浸种处理对兰州百合发芽、产量和品质的影响

Effects of seed soaking treatment on germination，yield and quality of Lanzhou lily

摘要

目的 为筛选出效果较好的兰州百合种球浸种剂配方。 方法 依据种子表面消毒及种子生物引发技术原理设计了6个浸种剂配方，CK（不浸种）、T₁（Ms培养基4.42 g/L+NAA 0.11 g/L+多菌灵0.33 g/L+阿维菌素0.20 g/L）、T₂（Ms培养基4.42 g/L+NAA 0.11 g/L+T₈微生物菌剂5 mL/L）、T₃（用磷酸二氢钾0.33 g/L+生根粉1.67 g/L+多菌灵0.33 g/L+阿维菌素0.20 g/L）、T₄（用磷酸二氢钾0.33 g/L+生根粉1.67 g/L+T₈微生物菌剂5 mL/L）、T₅（T₈微生物菌剂5 mL/L），分析了各处理百合的发芽指标、植株生长状况和产量品质指标。 结果 不同的浸种处理均能改变兰州百合的生长、产量构成和品质。T₄处理效果最好，T₅处理次之。与CK相比，T₄和T₅处理的发芽势分别增加了30.43%和13.51%。各处理改变了兰州百合的产量及构成，T₄和T₅处理较CK产量分别显著提高33.28%和22.61%，同时提高兰州百合可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量，降低硝酸盐含量。 结论 磷酸二氢钾+生根粉+微生物菌剂配方（T₄）促进兰州百合的生长、提高产量及优化品质效果最好，微生物菌剂（T₅）单独使用效果次之。

Abstract

Objective To screen the formula of seed ball soaking agent for Lanzhou lily. Method Six seed soak formulations were developed based on the principles of seed surface disinfection and seed bioinitiation technology，CK (bulb not treated);T₁ (Ms medium 4.42 g/L + NAA 0.11 g/L + carbendazim 0.33 g/L + avermectin 0.20 g/L);T₂ (Ms medium 4.42 g/L + NAA 0.11 g/L + microbial inoculation);T₃ (potassium dihydrogen phosphate 0.33 g/L + rooting powder1.67 g/L + carbendazim 0.33 g/L + avermectin 0.20 g/L);T₄ (potassium dihydrogen phosphate 0.33 g/L + rooting powder 1.67 g/L + microbial inoculation);T₅ (soaking microbial inoculants). Result Different seed soaking treatments were able to alter the growth，yield composition and quality of Lanzhou lily，with T₄ treatment being the most effective and T₅ treatment the second most effective.Compared with CK，the germination on potential of T₄ and T₅ treatments increased by 30.43% and 13.51%，respectively.The treatments changed the yield and composition of Lanzhou lily.T₄ and T5 treatments significantly increased the yield by 33.28% and 22.61% respectively compared to CK，and also increased soluble sugar，soluble protein and vitamin C and decreased nitrate content of Lanzhou lily. Conclusion T₄ treatment had the best effect on promoting growth and optimizing quality of Lanzhou lily，followed by T₅ treatment.

Graphical abstract

关键词

兰州百合 / 种球处理 / 生长发育 / 产量 / 品质

Key words

Lanzhou lily / seed ball treatment / growth and development / yield / quality

Author summay

常桂香，硕士研究生。E-mail：[e-mail]

兰州百合（Lilium Davidii Duch.var.unicolor）是中国唯一的甜百合，是极具地方特色的甘肃省名优特色蔬菜^［1］。近年来，随着食用百合在国内的销售市场逐渐扩大，其栽培面积也随之增加。如何提高其栽培技术水平，在百合产业发展中具有重要意义。但是，由于该作物是一种狭域分布，无性繁殖多年生蔬菜。作为小宗蔬菜，对其栽培技术的研究还不深入。

种子播种前处理技术是蔬菜栽培的重要技术环节。利用该技术，可以有效打破种子休眠、提高种子的发芽率、增强种子的活力，促使种子提早萌发，还可以增强蔬菜幼苗的抗寒能力，有效防治种子苗期病虫害的发生^［2］。目前，关于百合种球处理方面的研究及消毒技术应用研究集中于切花观赏百合以及其它的球根类花卉园艺作物中：杨迎东等^［4］针对切花观赏百合品种种球消毒配方研究方面做了深入的报道；杨迎东等^［5］通过使用温水消毒对百合种球处理后研究不同处理对迟眼熏蚊幼虫、跳虫、线虫以及刺足根螨的灭杀效果做了研究；李诚^［6］开展了室内种球消毒药剂筛选研究。兰州百合为多年生蔬菜，其鳞茎生长缓慢，从母株上生长出的小鳞茎长到一级种球需要2~3 a，移栽后长成商品百合需要3~4 a，生长周期长^［7］。在实际生产中，栽培面积小，其种子处理技术应用研究报道较少，商品化种子处理剂产品基本属于空白，农户不使用该技术。因此，筛选有效的食用百合种球处理剂具有迫切的技术需求，也具有广阔的市场前景。

