三种新型肥料对番茄种子萌发的影响

李信云，蒋舒蕊，李 静，赵 凯

（云南农业大学园林园艺学院，云南昆明 650201）

培育壮苗是保证番茄种子优质的关键，秧苗根系发育不良，抗逆性差，长势弱，定植后会出现缓苗慢、花序发育不良和结果弱小等情况。如何打破种子休眠，促进种子萌发，进而加速植株生长，是种子研究中的一个重点[1]。

近年来，在农业方面以甲壳素、鱼蛋白和三十烷醇等为代表的新型功能性肥料因用量少、无毒、可降解、对环境无污染等优点受到人们的广泛关注。甲壳素主要是从虾壳、蟹壳中提取，在地球上的储存量较大[2]。目前甲壳素在农业及其他生产领域中被推广应用。研究发现，甲壳素在番茄[3]和黄瓜[4]上使用，能促进作物根茎叶的生长；
在葡萄园中施用，能明显改善土壤微生物群结构，促进养分的分解，提高土壤质量[5]；
在樱桃番茄、小叶白菜[6]和结球白菜[7]等蔬菜上使用，能明显提升作物品质。可见，甲壳素在很多植物上都取得了显著的促进生长效果，因此被认为是一种新型植物生长调节剂。鱼蛋白肥料作为一种功能型肥料，含多种活性物质及丰富中微量元素，可产生催化作用的酶增加土壤肥力，促进根系发达，使植株健壮[8]；
有研究表明，施用鱼蛋白有机肥能够提高番茄[9]、小麦[10]等作物的产量和品质；
另外，鱼蛋白多肽对盐胁迫下甜糯玉米起到缓解作用，并提高了甜糯玉米中的叶绿素、抗氧化酶的含量[11]。三十烷醇是一种植物生长调节剂，能促进植物对水分、矿质元素的吸收，显著提高叶绿素含量、光合速率，具有调节光合产物运输、分配和积累的作用[12]；
用三十烷醇于20 ℃下浸种超甜玉米，能显著提高种子的发芽率[13]。毛景英等[14]研究发现，0.1%三十烷醇微乳剂对棉花生长具有较好的调节作用。除在农作物上使用外，三十烷醇在花卉培养、食用菌养殖上均取得了良好的效果。

目前国内针对这三种新型肥料对种子萌发和根系生长影响的研究还处于起步阶段，鉴于此，本试验探讨了不同浓度甲壳素、鱼蛋白、三十烷醇对番茄种子萌发的影响，以促进番茄的生长，并提高肥料的利用率，为番茄高产、优质栽培特别是壮苗的培育提供参考。

1.1 试验时间、地点

试验于2021 年9—12 月在云南农业大学园林园艺学院辣椒番茄实验室中进行。

1.2 供试种子

番茄种子选用课题组自主选育的优良番茄自交系（YUAN335）；
人工气候箱型号为DZ47-60C20，宁波江南仪器厂制造；
种子萌发袋（18 cm×12.5 cm），北京启维益成科技有限公司。

1.3 材料与试剂

鱼蛋白（粉剂），纯度≥90%，山东田旺生物科技有限公司；
甲壳素，纯度＞99%，青岛中农新科生物科技有限公司生产；
三十烷醇，纯度＞98%，北京杨村化工有限责任公司生产。

1.4 试验方法

挑选30 粒外观饱满的番茄种子，先用55 ℃温水浸种20 min，然后用0.1%高锰酸钾液消毒15 min，后用蒸馏水冲洗干净，分别用不同浓度药剂（甲壳素、鱼蛋白、三十烷醇）浸泡24 h，分别装入有对应不同药剂浓度的种子萌发袋中，将种子萌发袋置于气候箱中培养，温度25 ℃，光照12 h，光源为白炽灯，光强8 000 lx，相对湿度60%。在试验前先进行预试验。每个处理重复3 次。

