无籽西瓜以其生长势强、含糖量高、食用方便、耐储运等特点受到广大瓜农及消费者的普遍欢迎,种植面积逐年扩大,截至2009年,我国无籽西瓜的栽种面积已经达到23万hm2,约占全国西瓜栽种面积的1/4,在瓜果市场占用重要地位,为广大瓜农带来了丰厚的收益。但是,由于三倍体无籽西瓜种皮坚韧,种胚发育不完全,不同程度存在着萌发障碍和出苗不齐等问题,已成为限制其发展的主要障碍。开发实用、有效的无籽西瓜种子催芽技术, 提高种子发芽率、增加出苗整齐度, 对无籽西瓜产业的良性发展具有重要意义。
外源植物激素可直接或间接的影响种子内源激素含量和平衡,进而打破种子休眠,缩短催芽时间,提高出苗整齐度,在果树、蔬菜等作物上得到了广泛的应用[3-6],但其在促进无籽西瓜发芽方面的研究较少,本文采用不同浓度的3种植物激素对无籽西瓜种子进行浸种处理,并对各生理指标进行比对,旨在寻找一项高效提高无籽西瓜种子发芽率和整齐度的处理方法,进而达到推进无籽西瓜发展,促进农民增收的目的。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验以郑抗无籽5号种子为试材,该试材由中国农业科学院郑州果树研究所提供;GA3、6-BA由中国医药(集团)上海化学试剂公司生产,TDZ由南京都莱生物技术有限公司生产。
1.2 试验方法
1.2.1 种子预处理 选取颗粒饱满、大小均匀的无籽西瓜种子,置于1% 硫酸铜(45 ℃)溶液中消毒5 min,之后置于室温(25 ℃)的清水中浸种6 h,取出,清水洗掉表皮黏性物质,用不同质量浓度的GA3(200、300、400、500 mg·L-1),TDZ(0.01、0.05、0.1、0.15、0.20 mg·L-1),6-BA (10、20、30、40、50 mg·L-1),浸种6 h,蒸馏水浸种作为对照,每个处理50粒种子,3次重复。
1.2.2 发芽试验及幼苗生长试验 浸种处理结束后,无菌水淋洗3次,用消毒后的湿毛巾两层包裹,保持毛巾湿润,置于30 ℃恒温培养箱中避光培养。每天按时统计发芽数量,将发芽后的种子点种于灭菌后的育苗土中,盖土1.0~1.5 cm,定时喷水,播种后8 d统计各生长数据。
1.3 测定项目及方法
催芽时每天定时统计发芽种子数量,第4天统计发芽势,第6天统计发芽率并终止发芽试验,计算发芽势、发芽率和发芽指数。点种8 d后统计瓜苗生长指标,每个样本随即抽取瓜苗10株,洗净后晾干表面水分,采用游标卡尺测量茎粗度、植株高度;分析天平称量瓜苗根干质量及地上部干质量,计算瓜苗壮苗指数,并统计出苗率和畸形苗率。
发芽势/%=(规定时间内种子发芽数/供试种子数)×100
发芽率/%=(发芽期内种子发芽数/供试种子数)×100
发芽指数(GI)=∑(Gt/Dt) 式中Gt为日发芽数,Dt为发芽天数
壮苗指数=(茎粗度/植株高度+根干质量/地上部干质量)×全株干质量
畸形苗率/%=(畸形苗数/出苗总数)×100
数据处理及图表绘制分别采用spss软件和Excel2003完成。
2 结果与分析
2.1 GA3对无籽西瓜种子活力及早期生长的影响
由表1得知,所选质量浓度的GA3对无籽西瓜种子的萌发均有不同程度的促进作用,其中质量浓度为400 mg·L-1时效果最好,此质量浓度下种子的发芽率、发芽势和发芽指数比对照分别提高了29.82%、36.59%和5.68%。壮苗指数是研究瓜苗长势的重要指标,可以客观反映出瓜苗的抗逆能力和生产潜力, 通常壮苗指数高的植株的第一雌花期、成熟期都相应提前,且植株的抗病性和果实产量也更高。结果表明,GA3处理会导致壮苗指数显著下降,且下降程度随浓度升高而升高,当质量浓度为500 mg·L-1时下降最多,比对照下降了35.1%;同时畸形苗率显著提高,比对照升高了14.3%。
2.2 TDZ对无籽西瓜种子活力及早期生长的影响
由表2可知,TDZ溶液对无籽西瓜萌发的促进作用较明显,当TDZ质量浓度≤0.10 mg·L-1时,对种子活力的促进作用随浓度的提高而增大,当质量浓度为0.10 mg·L-1时,促进作用达到最高水平,发芽率达到66.32%,为对照的2.1倍;同时种子的发芽势达到了59.78%,比对照提高了37.60%,说明此浓度TDZ浸种,无籽西瓜种子发芽整齐,种子活力强。由幼苗生长数据可知,TDZ溶液浸种对幼苗生长无显著影响,茎粗度、植株高度和壮苗指数等数据与对照基本持平,且TDZ浸种后,畸形苗率未出现明显升高。
2.3 6-BA对无籽西瓜种子活力及早期生长的影响 由表3可知,6-BA溶液浸种后,种子的发芽率、发芽势和发芽指数提升较小,其中质量浓度30 mg·L-1处理时效果最佳,分别较对照提高了8.92%、11.38%和1.8。说明在所选择的浓度下,6-BA浸种对提高种子活力,促进种子萌发的作用有限。由幼苗生长数据可知,6-BA溶液浸种对西瓜幼苗生长无显著影响。
2.4 TDZ双因素浸种试验结果
外源植物激素对无籽西瓜浸种处理时,除了浸种浓度外,浸种时间也影响着种子活力,以浸种浓度和浸种时间为因素进行双因素随机试验能够更科学、更细致地研究外源激素对种子活力的影响。结果如表4所示,质量浓度为0.10 mg·L-1处理9 h后,发芽率为71.76%,发芽势为67.84%,较对照分别提高了34.18%和38.28%;质量浓度为0.05 mg·L-1处理9 h后,催芽效果也较好,发芽率为68.68%,发芽势为63.86%,这2个处理与其他处理存在显著差异,且剩余浸种处理均明显高于清水对照。这表明:0.05、0.10和0.15 mg·L-1 的TDZ在3、6、9、12小时的处理时间时均能显著提高种子的发芽力,发芽快且整齐。同时,在此处理条件下,对瓜苗的畸形苗率无显著影响。