近年来，利用微生物菌剂进行种子处理的种子生物引发技术在园艺作物中广泛应用，有益微生物处理可以使种子表面包被益生菌，提高种子健康性^［8］，另外，功能微生物可以通过改变植物根系生长，间接或直接引起土壤微生物区系的变化^［9］，以调节根际养分的有效性，使之向更有利于作物生长的方向发展，促进植物生长、提高农作物的产量与品质。基于上述现状，本文围绕百合种子表面消毒及生物引发两项关键技术，设计了系列兰州百合种球浸种剂配方，开展田间试验，以期获得适用于该蔬菜作物的播前处理方法，为提升食用百合高效栽培技术提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验区概况

试验地选择在兰州百合适宜种植区阿干镇毗邻的中铺镇蒋家山村进行。当地坐落于甘肃省三地（兰州、临洮、榆中）的交界处，七道梁山顶的东南部，地理坐标介于N 35°49′11″~35°49′13″，E 103°53′12″~103°53′14″之间。其平均海拔为2 330 m，属于典型的二阴山区，半湿润，无霜期较短，属于兰州百合适宜种植区。

1.2 试验设计

本试验采用随机区组设计，共设置6个处理，每处理3次重复。6个处理分别为：CK（不浸种）、T₁（Ms培养基4.42 g/L+NAA 0.11 g/L+多菌灵0.33 g/L+阿维菌素0.20 g/L浸种）、T₂（Ms培养基4.42 g/L+NAA 0.11 g/L+T₈微生物菌剂5 mL/L浸种）、T₃（用磷酸二氢钾0.33 g/L+生根粉1.67 g/L+多菌灵0.33 g/L+阿维菌素0.20 g/L浸种）、T₄（用磷酸二氢钾0.33 g/L+生根粉1.67 g/L+T₈微生物菌剂5 mL/L进行浸种）、T₅（T₈微生物菌剂5 mL/L）。为了确保种球发芽及幼苗生长指标的准确性，选择种球时种球质量为（17±2）g、品相好、独头、无病虫害、包实紧密、无腐烂、形状大小基本相同的二年生母籽种球作为种植材料。兰州百合播前对其种球进行浸泡处理，浸种液用量为浸种液与种球体积比等于5∶1，每处理浸泡767个种球（按照安全系数1.5计算），常温浸泡4 h，晾干15 h后种植。百合于2019年4月18日定植，其定植的株行距为20 cm×42 cm，栽植深度为10 cm，每处理栽植6行。其小区面积长宽为7.5 m×2 m。旱作栽培，无灌溉，田间常规管理。

1.3 测定方法

1.3.1 兰州百合发芽势、发芽率的测定

百合于2019年4月18日种植，发芽势于百合栽种30 d时进行测定，发芽率于百合栽种36 d时进行测定。

发芽率（%）=兰州百合栽种36 d 时的发芽种球数/播种种球总数×100%

发芽势（%）=兰州百合栽种30 d 时的发芽种球数/播种种球总数×100%

1.3.2 兰州百合植株生长及生理指标测定

地上（地下）部分干（鲜）质量、根系活力测定分别在兰州百合苗期（2019-6-12）、开花期（2019-7-28）、收获期（2019-9-28）取样测定。每个处理选择生长势一致的百合植株，从中随机选择5株进行地上（地下）部干（鲜）质量的测定^［10］。具体方法是：将植株从根颈部位切断，用千分之一电子天平分别称量植株地上部、地下部鲜质量，将称量后的植株在105 ℃的烘箱中杀青15 min 后，转为60 ℃烘干至恒质量，用千分之一电子天平分别称量植株地上部、地下部干质量。根系活力测定使用TTC染色法测定^［11］。

1.3.3 百合产量测定

兰州百合在生产中为3年生栽培蔬菜。因此，研究于2021年10月3日对各小区的产量及产量构成测定。产量构成测定，在各小区内随机选择20株测定，测定指标包括：百合母球质量、母球横径、母球纵径、籽球数量、籽球质量。

