園藝植物種子處理技術(shù)研究進(jìn)展

常 瑤， 焦 樂

（1.長治市城區(qū)五馬街道農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站， 山西 長治046000；2.長治市城區(qū)農(nóng)林委員會， 山西 長治046000）

種子是植物遺傳因子的載體，它作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基本的生產(chǎn)資料，其活力直接決定種子萌發(fā)以及植株生長發(fā)育的好壞［1］。種子處理是植物病蟲害防治中經(jīng)濟(jì)有效的方法。種子處理可以殺滅種子所攜帶的病菌、蟲卵，提高種子發(fā)芽率，從而達(dá)到植株苗齊苗壯、生長周期短、產(chǎn)量高、抗病性強(qiáng)的目的。因此，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，對種子處理方法及技術(shù)的研究具有極其重要的意義。本文綜述了園藝植物種子處理技術(shù)方法、概念、分類、特點(diǎn)及應(yīng)用情況，旨在為實(shí)際生產(chǎn)中園藝植物種子處理方法的選擇提供參考依據(jù)。

1 種子處理的方法

1.1 物理方法

物理方法處理種子具有易操作、成本低、效果顯著、容易推廣等優(yōu)點(diǎn)。常見處理種子的物理方法主要有超聲波、射線、電場、磁場、等離子體處理以及核輻射處理等。超聲波處理是通過超聲波產(chǎn)生的劇烈振動，沖擊種子表面，改變細(xì)胞的質(zhì)膜結(jié)構(gòu)，從而激活種子內(nèi)酶的活性，達(dá)到提高種子活力，提高產(chǎn)量的目的［2］。趙艷等利用40kHz、1 000W的超聲波對黔油18號油菜種子進(jìn)行處理20min，研究表明，油菜種子的萌發(fā)率和幼苗生長發(fā)育情況最佳［3］。應(yīng)用超聲波處理園藝植物的研究相對較少，已有報(bào)道的僅限于白菜、菠菜等植物。射線處理是指利用低劑量α、β、γ等射線照射種子。射線處理已經(jīng)應(yīng)用在鹿角杜鵑［4］、番茄［5］、一串紅［6］等植物上。磁場處理是指利用人為可控的外在磁場對植物的種子或正處于生長發(fā)育的植物體進(jìn)行刺激的調(diào)控方法。目前，國內(nèi)外許多研究表明磁場處理種子可以明顯提高種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率。已有報(bào)道的磁場處理種子已經(jīng)應(yīng)用在辣椒［7］、黃瓜［8］、結(jié)球甘藍(lán)［9］、花椰菜［10］等多種園藝植物種子上。電場處理種子是指通過模擬大自然的電場效應(yīng)，激活種子內(nèi)部活力，多種酶的活性得到提高，從而催動種子的活性。用高壓電場處理種子已經(jīng)應(yīng)用在香蔥［11］、黃瓜、花生等種子上且取得了較好的效果。等離子體處理植物種子是國際上近年來發(fā)展的農(nóng)業(yè)高新技術(shù)，對植物種子作用后，可提高種子活力，提高發(fā)芽率，出苗整齊，根系發(fā)達(dá)，提高產(chǎn)量。王敏等研究表明，大氣壓等離子體處理黃瓜種子，可顯著提高黃瓜種子的發(fā)芽率、幼苗出苗速度，根系發(fā)育良好，產(chǎn)量高，品質(zhì)優(yōu)良［12－13］。許東恒等研究表明，等離子體處理花生種子可明顯提高苗期的根系數(shù)量、根系長度且各處理皆比對照處理增產(chǎn)增效［14］。

1.2 化學(xué)方法

目前化學(xué)方法處理種子的應(yīng)用越來越廣泛。化學(xué)方法處理種子具有時(shí)間短、見效快的優(yōu)點(diǎn)。化學(xué)方法處理種子主要是指應(yīng)用化學(xué)試劑、植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)、殺菌劑、殺蟲劑等處理種子。馬崇堅(jiān)分別用不同濃度的無 機(jī) 化 學(xué) 試 劑 NaCl、Na2B4O7、CaCl2、KNO3、CuSO4等浸泡茄子種子，結(jié)果表明，各最佳濃度處理對茄子種子的發(fā)芽率均有顯著的促進(jìn)作用，其中以KNO3促進(jìn)種子發(fā)芽的效果最佳，Na2B4O7次之［15］。張靜等研究發(fā)現(xiàn)，利用不同質(zhì)量濃度的多效唑包衣處理番茄種子，其中以150mg／L多效唑包衣處理的效果最顯著，能有效降低番茄苗高，增加莖粗，有利于培育壯苗［16］。朱誠利用矮壯素浸泡處理黃瓜種子，結(jié)果表明，黃瓜幼苗前期生長緩慢，受到了一定程度的抑制，但后期幼苗的莖粗、葉面積和干重均顯著高于對照［17］。

