不同浓度沼液浸种对西瓜种子萌发的影响

史向远，周 静，王保平，王秀红，李素娟，李欣欣

（山西省农业科学院现代农业研究中心，山西太原030031）

西瓜是一种经济价值较高的农艺作物，在园艺作物种植中占据着重要地位。西瓜种苗的优劣，一定程度上决定了西瓜的产量及品质。西瓜种子的萌发是西瓜成苗的第一个阶段，其发育好坏直接决定了当年西瓜的收成以及肥料、农药、人工等辅助物资的开销。沼液是沼气厌氧发酵后的液态残留物，含有一定量的植物生长和发育的营养元素及其他成分[1-2]，这些物质在浸种过程中起到刺激种子发芽和生长的作用。通过沼液浸种，可以促进种子生理代谢，提高种子的发芽率，增强西瓜种苗抗逆性，从而提高西瓜产量[3-5]。沼液浸种在水稻、玉米、小麦、棉花及各类蔬菜中早有应用。宋洪川等[6]研究表明，用沼液浸种有利于芽的生长，提高秧苗素质，苗表现出茎高、叶宽、茎粗、根长和根数多等特点。张无敌等[7-10]对韭菜、辣椒、白菜、生菜、甜瓜、柴胡、番茄、莴苣种子等用沼液进行了浸种试验，结果表明，5%～20%沼液能有效促进植物种子萌发，作物不同适宜的沼液浓度不同，但共同特点是适宜种子萌发的沼液浓度均为低浓度沼液。前人对沼液浸种的研究多集中在粮食作物、叶菜类及中药材方面，其研究结果主要反映了沼液浸种的抗逆效果、对产量的影响等方面，但以西瓜为供试材料的研究较少，有的也多集中在产量、抗病性等效果研究上，对沼液浸种的过程研究鲜有。

本试验在实验室控温条件下研究了不同浓度沼液浸种对西瓜种子萌发的影响，旨在找到沼液浸种对西瓜种子萌发促进或抑制的临界浓度、化感作用，更进一步拓宽沼液的利用方式，为沼液在后期液态肥的配制中提供数据支持。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试西瓜品种为早春红玉，种子购买于当地农资市场，种子生产商为安徽省安生种子有限公司。浸种前，剔除杂质和秕籽，确保种子饱满。

供试沼液来源于山西省农业科学院现代农业研究中心东阳试验基地正常产气3个月以上的厌氧发酵池，发酵原料为牛粪、玉米秸秆，沼液的pH值为7.84，EC值为3.45 mS/cm，其主要营养元素含量列于表1。

表1 沼液主要元素含量mg/kg

1.2 试验方法

试验于2017年6月23日至7月27日在山西省农业科学院现代农业研究中心基质实验室内进行。试验共设5个处理（表2），每个处理3次重复，以蒸馏水处理为对照，置于室温下黑暗培养。

表2 沼液浸种发芽试验处理

1.3 测定指标及方法

分别于浸种后 1，4，6，8，12，24，48 h 称量西瓜种子鲜质量，在此之前，用电子天平（精度为0.01 g）先称其风干质量。根长用三角板（精度为1 mm）测量；幼苗鲜质量用电子天平（精度为0.01 g）测量。式中，W1为种子鲜质量（g），W2为种子风干质量（g），W为种子吸水率（%）。

1.4 数据分析

采用Excel进行试验数据处理，采用DPS 7.05统计软件进行试验数据的显著性比较和灰色关联度分析，多重比较用Duncan新复极差法。

2 结果与分析

2.1 不同浓度沼液浸种对西瓜种子吸水率的影响

水分条件对种子萌发有显著的影响，水分是种子萌发的前提条件，种子只有在获取一定量的水分后才能萌发，植物种类不同，其种子的吸水力和萌发需水量不同。种子的吸水量与周围环境之间的水势差有密切的关系。由图1可知，西瓜种子浸种浓度不同，对种子的吸水率影响不同。不同处理下，西瓜种子的吸水率基本都呈现先升后降的规律，在6～12 h间水分吸收率最高。不同处理相比，CK吸水率最大，T1处理次之，T4处理最小。

2.2 不同浓度沼液浸种对西瓜种子发芽的影响

由表3可知，沼液浓度不同对西瓜种子萌发的影响不同。随着沼液浓度的增大，西瓜种子的发芽势和发芽率基本呈下降趋势，在西瓜种子发芽第4天，发芽势最好的是沼液稀释浓度为25%的T1处理，T4处理发芽势最低，为3.33%。在西瓜种子发芽第7天，发芽率达90%的处理只有T1处理（沼液稀释浓度为25%）和CK，按发芽率从高到低排序为T1＞CK＞T3＞T2＞T4，T1处理的发芽率最高，T4处理发芽率最低。说明适宜的沼液浓度有利于种子的发芽，但沼液浓度过大，对种子发芽有抑制作用。

