不同催芽处理对‘红灵’西瓜种子发芽的影响

张永生，秦 旭，李国栋

（1.山东农业工程学院，山东济南 250100；2.南京农业大学，江苏南京 210000；3.山东省农业技术推广中心，山东济南 250013）

西瓜系葫芦科西瓜属一年生蔓性草本植物，果实肉质多汁，是夏季主要的消暑果品[1]。‘红灵’西瓜是我国北方设施早熟栽培的新品种，抗逆性强，成熟期早，产量为30 000～52 500 kg/hm2；果肉可溶性固形物含量可达13%以上，口感风味具佳，深受市场及广大种植户喜爱。‘红灵’西瓜设施栽培时期主要为早春3 月，种苗生产则需在冬春季进行，由于受低温弱光等环境条件的影响，其种子常出现发芽不齐的现象，对种苗质量及后期的果实品质产生不利影响。如何通过调控环境因素来提高种子的发芽质量，已成为制约‘红灵’西瓜产业高质量发展的瓶颈。

目前关于催芽处理的研究较多，不同处理对种子发芽的影响不同。目前西瓜催芽的研究主要集中在温度和激素处理等方面，其他因素对西瓜萌发的研究较少。温度对种子萌发的影响较大，陈祥等[2]、郑高飞等[3]研究发现，适当提高催芽温度，有利于提高西瓜出芽的整齐度。沈虹等[4]、蒋雪君等[5]研究了西甜瓜种子发芽的影响因素，发现低温能显著抑制西瓜和甜瓜种子萌发。陈亮等[6]研究发现，野生西瓜种子引发的最适宜温度为6 ℃。浸种时间和pH 值也对种子发芽产生一定的影响[7]。如杨光华等[8]研究认为，浸种结合一定的损伤处理可以提高甜瓜种子的发芽能力。童龙[9]通过无籽西瓜种子发芽研究表明，得出最佳发芽时间为2 d。pH 值对西瓜种子萌发的研究尚未见报道，但在蔬菜中研究较多[10]。本研究通过不同催芽温度、浸种时间及pH 值溶液浸种等方式处理‘红灵’西瓜种子，对其发芽时间、发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数及胚根长度等指标进行对比分析，探索‘红灵’西瓜种子催芽与生长发育的最适调控条件，以期为优质种苗生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为‘红灵’西瓜种子，山东伟丽种苗有限公司提供。

1.2 仪器与设备

恒温培养箱，303-0B 型，尚诚仪器制造有限责任公司；pH 测试仪，PR-3001-TRREC-N01 型，山东塞恩电子科技有限公司。

浓硫酸，优级纯，南京化学试剂股份有限公司；氢氧化钠，分析纯，上海麦克林生化科技有限公司。

1.3 试验方法

试验于2021 年2—3 月在山东伟丽种苗有限公司实验室进行。随机选取‘红灵’西瓜种子进行不同催芽温度、浸种时间、pH 溶液浸种试验，处理方式如下。

不同催芽温度处理：首先将‘红灵’西瓜种子用蒸馏水进行浸种处理，浸种时间为2 h。浸种完毕后，将种子放入铺有湿润滤纸的培养皿中，随后盖好培养皿盖，置于25（CK）、26、28、30、32、34 ℃恒温箱内进行暗培养[11]。

不同浸种时间处理：将‘红灵’西瓜种子分别用蒸馏水浸种2（CK）、16、18、20、22、24 h，浸种完毕后，将种子放入铺有湿润滤纸的培养皿中，随后盖好培养皿盖，置于30 ℃恒温箱内进行暗培养。

不同pH 溶液浸种处理：首先于烧杯中加入适量蒸馏水，然后根据蒸馏水体积与目标溶液pH 值计算所需要的H2SO4或固体NaOH 的量，以配制成不同pH 值的浸种溶液。之后将‘红灵’西瓜种子分别用pH 值为4.0、6.0、7.0（CK）、8.0、10.0、12.0 的溶液浸种2 h，浸种完成后，将种子放入铺有湿润滤纸的培养皿中，随后盖好培养皿盖，置于30 ℃恒温箱内进行暗培养。