1.3.4 百合品质测定

各小区内随机选择3株百合母球带回实验室测定，将百合鳞片拨开混匀、清洗干净用液氮冷冻保存于-40 ℃冰箱待测。品质指标测定包括可溶性糖、维生素C、可溶性蛋白质、硝酸盐。可溶性糖：采用蒽酮硫酸法测定^［12］；可溶性蛋白质：采用考马斯亮蓝法测定^［13］；维生素C：采用2，6-二氯酚靛酚钠比色法测定^［14］；硝酸盐：采用水杨酸-硫酸比色法测定^［15］。

2 结果与分析

2.1 不同浸种剂配方处理对兰州百合发芽势、发芽率的影响

发芽势是一个衡量作物种子生长品质的重要指标。从表1可知，在相同时间内使用不同配方浸种剂处理对兰州百合植株的发芽势均有不同程度的影响。其中，T₁处理的发芽势与发芽率较CK降低了28.26%和24.66%，其他处理均无显著差异性。

2.2 不同浸种剂配方处理对兰州百合生长指标的影响

2.2.1 不同配方处理对兰州百合生长的影响

不同配方处理对兰州百合地上下部干质量、鲜质量的影响如表2所示。不同配方浸种剂在不同生育期对百合干鲜质量的影响各不相同。在苗期，与CK相比，T₂处理的降低了地下部干质量，T₄和T₅处理的地下部干质量分别显著增加了43.20%和25.92%，地下部鲜质量无显著差异；地上部鲜质量各处理与CK差异不显著，T₅处理的地上部干质量显著高于CK 30.89%，T₁、T₂和T₄处理分别降低了27.03%、36.68%和21.24%。在开花期，T₄处理的地上部干、鲜质量和地下部干、鲜质量与CK相比分别显著增加了43.26%、39.76%、39.86%和43.04%。收获期，T₄处理的地下部干、鲜质量与CK相比分别显著增加了74.27%和69.24%。

2.2.2 不同配方处理对兰州百合植株根系活力的影响

不同配方浸种对百合根系活力有显著影响。如图1所示，不同生育期，T₄处理的根系活力最强，显著高于CK和其他处理，T₃和T₅处理对根系活力的影响效果次于T₄处理。百合苗期，T₄处理较CK增加了32.67%，T₂处理降低了15.76%；百合开花期，各处理间的根系活力差异性显著，与CK相比，T₃、T₄和T₅分别显著增加16.13%、29.13%和16.71%；百合收获期，各处理根系活力增长速率减小，与CK相比T₁、T₂、T₃、T₄和T₅处理分别增加了18.05%、21.86%、20.46%、28.47%和25.66%。

2.3 不同浸种剂配方处理对兰州百合产量品质的影响

2.3.1 不同浸种剂配方处理对兰州百合产量及产量构成影响

不同配方浸种处理对兰州百合产量均有影响。由表3可知，各处理产量及产量构成与CK相比具有显著性差异。与CK相比，T₄处理的母球质量、母球横径、母球纵径和产量分别比显著提高35.66%、27.05%、16.21%和33.28%，籽球数量和籽球质量分别显著降低65.28%和11.71%；T₅处理效果次之，与CK相比较其母球质量、母球横径、母球纵径和产量分别显著提高了30.65%、21.27%、14.17%和22.61%，籽球数量降低46.73%。综上可知，微生物菌剂浸种处理能有效促进百合生长及产量增加，同时改变百合的产量构成。

2.3.2 不同浸种剂配方处理对兰州百合品质的影响

不同浸种处理对兰州百合品质的影响如表4所示。T₄处理效果最好，显著增加了可溶性糖、可溶性蛋白和维生素C含量，降低了硝酸盐含量。T₅处理次之。对于可溶性糖的影响，与CK相比，T₂、T₄和T₅处理的可溶性糖含量分别增加16.00%、23.00%和14.00%，T₁和T₃处理的可溶性糖含量降低；可溶性蛋白的影响，T₂、T₄和T₅处理分别高于CK5.95%、11.70%和4.40%；维生素C的影响，T₂、T₄和T₅处理较CK分别增加了28.00%、34.00%和20.00%；硝酸盐的影响，T₂、T₄和T₅处理较CK分别降低了6.00%、13.00%和4.00%。

