臭氧處理對(duì)3種蔬菜種子發(fā)芽率的影響

張治家，劉紅艷，房雅麗，閻世江，咸文榮

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，山西太原030031；2.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，山西太原030031；3.青海省農(nóng)林科學(xué)院，青海西寧810016）

油菜、白菜和菠菜是人們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｒ姷木G色葉菜類蔬菜，其均含有豐富的胡蘿卜素、維生素C和膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，經(jīng)常食用可以提高人體免疫力[1-3]，所以，這些綠色葉菜類蔬菜越來越受到人們的喜愛。但目前由于種種原因（如種子帶菌等），種子在萌發(fā)過程中經(jīng)常出現(xiàn)發(fā)芽率低等現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)量和質(zhì)量受到影響[4]。因此，保證這些蔬菜種子有較高的萌發(fā)率，對(duì)提高這些葉菜類蔬菜的產(chǎn)量至關(guān)重要。

臭氧又名超氧，是氧氣的同素異形體，在常溫常壓下，其穩(wěn)定性較差，可分解為氧氣。臭氧具有超強(qiáng)的氧化性，可作為強(qiáng)氧化劑，在適當(dāng)濃度作用下，可殺滅病原微生物，且對(duì)健康細(xì)胞無害[5-7]。目前已有相關(guān)研究表明，臭氧可以提高種子的發(fā)芽率，如李平路等[8]采用臭氧處理玉米種子可以提高其發(fā)芽率；景亞杰[9]采用臭氧處理陳玉米種子可提高其發(fā)芽率；丁明等[10]采用臭氧水處理黃瓜種子可提高其發(fā)芽率；洪波等[11]采用臭氧水處理南瓜種子可提高其發(fā)芽率。而目前關(guān)于采用臭氧處理油菜、白菜和菠菜種子的報(bào)道卻很少。

本試驗(yàn)采用不同濃度的臭氧氣體處理油菜、白菜和菠菜種子，研究不同臭氧處理對(duì)種子發(fā)芽率的影響，旨在為提高種子發(fā)芽率并為以后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試油菜（Brassica napusL.）、白菜（Brassica pekinensis（Lour.）Rupr.）和菠菜（Spinacia oleraceaL.）均購買于當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)，品種分別為五月蔓、真好吃和大葉，種子均無包衣。

1.2 試驗(yàn)方法

2019年6月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保研究所植病實(shí)驗(yàn)室采用由山西遠(yuǎn)東科技有限公司研發(fā)并提供的臭氧發(fā)生裝置進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)。該臭氧發(fā)器是使用一定頻率的高壓電流制造的高壓電暈場(chǎng)，使電場(chǎng)內(nèi)氧分子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，從而制造臭氧。

1.2.1 種子處理 分別選取大小基本一致且顆粒飽滿的油菜、白菜和菠菜種子各100粒，然后平均分成2份，其中一份不進(jìn)行任何處理（簡(jiǎn)稱干），另一份采用自來水恒溫浸種2 h后取出瀝干水分（簡(jiǎn)稱濕），每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)。

1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn) 將上述3種蔬菜干、濕種子分別用40、70、100 mg/kg臭氧氣體處理30 min，之后將處理后的50粒種子放入直徑9 cm的培養(yǎng)皿（皿內(nèi)以雙層濾紙為發(fā)芽床，使用自來水作為處理液），在常溫下培養(yǎng)，每天加入4 mL自來水，以保持濾紙濕潤(rùn)[12]。每處理3次重復(fù)。以不采用臭氧氣體處理的種子作為對(duì)照（CK）。培養(yǎng)7 d后統(tǒng)計(jì)并計(jì)算種子的發(fā)芽率[13]。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 18.0軟件的Duncan's多重比較法進(jìn)行多個(gè)均值間的兩兩比較，并進(jìn)行差異顯著性分析[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧處理對(duì)油菜種子發(fā)芽率的影響