1.3 生物農(nóng)藥

生物農(nóng)藥是用來防治病、蟲、草等有害生物的生物活體及其代謝產(chǎn)物和轉(zhuǎn)基因產(chǎn)物，包括微生物源、植物源、動物源和抗病蟲草害的轉(zhuǎn)基因植物等［18］。生物農(nóng)藥防治注重的是植物病蟲害的總體防治，它是通過拌種、浸種和包衣來處理種子，可以降低化學(xué)農(nóng)藥的使用量，減少農(nóng)藥使用次數(shù)。

1.4 種子引發(fā)

種子引發(fā)又稱種子滲透調(diào)節(jié)，是通過控制種子在具有一定滲透勢的溶液中緩慢吸水，讓種子處于預(yù)發(fā)芽狀態(tài)，充分激活細(xì)胞生物酶活性，使細(xì)胞膜得到修復(fù)，從而提高種子活力的一種處理方法［19］。經(jīng)引發(fā)的種子出苗快而齊、成苗率高、抗逆性強(qiáng)、作物產(chǎn)量增加［20］。目前，種子引發(fā)已成功應(yīng)用在不結(jié)球白菜［20］、萵苣［21］、辣椒［22］等園藝植物上。

1.5 種子包衣及丸粒化

種子包衣是一項(xiàng)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)豐收的高新技術(shù)。種子包衣是指利用包衣機(jī)在種子外面均勻的包覆一層粘著劑，成膜劑中可以根據(jù)用途加入殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、微肥、植物生長調(diào)節(jié)劑、著色劑以及填充劑等材料，以達(dá)到提高種子抗逆性，促進(jìn)萌發(fā)，加快成苗，增加產(chǎn)量的目的。有些園藝植物種子因其外形不規(guī)則或是體積太小不便于機(jī)械播種，而種子丸化可以在種子表面包上一層丸化物質(zhì)，將種子做成整齊一致的小球狀，從而利于播種，保證播種質(zhì)量［23］。目前，種子包衣技術(shù)已經(jīng)在番茄［16］、花生［24］等園藝植物中成功應(yīng)用。種子丸?；饕獞?yīng)用于油菜［25］、甜菜［26］等粒小且不規(guī)則的種子上。

2 種子處理的生物學(xué)效應(yīng)

2.1 提高種子活力，促進(jìn)幼苗生長

種子處理能夠促進(jìn)種子萌發(fā)，提高種子的發(fā)芽率，發(fā)芽勢，使幼苗長勢強(qiáng)、莖粗壯、根系發(fā)達(dá)，增強(qiáng)其抗逆能力［27］。物理方法、無機(jī)化學(xué)試劑、種子引發(fā)以及種衣劑等處理方法都可以促進(jìn)種子萌發(fā)，提高出苗率。物理方法如磁場［28］、電場［29］、等離子體［30］處理種子都能夠促進(jìn)種子萌發(fā)。黑龍江省拜泉糖廠利用靜電處理甜菜種子，結(jié)果表明，甜菜種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率均顯著高于對照［31］。夏麗華利用磁場處理油菜種子，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)磁場處理可使油菜種子內(nèi)酶活化，從而促進(jìn)發(fā)芽，提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢［32］。

大量研究表明，化學(xué)方法中用 H2O2、KNO3、KMnO4等無機(jī)化學(xué)試劑處理種子效果顯著［26］。用95%～98%的濃H2SO4處理和醫(yī)用H2O2處理菠菜種子，可提高種子發(fā)芽率［33］。馬崇堅(jiān)用KNO3處理茄子種子，與對照相比，發(fā)芽勢及發(fā)芽率分別提高97.73%、34.45%［15］。

種子引發(fā)也可促進(jìn)種子萌發(fā)，?，幍扔镁垡叶继幚聿唤Y(jié)球白菜種子，結(jié)果表明，經(jīng)引發(fā)處理的不結(jié)球白菜種子的發(fā)芽率、幼苗干鮮重、根長、莖粗均顯著高于對照［20］。劉彥文等研究表明，利用蛭石引發(fā)處理萵苣種子，可減輕萵苣種子的高溫休眠，提高萵苣種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢，促進(jìn)幼苗生長［21］。

