不同氮浓度对番茄种子萌发及幼苗生长的影响

第37卷第8期Vol.37 No.8
长春师范大学学报
Journal of Changchun Normal University
2018年8月
Aug.2018
不同氮浓度对番茄种子萌发及幼苗生长的影响
王㊀鹤ꎬ关㊀琳ꎬ张丽辉ꎬ韩德复
(长春师范大学生命科学学院ꎬ吉林长春１３００３２)
[摘㊀要]为明确番茄在种子萌发和幼苗生长阶段对氮素的响应ꎬ采用纸上发芽法ꎬ用０㊁２５㊁５０㊁
７５ｍｇ/Ｌ四个浓度的氮素处理番茄种子ꎮ结果表明ꎬ番茄种子发芽率随着氮素浓度的增加而增加ꎬ发
芽势㊁发芽指数㊁活力指数均随着氮素浓度的增加呈现 低促进高抑制 的趋势ꎬ且在５０ｍｇ/Ｌ施氮量
时各项指标均达到最佳ꎮ在氮浓度为２５ｍｇ/Ｌ时ꎬ番茄幼苗芽长达到最大ꎻ氮浓度为５０ｍｇ/Ｌ处理
时ꎬ促进番茄幼苗生物量的积累ꎮ
[关键词]番茄ꎻ种子萌发ꎻ幼苗生长ꎻ氮肥
[中图分类号]Ｓ６４８㊀㊀[文献标志码]Ａ㊀㊀[文章编号]２０９５－７６０２(２０１８)０８－００９２－０４
番茄(ＬｙｃｏｐｅｒｓｉｃｏｎｅｓｃｕｌｅｎｔｕｍＭｉｌｌｅｒ)是我国温室大棚栽培的重要果类蔬菜之一ꎬ栽培面积已达８４ˑ１０４ｈｍ２ꎬ具有重要的经济价值[１－２]ꎮ种子萌发和幼苗生长是番茄生长发育和产量形成的关键时期ꎬ种子萌发受各种因素的影响ꎬ如光照㊁温度㊁水分等[３－４]ꎮ种子萌发前的营养状况直接影响作物种子的萌发率及幼苗的生理指标[３－６]ꎮ以往研究报道表明ꎬ不同浓度的ＰＥＧ溶液对番茄种子萌发有抑制作用ꎬ添加低浓度氮素可提高盐角草发芽率和发芽指数ꎬ不同浓度赤霉素对番茄种子萌发及幼苗生长的影响显著ꎬ不同形态氮源对甜高粱发芽和幼苗的生长有明显影响[７－１０]ꎮ施用化肥是提高番茄产量的重要手段和普遍做法ꎮ氮素是作物生长所必需的元素ꎬ可以促进其茎叶茂盛生长ꎬ但氮肥利用效率较低ꎬ过量的氮肥对植物产生抵制作用ꎬ而氮肥对种子萌发的影响研究较少ꎬ结果也不一致[１１－１３]ꎮ本文探讨不同氮浓度对番茄种子萌发及幼苗生长的影响ꎬ以期获得适宜的施氮浓度ꎬ为番茄生产中合理施用氮肥提供理论依据ꎮ
１㊀材料与方法
１.１㊀材料
１.１.１㊀供试材料
实验于２０１８年３月在长春师范大学应用生态工程实验室进行ꎮ供试番茄种子品种为 谷雨绿领佳人 (市售)ꎻ氮素选用的硝酸铵(分析纯)ꎮ
１.１.２㊀主要仪器
光照培养箱(上海精宏ＧＺＰ－７５０Ｓ)ꎮ
１.２㊀方法
挑选大小一致且饱满的番茄种子ꎬ用７５％乙醇消毒５ｍｉｎꎬ用无菌水反复冲洗干净ꎬ置于铺有２层滤纸的
[收稿日期]２０１８－０３－０１
[基金项目]吉林省本科高等教育教学改革课题 互联网＋环境下高校实践课程混合式教学模式的构建与实践 (吉教高[２０１７]７１号)ꎻ国家自然科学基金资助项目 新外来种禾叶慈姑在异质生境中的繁殖策略及生态适应性研究 (３１５７０４１２)ꎮ
[作者简介]王㊀鹤(１９８９－)ꎬ女ꎬ硕士研究生ꎬ从事植物生理生态学教学与研究ꎮ
[通讯作者]韩德复(１９６５－)ꎬ男ꎬ教授ꎬ博士ꎬ从事植物生理生态学教学与研究ꎮ
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培养皿(直径９.０ｃｍ)中ꎬ向各培养皿中加入相应浓度的氮素处理液１０ｍＬꎬ氮素设置３个浓度ꎬ分别为２５ｍｇ/Ｌ㊁５０ｍｇ/Ｌ㊁７５ｍｇ/Ｌꎬ以蒸馏水为对照ꎬ每个处理重复３次ꎮ于光照培养箱中进行萌发实验ꎬ培养箱温度设置为
２５ħ(１４ｈ)/２０ħ(１０ｈ)ꎬ每天更换氮素溶液以保持各处理液浓度不变ꎮ每天观察㊁记录种子发芽数ꎬ以胚根长２ｍｍ作为萌芽标志ꎮ实验结束后ꎬ每个培养皿随机抽取１０株幼苗ꎬ分别测量番茄幼苗的胚根长㊁胚芽长㊁胚芽鲜重㊁胚根鲜重ꎮ１.３㊀测定指标及方法种子发芽率(ＧＲ)＝(７ｄ种子的发芽数/供试种子总数)ˑ１００％ꎬ
发芽势(ＧＰ)＝(前３ｄ种子的发芽数/供试种子总数)ˑ１００％ꎬ
发芽指数(ＧＩ)＝ð(Ｇｔ/Ｄｔ)ꎬ
活力指数(ＶＩ)＝ＧＩˑＳꎬ式中Ｓ为胚根的平均重量ꎮ