3 讨论

本研究供试的几个配方中，以磷酸二氢钾+生根粉+微生物菌剂配方处理（T₄）效果最优，可显著促进兰州百合的生长、提高商品百合产量和品质。微生物菌剂（T₅）单独使用效果次之。磷酸二氢钾、生根粉是广泛使用的植株生长调节物质。大量研究表明，磷酸二氢钾^［16］和生根粉^［18］应用于农作物浸种处理，可有效促进种子发芽，提高出苗率，还可以促进幼根生长及提高幼苗根系活力^［20］。关于微生物菌剂、磷酸二氢钾和生根粉处理对作物产量品质改善作用方面，亦有大量文献报道：如微生物在土壤中能释放生长素、吲哚乙酸、赤霉素等激素，可调控作物生长^［21］，微生物菌剂处理可以提高枸杞^［22］，马铃薯^［23］产量，也可提高黄瓜中可溶性蛋白、可溶性糖和维生素C的含量，降低硝酸盐的含量^［24］；磷酸二氢钾喷施可显著增加葡萄维生素C和总糖的含量提高^［25］；生根粉处理可以提高木薯叶、茎、薯鲜产，提高收获期薯干可溶性糖和淀粉含量^［18］。可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C、硝酸盐含量是蔬菜品质的重要指标^［26］。经T₄处理的兰州百合可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量较CK提高23.00%、11.70%、34.00%，硝酸盐含量下降了13%；T₅处理的可溶性糖、可溶性蛋白、维生素C含量较CK分别增加14.00%、4.40%、20.00%，硝酸盐含量降低4.00%，由此说明，微生物菌剂、生根粉和磷酸二氢钾均可以提高蔬菜的品质。上述文献支持本研究结果，合理地解释了微生物菌剂与生根粉和磷酸二氢钾配合使用的处理效果优于单使用微生物菌剂浸种处理的效果的根本原因。

本研究结果还表明，含有微生物菌剂的处理总体效果优于对应的土壤消毒剂的处理，由此说明，通过有益微生物制剂浸种以调节在百合种球表面及根际微生物区系是非常有效的处理方法。该方法作用效果优于种子表面消毒处理。其作用效果优于种子消毒处理的原因可能是：利用化学药剂进行种子消毒处理，可以杀死有害的微生物，但是，同时也会杀死有益微生物^［28］；另一方面，由于化学杀菌剂的存在，植物根际暂时会形成一个趋近于无菌或低微生物的环境，但是等化学杀菌剂完全分解之后，在该环境条件下，由于有益微生物缺乏，会导致种子表面及根际土壤大量的有害微生物出现反弹式增长，不利于土壤健康性的恢复和保持。微生物菌剂中含有诸多有益细菌类群，微生物菌剂处理优化了种子表面及根际微生物区系，促进植物生长^［29］。本研究选用的特8™微生物菌剂以假单孢杆菌及植物乳杆菌（Lactobacillussp.）作为主要成分，包含22类菌群，有益微生物总数达15 000 cfu/g^［30］。由此解释了其在百合种子处理中的作用机理。

MS培养基含有大量元素及微量元素，是一种营养全面、丰富的培养基，广泛应用于多种植物组织快繁培养中^［31］。因此，与含有磷酸二氢钾的浸种处理相比，以含有MS培养基化学成分的浸种济配方处理可以为百合种球发芽提供更为完全丰富的营养元素。但是从植株生长状况，产量品质指标综合分析，其作用效果弱于含有磷酸二氢钾的对应处理。推测原因，可能是：作为无机盐小分子，磷酸二氢钾有可能对于百合的种子萌发产生了液体引发作用，即通过控制溶液的水势来调节种子的吸水量，降低种子吸胀伤害，为种子提前萌发进行生理准备，而含有MS培养基化学成分的浸种济配方不具有引发效应。该推测尚需进一研究。

4 结论

不同的浸种处理均能改变兰州百合的生长、产量构成和品质。供试的6个配方中，以磷酸二氢钾+生根粉+微生物菌剂配方处理（T₄）效果最优，微生物菌剂（T₅）单独使用效果次之。在实际生产中，T₅配方更加简单实用，因此在生产中T₄，T₅配方同等推荐使用。另外，由于商品化的微生物菌剂成分及质量存在一定差异，因此在使用过程中应重视对微生物菌剂的选择，如在本研究中选择特8™微生物菌剂，即可达到较好的处理效果。

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基金资助

国家自然科学基金项目(31860549)

兰州市科技计划项目(2017-4-95)

甘肃农业大学学科建设基金项目(GAU-XKJS-2018-05)