從表1可以看出，油菜種子經(jīng)臭氧氣體處理后，其發(fā)芽率顯著提高（P＜0.05）。干種子的發(fā)芽率隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高而增大，而濕種子的發(fā)芽率則隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高先增大后減小。干種子經(jīng)100 mg/kg的臭氧氣體處理后，發(fā)芽率達(dá)到最大值，為94.0%，與CK相比，發(fā)芽率提高27.0%。濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后，發(fā)芽率達(dá)到最大值，為92.0%，與CK相比，發(fā)芽率提高24.3%。此外還發(fā)現(xiàn)，采用70 mg/kg的臭氧氣體處理油菜干種子和100 mg/kg的臭氧氣體處理油菜濕種子的發(fā)芽率之間沒有顯著性差異。由此可知，干的油菜種子對(duì)不同臭氧的耐受性不同，隨臭氧濃度增加發(fā)芽率增大。

表1 臭氧處理對(duì)油菜種子發(fā)芽率的影響 %

2.2 臭氧處理對(duì)白菜種子發(fā)芽率的影響

由表2可知，白菜種子經(jīng)臭氧氣體處理后，其發(fā)芽率顯著提高（P＜0.05）。油菜干種子的發(fā)芽率隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高差異不顯著，而濕種子的發(fā)芽率則隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高先增大后減小。油菜干種子經(jīng)3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的臭氧氣體處理后與CK相比，發(fā)芽率均顯著提高，濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率達(dá)到最大值，為99.0%，與CK相比，發(fā)芽率提高44.1%。由此可知，白菜種子對(duì)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的臭氧氣體敏感性較差，即白菜種子對(duì)臭氧的耐受性較強(qiáng)。

表2 臭氧處理對(duì)白菜種子發(fā)芽率的影響 %

2.3 臭氧處理對(duì)菠菜種子發(fā)芽率的影響

由表3可知，菠菜種子經(jīng)臭氧氣體處理后，其發(fā)芽率均顯著提高（P＜0.05）。油菜干種子的發(fā)芽率經(jīng)臭氧氣體處理后明顯高于濕種子經(jīng)臭氧處理的效果，干種子的發(fā)芽率經(jīng)臭氧氣體處理后隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高差異不顯著，其發(fā)芽率最高達(dá)到80%，而濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率最大值僅為69.0%。由此可知，菠菜干種子對(duì)臭氧的敏感性較差，而濕種子對(duì)臭氧的敏感性較強(qiáng)，即耐受性弱。

表3 臭氧處理對(duì)菠菜種子發(fā)芽率的影響 %

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，3種蔬菜種子經(jīng)臭氧氣體處理后發(fā)芽率均有顯著提高。其中，油菜干種子經(jīng)100 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率達(dá)到最大值，為94.0%，濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率達(dá)到最大值，為92.0%；白菜干種子經(jīng)3種質(zhì)量分?jǐn)?shù)的臭氧氣體處理后發(fā)芽率均顯著提高，且發(fā)芽率均達(dá)到90%以上，濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率達(dá)到最大值，為99.0%；菠菜干種子的發(fā)芽率經(jīng)臭氧氣體處理后明顯高于濕種子，干種子的發(fā)芽率經(jīng)臭氧氣體處理后隨著臭氧質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高差異不顯著，其發(fā)芽率最高達(dá)到80%。

由以上結(jié)果可知，同一種子不同處理對(duì)臭氧的敏感性不同，不同種子同一種處理對(duì)臭氧的敏感性亦不同。其中，油菜和白菜的濕種子經(jīng)70 mg/kg的臭氧氣體處理后發(fā)芽率均達(dá)到最大值，而菠菜的濕種子經(jīng)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的臭氧氣體處理后發(fā)芽率均低于干種子。這可能是由于干種子沒有浸泡，種皮比較厚，對(duì)臭氧的敏感度低于浸泡過的種子，而浸泡過的種子種皮被軟化，導(dǎo)致種皮的通透性發(fā)生改變[15-16]，3種蔬菜種子對(duì)外界刺激（臭氧）的敏感性不同，導(dǎo)致種子內(nèi)部的酶活性發(fā)生不同的變化，從而直接影響種子的發(fā)芽率[17-19]。此外，種子表面本身帶有某些病原微生物[20]，直接進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)極易導(dǎo)致不正常幼苗及死種子的發(fā)生，臭氧具有強(qiáng)氧化性可以殺滅種子表面的微生物，這樣也可以提高種子的發(fā)芽率。

綜上所述，在進(jìn)行種子發(fā)芽試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)奶幚矸椒闯粞鯘舛?，這樣可以有效提高種子的發(fā)芽率，本試驗(yàn)結(jié)果可為以后農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供理論參考。