１.４㊀数据处理与分析采用Ｅｘｃｅｌ２００３和ＳＰＳＳ１０.０统计软件作图并进行统计分析ꎮ为了保证方差齐性ꎬ先进行方差异质性检验ꎬ对于方差不齐的数据进行对数转换ꎻ多重比较采用Ｄｕｎｃａｎ法ꎮ图表中数据均采用平均值ʃ标准差来表示ꎮ
２㊀结果与分析２.１㊀不同氮浓度对番茄种子发芽进程的影响氮肥处理后番茄种子发芽率随发芽持续时间的动态变化过程见图１和图２ꎮ由图１可知ꎬ各处理中ꎬ番茄种子发芽率的动态变化过程均呈 Ｓ型 曲线变化ꎮ种子置床后第３天ꎬ各处理种子开始发芽ꎬ随着发芽天数的延长ꎬ发芽进程先后进入高峰期ꎬ发芽率均显著提高并达到最大值ꎮ由图２可知ꎬ７５ｍｇ/Ｌ氮浓度处理种子在第４天发芽数平均仅为５粒ꎬ而种子经０ｍｇ/Ｌ㊁２５ｍｇ/Ｌ和５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子发芽数分别为１１粒㊁１２粒和１４粒ꎮ由此表明ꎬ较低氮处理促进了番茄种子的发芽进程ꎮ
图１㊀不同浓度氮处理下番茄㊀种子累积发芽率
图２㊀不同浓度氮处理下番茄种子
㊀发芽数的动态变化过程２.２㊀不同氮浓度对番茄种子发芽率和发芽势的影响由图３可以看出ꎬ番茄种子的发芽率随着氮浓度的增加而增加ꎬ但各处理间差异不显著(Ｐ>０.０５)ꎮ发芽势是表征种子活力的指标ꎬ它可反映种子发芽的整齐度和发芽速度ꎮ由图４可以看出ꎬ种子发芽势随着氮浓度的增加呈现先上升后下降趋势ꎬ但各氮处理的发芽势均高于对照组(Ｐ<０.０５)ꎬ其中５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子发芽势最高ꎬ发芽整齐度最好ꎮ
２.３㊀不同氮浓度对番茄种子发芽指数和活力指数的影响发芽指数和活力指数均是反映种子活力的综合指标ꎮ多重比较结果(图５)显示ꎬ５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子发芽指数最高ꎬ为１２.２７ꎬ与５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子发芽指数无显著差异(Ｐ>０.０５)ꎬ但显著高于其它处理种子的发芽指数(Ｐ<０.０５)ꎻ７５ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子发芽指数最低ꎬ显著低于其他处理(Ｐ<０ ０５)ꎮ由图６显示ꎬ５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子活力指数最高ꎬ平均为０.１２ꎬ显著高于其它处理组(Ｐ< ３９
０ ０５)ꎬ７５ｍｇ/Ｌ氮浓度处理的种子活力指数最低ꎬ平均为０.０９ꎬ显著低于其它处理种子的活力指数(Ｐ<０ ０５)ꎮ
图３㊀不同氮浓度处理下番茄种子的发芽率图４㊀不同氮浓度处理下番茄种子的发芽势
图５㊀不同氮浓度处理下番茄种子的发芽指数图６㊀不同氮浓度处理下番茄种子的活力指数２.４㊀不同氮浓度对番茄幼苗生长和生物量的影响
番茄幼苗芽长和根生长情况见图７和图８ꎮ由图７可知ꎬ随氮处理浓度的增加芽的生长先增加后降低ꎬ２５ｍｇ/Ｌ处理组芽长最大ꎬ显著高于对照和７５ｍｇ/Ｌ氮浓度处理组(Ｐ<０.０５)ꎮ而２５ｍｇ/Ｌ氮浓度处理组地下部分的生长则明显低于对照ꎬ５０ｍｇ/Ｌ氮浓度处理组根长值最高ꎮ生物量是光合产物积累的结果[１４]ꎮ不同氮浓度处理对番茄幼苗生物量的影响见图８ꎮ由图８可见ꎬ随氮浓度的增加ꎬ番茄总生物量先上升后下降ꎬ在５０ｍｇ/Ｌ达到最大值ꎬ且显著高于对照ꎮ说明氮肥的增加影响了番茄幼苗生物量的积累ꎬ５０ｍｇ/Ｌ是番茄幼苗生物量积累的最佳浓度ꎮ随氮浓度的升高ꎬ番茄幼苗芽生物量先增加后下降ꎬ而根生物量呈现先降低后上升ꎬ且分配到芽的生物量明显大于分配到根的生物量ꎮ
图７㊀不同氮浓度处理下番茄幼苗的根长和芽长图８㊀不同氮浓度处理下番茄幼苗生物量 ４９
３㊀讨论