表3 不同浓度沼液浸种对西瓜种子发芽的影响 %

2.3 不同浓度沼液浸种对西瓜种子发芽指数、活力指数和胚根生长的影响

表4 不同浓度沼液浸种对西瓜种子发芽指数、活力指数及胚根长的影响

由表4可知，随着沼液浓度增加，西瓜种子活力指数、发芽指数、胚根长均呈下降趋势，其中，活力指数下降幅度较大。活力指数、发芽指数均随沼液浓度增加，各处理差异显著。随着沼液浓度增加，西瓜幼根生长量逐渐减小，胚根长从大到小排序为T1＞CK＞T2＞T3＞T4，低浓度沼液下西瓜种子胚根长度较长，除沼液浓度在75%，100%处理下胚根长差异不显著外，其他处理间差异显著。总体评价，沼液浓度在25%时，西瓜种子的发芽速度快且长势好。说明低浓度沼液对西瓜幼根生长有促进作用。

2.4 不同浓度沼液浸种对西瓜种子萌发抑制情况研究

由图2可知，沼液对西瓜种子萌发随沼液浓度的不同而不同。随着沼液浓度增加，沼液对西瓜种子抑制作用增强，抑制率增大。当沼液浓度≤25%时，对西瓜种子的发芽有一定的促进作用，与对照相比，二者差异不显著。当沼液浓度在50%～100%时，沼液对西瓜种子的萌发抑制率从大到小排序为T4＞T3＞T2，抑制作用随着沼液浓度的增加而增大。

2.5 沼液浸种相关指标的灰色关联度分析

由表5可知，沼液浓度的高低，与种子的化感抑制率息息相关，沼液浓度越高，种子的化感抑制率越高，其次是种子吸水率，关联系数为0.258 4；种子活力指数与沼液浸种的关联度排名第3，相关系数为0.227 1，其余指标与沼液浸种的关系依次为胚根长＞发芽率＞发芽势。

表5 不同浓度沼液浸种的灰色关联度分析

3 结论与讨论

在本试验中，用25%的沼液处理西瓜种子，其发芽势、发芽率、胚根长、发芽指数、活力指数等指标均显著高于其他处理，与对照相比，差异不显著。当沼液浓度大于50%时，沼液浸种对西瓜种子的萌发有明显的抑制作用，从灰色关联度分析看，沼液浓度与西瓜种子萌发抑制率的关联系数为0.537 1，关联度排名第1位。适宜的沼液浓度对西瓜种子的萌发有促进作用，用沼液浸种可以一定程度提高种子的发芽率，促进种子生理代谢，提高种苗的质量，从而提高西瓜的产量和品质；沼液浓度一旦超过作物所能承受阈值，造成种子失水，就会对种子萌发有抑制作用。本研究表明，沼液浓度在0～25%，适宜西瓜种子的萌发。这与张无敌等[8-10]的研究结果一致。倪天驰等[11]研究表明，5%及以上浓度沼液浸种不利于水稻种子萌发，其抑制作用随着沼液浓度的增加而增强。50%和100%沼液浸种后水稻种子的萌发几乎完全被抑制，其抑制浓度范围与本试验基本一致，但适宜浓度范围相差较大，究其原因：一方面与沼气发酵物料来源有关，不同入料物质导致沼液本身pH值、EC值、重金属含量、微量元素等不同成分的构成差异[12]，从而影响了种子的萌发和活力；另一方面，可能与作物本身的因素有关，不同作物对沼液有不同的适宜浓度临界点[13]，导致不同作物对沼液耐受程度不同[14-18]。

水分是种子萌发的首要条件，种子吸水量的多少直接决定了种子能否正常萌发，对今后种苗的形成意义重大。本研究表明，沼液浸种后西瓜种子吸水量呈先升后降的变化趋势，吸收峰值在6～12 h，这与李彧等[19]的研究结果一致，但与张继红等[20]在甜瓜上的试验结果不同。在自然环境条件下，种子的吸水速率取决于种皮透性、种子与基质的接触面积以及种子与周围环境之间的水势差，细胞膜是逆境胁迫对植物伤害的原初点和主要部位[21]。在本研究中，笔者也发现沼液EC值较高，随着沼液浓度梯度的增加，细胞膜可能受到严重的盐胁迫，引起了种子吸水困难，从而抑制了种子萌发。

综上所述，沼液浸种浓度在0～25%时，可以促进西瓜种子萌发，超过该浓度，对西瓜种子的萌发有抑制作用，不利于种子的萌发。因此，用沼液浸种时，需要提前测定其EC等指标，了解作物种子对盐分的耐受力，具体作物应具体分析。