每个处理设3 次重复，每个重复随机选取30 粒种子进行指标测定[12]。以胚根露出种皮2 mm 作为萌发标准[13]，每天观察并记录西瓜种子的发芽出苗情况，发芽结束后测量胚根长度。

1.4 指标测定

发芽时间为种子胚根露出种皮长度至2 mm 的天数，胚根长度为发芽结束后发芽种子的胚根长度。发芽势、发芽率、发芽指数、种子活力指数的计算公式分别见式（1）～（4）。

式中，GP为发芽势，%；A2d为前2 d 发芽种子数；At为试验种子总数。

式中，GE为发芽率，%；Ac为种子达到完全发芽时发芽种子数；At为试验种子总数。

式中，GI为发芽指数；Gt为在第t天的发芽数；Dt为相应发芽天数。

式中，VI为活力指数；W为发芽结束后发芽种子的平均胚根长度值。

1.5 数据处理方法

采用Excel 2016 软件进行常规数据统计和作图，SPSS 26.0 软件进行单因素方差分析和多重比较（邓肯氏新复极差法）。

2 结果与分析

2.1 催芽温度对‘红灵’西瓜种子发芽及活力的影响

发芽势决定着出苗的整齐程度，是种子生命力强弱的重要标志，发芽势强，出苗整齐，籽苗生长一致。发芽率则可以较好地反映种子发芽速度和整齐度[14]。由表1 可知，催芽温度对‘红灵’西瓜种子发芽的影响较为显著。催芽温度较低时，种子在处理后第2 天发芽，与对照组一致，催芽温度上升到30～34 ℃时，种子在处理后第1 天就开始发芽，发芽时间较对照组早。催芽温度较低时，种子的发芽势和发芽率也较低，当催芽温度升高至30 ℃时，种子的发芽势、发芽率均显著高于对照组。当催芽温度升高至32 ℃时，种子的发芽势和发芽率均达到最大值，分别为97%和99%，分别比对照高26.0%和19.3%，表明适当提高催芽温度，对‘红灵’西瓜种子萌发具有促进作用。同时随着催芽温度的增加，种子发芽指数逐渐升高，在30 ℃时达到最大值，为16.94，高出对照4.86。但此时种子的发芽势和发芽率较32 ℃时低。在催芽温度为30、32、34 ℃时，种子的活力指数均显著高于对照组。当催芽温度为32 ℃时，种子的活力指数最高，为57.68，比对照组高34.18；此时胚根长度也明显大于对照及30 ℃处理，达到最大值，为3.79 cm。

表1 不同催芽温度对‘红灵’西瓜种子发芽的影响Table 1 Effect of different budding temperature on seed germination of ‘Hongling’ watermelon

2.2 浸种时间对‘红灵’西瓜种子发芽及活力的影响

浸种时间的长短对种子的发芽势和发芽率影响显著，浸种时间过长或过短均不利于种子发芽[15-16]。由表2可知，西瓜种子经过不同时长的浸种，均在处理后第1 天发芽，与对照组一致。在浸种16～24 h 范围内，随着浸种时间的延长，种子的发芽率及发芽势均呈现先升高后降低的趋势。当浸种时长为20 h 时，种子的发芽势和发芽率达到最大值，分别达到96%、99%，较对照高14.3%和11.2%。种子经浸种处理后，其发芽指数和活力指数均显著高于对照组，均在浸种时间为20 h 时达到最大值，分别为25.64 和76.41。当浸种时间超过20 h，种子的活力则开始下降。种子活力较强时，其胚根生长较快，成苗时间越早，在生产中可缩短育苗时间，降低生产成本。浸种处理后的种子，胚根长度与对照差异不显著，在浸种时间为20 h 时达到最大值2.98 cm，比对照高14.6%。