土壤氮肥是影响种子发芽和出苗的一个主要因素ꎮ本研究结果表明ꎬ氮素浓度显著影响了番茄种子发芽特性ꎮ种子的发芽率随着氮浓度的增加而增加ꎬ其发芽势㊁发芽指数和活力指数均表现为低促高抑的现象ꎬ且均在５０ｍｇ/Ｌ处理时达到最大值ꎬ说明５０ｍｇ/Ｌ氮浓度是番茄种子萌发的最佳浓度ꎮ番茄总生物量在５０ｍｇ/Ｌ达到最大值ꎬ说明氮肥的增加影响了番茄幼苗生物量的积累ꎬ５０ｍｇ/Ｌ是番茄幼苗生物量积累的最佳浓度ꎮ随着氮浓度的增加ꎬ番茄幼苗分配到芽的生物量增加ꎬ降低了分配到根的生物量ꎮ说明氮肥的增加影响了番茄幼苗地上地下生物量的分配[１４]ꎮ
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ＷＡＮＧＨｅꎬＧＵＡＮＬｉｎꎬＺＨＡＮＧＬｉ－ｈｕｉꎬＨＡＮＤｅ－ｆｕ
(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＬｉｆｅＳｃｉｅｎｃｅꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＣｈａｎｇｃｈｕｎＪｉｌｉｎ１３００３２ꎬＣｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔａｋｉｎｇｔｏｍａｔｏｓｅｅｄｓａｓｔｅｓｔｍａｔｅｒｉａｌꎬｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆｔｏｍａｔｏｅｓｔｏｎｉｔｒｏｇｅｎｄｕｒｉｎｇｓｅｅｄｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｓｅｅｄｌｉｎｇｇｒｏｗｔｈｕｎｄｅｒｆｏｕｒｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｕｒｅａａｔ０ꎬ２５ꎬ５０ꎬａｎｄ７５ｍｇ/Ｌｕｓｉｎｇａｐａｐｅｒｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｔｏｍａｔｏｓｅｅｄｓｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬｂｕｔｔｈｅｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｐｏｔｅｎｔｉａｌꎬｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎ￣ｄｅｘａｎｄｖｉｇｏｒｉｎｄｅｘｓｈｏｗｅｄａｔｒｅｎｄｏｆ ｌｏｗｐｒｏｍｏｔｉｏｎａｎｄｈｉｇｈｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｗｉｔｈｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎꎬａｎｄａｌｌｉｎｄｅｘｅｓｗｅｒｅｏｐｔｉｍａｌａｔｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆ５０ｍｇ/Ｌ.Ｗｈｅｎｔｈｅｎｉｔｒｏｇｅｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｗａｓ２５ｍｇ/Ｌꎬｔｈｅｂｕｄｌｅｎｇｔｈｏｆｔｏｍａｔｏｓｅｅｄ￣ｌｉｎｇｓｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍꎻｗｈｅｎｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｎｉｔｒｏｇｅｎｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｗａｓ５０ｍｇ/Ｌꎬｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｂｉｏｍａｓｓｏｆｔｏｍａｔｏｓｅｅｄｌｉｎｇｓｗａｓｐｒｏｍｏｔｅｄ.
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