方地区在室温条件下用其储存种子，往往经过一个夏天种子发芽率就显著下降［22］。

5.2 干燥密封保存

干燥密封保存是指常温条件下在密封容器中加干燥剂（生石灰、硅胶、沸石分子筛等）保存种子的方法，要求种子含水量在5%以下，也被称为超干贮藏，常用于保存西瓜种质材料及少量杂交种。超干贮藏在常温下也能显著延长种子的贮藏期，节省制冷设施设备建造费用和运行能耗，是一种简单实用的西瓜种子贮藏方法。另外，定期更换干燥剂还可延长种子贮藏期。胡伟民等［23］采用硅胶干燥方式贮藏西瓜种子7年，发现种子含水量在3.7%时，贮藏后的种子生活力和活力最高；何序晨等［24］采用硅胶干燥的方法对西瓜种子进行超干贮藏，发现西瓜种子含水量在1.65%～4.12%时，经20～23年密封贮藏后种子仍保持较高发芽率。以上说明二倍体西瓜种子采用超干贮藏方法可以长期保持种子的生活力。

5.3 低温密封保存

低温密封保存是西瓜种质资源保存的主要方法，即将种子干燥至含水量4%～6%后利用铝盒或铝箔密封包装或真空密封，贮藏温度在0～10 ℃时，西瓜种子可保存10 年以上，贮藏温度在-18 ℃左右时，可以保存50年以上。

5.4 超低温保存

超低温保存一般以液态氮为冷源，在-80 ℃以下保存种质资源。在超低温条件下，细胞代谢基本停止，大大减少或停止了与代谢有关的劣变，从而为“无限期”保存创造了条件。胡晋等［25］（1996）采用铝箔复合袋密封不同含水量（3.19%～11.65%）的西瓜种子并对其进行液氮保存35 d 后，种子用39 ℃温水解冻后仍能保持其活力，且4种含水量种子液氮贮存效果无显著差异，说明西瓜种子适宜超低温保存。