表2 不同浸种时间对‘红灵’西瓜种子发芽的影响Table 2 Effect of different soaking time on seed germination of ‘Hongling’ watermelon

2.3 pH 值对‘红灵’西瓜种子发芽及活力的影响

由表3 可知，经过不同pH 值溶液浸种处理的西瓜种子，发芽时间与对照组一致，均为处理后第1 天发芽。不同pH 值处理下的种子发芽势和发芽率有所不同，浸种溶液的pH 值过高或过低均会抑制种子萌发。pH 值为7.0 的中性条件下，‘红灵’西瓜种子的发芽势和发芽率达到最大值，为88%和94%。经过酸、碱溶液处理后的种子，发芽率均低于对照组，但差异不显著。

表3 不同pH 值对‘红灵’西瓜种子发芽的影响Table 3 Effect of different pH on germination of ‘Hongling’watermelon seeds

发芽指数是种子的活力指标，发芽指数越高，种子活力就越高[17]。由表3 知，在酸性和碱性环境下，‘红灵’西瓜种子的发芽指数均低于对照组，对照组种子的发芽指数最高，为16.53。活力指数系种子萌发、出苗率以及幼苗生长的潜势，是种子品质的重要指标[18]。在本实验中，种子的活力指数随着浸种溶液pH 值的升高呈现先升后降趋势，且随着酸度或碱度的增加，对种子活性的抑制作用越明显；在pH 值为7.0 的环境下活力指数达到最大值43.47。在pH4.0～7.0 范围内，随着处理溶液pH 值的增加，种子的胚根长度不断增加，在pH 值为7.0 时胚根长度达到最大值（2.70 cm），当pH 值继续升高时，胚根长度呈现下降趋势。

3 讨论与结论

综上分析得出，32 ℃的催芽温度更适于提高‘红灵’西瓜种子活性，利于萌发。同时，20 h 的浸种时长、pH 7.0的中性浸种溶液环境对促进‘红灵’西瓜种子的萌发更为有利。

不同温度处理对不同植物种子萌发有较大影响。本试验中，经过不同催芽温度处理的‘红灵’西瓜种子，各项发芽指标均呈现先升高后降低的趋势，发芽势、发芽率、活力指数和胚根长度均在催芽温度为32 ℃时达到最高。王聪艳等[19]和尤佳琪等[20]分别研究大果型西瓜和小果型西瓜发现，两类西瓜的适宜发芽温度均在30 ℃左右，其中大果型西瓜要稍高一些，这与本结论较为一致。

浸种处理一方面可以改善种皮的透水透气性，加速种子吸水。另一方面，可以增强种子内部各种与水解有关的酶类活性，加速种子内部物质分解，促进种子萌发[21-22]。本试验中，经过不同时长的浸种处理后，‘红灵’西瓜种子的各项发芽指标均呈现先升后降的抛物线趋势，各项指标均在浸种时间为20 h 时达到最高。梁欢等[23]、李超等[24]在水稻、灯笼树种子上所做的研究也表明，适当延长浸种时间能促进种子萌发，这与本结论相似。

不同植物的种子萌发所要求的pH 值不同[25]。本研究发现，pH 值7.0 的浸种环境，更有利于‘红灵’西瓜种子萌发，各项指标最优。张鹏等[26]的研究表明，pH 值为7.0 的环境更有利于甘菊种子发芽；而李小玲等[25]研究则发现高山杜鹃种子在pH=6.2 的条件下发芽率最高，究其原因，应该与不同植物种子的原产地以及物种生理特性有关。

综上所述，对于‘红灵’西瓜种子，32 ℃的催芽温度、20 h 的浸种时长更有利于种子发芽，过低或过高的浸种温度与时长均会抑制种子活性。而pH 值7.0 的中性浸种环境，更适合‘红灵’西瓜种子萌发生长。