包衣劑中使用的的各種殺蟲劑、殺菌劑、除草劑均可有效地防治各種病蟲草害，保證了種子發(fā)芽率高，苗齊、苗壯［22］。方敦煌等以不同的微生物對煙草種子進(jìn)行生物包衣處理，結(jié)果表明，1號生物處理煙草種子的發(fā)芽勢、活力指數(shù)及種子活力均顯著提高［34］。

2.2 防治病蟲害

種子包衣及丸?；^程中可將殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、生長調(diào)節(jié)劑中的一種或幾種添加進(jìn)去，經(jīng)包衣的種子集優(yōu)良品種、優(yōu)質(zhì)種子、農(nóng)藥、微量元素和肥料于一體，能夠有效地防治土壤和種子傳播的病蟲草害。種子萌發(fā)后，內(nèi)吸性殺蟲劑被幼苗吸收并傳導(dǎo)至病蟲危害部位，可有效地防治地下害蟲，提高出苗率。包衣劑中的各種化肥、微肥、植物生長激素為幼苗的生長發(fā)育提供了充足的營養(yǎng)，促使苗全苗壯，從而增強(qiáng)幼苗抗病性［23］。張靜等研究發(fā)現(xiàn)，用多效唑包衣番茄種子能有效矮化植株，增加莖粗，增加植物體內(nèi)游離脯氨酸的含量，增強(qiáng)了番茄幼苗的抗病能力［16］。

2.3 提高園藝植物抗逆性

許多研究表明，磁場處理、射線、植物生長調(diào)節(jié)劑處理、聚乙二醇引發(fā)處理和種子包衣及丸?；幚淼确N子處理方法均能提高作物抗逆性［27］。朱建楚等通過模擬磁場環(huán)境處理番茄，經(jīng)處理的番茄過氧化物酶活性明顯高于對照，葉片細(xì)胞膜的相對透性小于對照，結(jié)果表明，磁環(huán)境處理提高了番茄的抗旱能力［35］。花生種子經(jīng)低劑量的60Co－γ射線輻照后，其幼苗長勢強(qiáng)并且對外界的抵抗力也顯著增強(qiáng)［36］。許多研究表明，三唑酮能顯著地提高花生［37］、黃瓜［38］、大豆［39］等植物的抗脅迫能力。?，幍妊芯勘砻鳎肞EG引發(fā)處理不結(jié)球白菜種子，可顯著增加幼苗的SOD、POD、CAT活性，增強(qiáng)幼苗的抗逆能力［20］。

2.4 提高園藝植物產(chǎn)量

種子處理可激活植物種子內(nèi)源物質(zhì)，提高抗逆性，增產(chǎn)效果顯著。電場、磁場、等離子體、殺蟲劑、殺菌劑、脫落酸等處理方法均能提高園藝植物的產(chǎn)量。吉林省甜菜糖業(yè)研究所利用離子體處理甜菜種子，結(jié)果表明，甜菜根產(chǎn)量顯著提高，提高幅度因甜菜品種而異［31］。梁英等研究表明，應(yīng)用28.7%噻蟲·咯·霜靈懸浮劑和60%吡蟲啉懸浮劑處理的花生，產(chǎn)量分別比對照增加483.0，492.0kg／hm2［24］。懷雁等研究表明，包衣后油菜產(chǎn)量比不包衣油菜平均單產(chǎn)增11.11kg／667m2［40］。

3 展 望

傳統(tǒng)育種由于育種時(shí)間過長、效率較低等局限性，使得種子處理成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)不可缺少的一項(xiàng)種子加工技術(shù)，它的普及應(yīng)用直接反映一個(gè)國家種子工作的現(xiàn)代化水平。經(jīng)現(xiàn)代技術(shù)處理過的種子，種子活力得到激活，種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率增加，抗逆性增強(qiáng)，產(chǎn)量增加，品質(zhì)改善，能達(dá)到提高產(chǎn)量、改善品質(zhì)和增加抗病蟲害能力和抗旱能力的目的。因此，種子處理理論及技術(shù)研究是一個(gè)極具探討價(jià)值的課題，主要包括以下3方面的內(nèi)容：1）物理技術(shù)的基礎(chǔ)性研究及技術(shù)裝備的研制；2）化學(xué)試劑處理不同園藝植物的適宜條件以及作用機(jī)理的研究；3）多功能種衣劑以及包衣設(shè)備的研制。

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