甲壳素与蒸馏水配比，设置浓度梯度为0（CK）、0.01、0.1、1、10 mg/L，以下称为CK1、J1、J2、J3、J4；
鱼蛋白与蒸馏水配比，设置浓度梯度为0（CK）、1、3、5、7 g/L，以下称为CK2、Y1、Y2、Y3、Y4；
三十烷醇与蒸馏水配比，设置浓度梯度为0（CK）、1、1.5、3、6 mg/L，以下称为CK3、S1、S2、S3、S4。24 h 后开始观察出芽情况，以后每天记录发芽粒数，3 d 后计算发芽势，7 d 后统计发芽率、发芽指数和发芽活力指数等指标，分别按照公式（1）（2）（3）（4）计算。

式中，A1为第3 天处理的发芽种子数；
A2为第3 天处理的总种子数。

式中，GR为发芽率，%；
B1为第7 天处理的发芽种子数；
B2为第7 天处理的总种子数。

式中，GI为发芽指数；
Gt为浸种后t 日的发芽数；
Dt为相应的发芽日数。

式中，VI为活力指数；
S为发芽t时间时胚根及胚轴的总长度，cm；
GI为发芽指数。

观察种子萌发情况并统计番茄种子发芽期间的根长和根毛数，根长用直尺测量。

1.5 数据处理方法

采用Microsoft Excel 2010 绘制图表，用IBM SPSS Ststistics 24 对试验数据进行分析处理，并进行显著性差异比较。

2.1 对番茄种子发芽的影响

由表1 可以看出，甲壳素、鱼蛋白和三十烷醇三种肥料对种子萌发作用不同。从发芽势上看，甲壳素处理中，随着甲壳素浓度的增加，发芽势呈现先上升后下降的趋势，J2 发芽势最高，比CK 高30.52%，J4 表现为抑制作用，发芽势仅为41.05%；
鱼蛋白处理中，随着鱼蛋白浓度的增加，发芽势逐渐增加，所有处理组均高于CK，差异显著，其中以Y4 处理最高，为97.56%，较CK 高31.78%；
而三十烷醇处理与CK 相比，呈现抑制作用，且差异显著。

表1 不同处理番茄种子的发芽情况Table 1 Germination of tomato seeds with different treatments

从发芽率上看，甲壳素处理的发芽率均低于CK，且差异显著；
鱼蛋白处理组发芽率均高于CK，且随浓度增加而增加；
三十烷醇处理的S1、S2 发芽率高于对照，而S3、S4 低于CK。

发芽指数和活力指数都是对种子活力的反映，活力指数是种子发芽速率和生长量的综合指标，是种子活力的更好指标。活力指数越高，种子活性越大，本试验以活力指数作为判断种子活力的有利依据。甲壳素处理组与CK 相比，发芽指数和活力指数差异显著，发芽势呈先增加后降低的趋势；
鱼蛋白处理组发芽指数和活力指数均高于CK，差异显著，随着浓度升高而呈先上升趋势，在Y2 达到峰值后下降，说明鱼蛋白浓度升高会抑制苗后期根系的伸长。三十烷醇处理下，S1 的发芽指数和活力指数都高于CK，在其他浓度水平指数普遍低于CK。

2.2 对番茄种子根长的影响

由图1～3（见下页）可以看出，所有处理组的根长均随时间的推移而增加。本试验中发芽初期甲壳素处理的根长显著小于CK，但从第4 天开始，甲壳素有显著促进根长的表现，随着浓度的增加而增加，到第8 天时，J1、J2、J3、J4 处理分别较CK 增长38.69%、45.73%、56.11%和57.77%；
鱼蛋白处理组在第2 天开始有促进根长生长的表现，但随着时间的推移，适宜的浓度有促进根长生长的作用，低浓度在（1、3 g/L）显著促进根的生长，高浓度在（5、7 g/L）抑制根的生长；
三十烷醇处理的根长普遍低于CK，随三十烷醇浓度的增加，第8 天时相对于CK 增长率为1.04%、1.30%、-6.17%和-7.02%，说明三十烷醇不能促进根生长，且在高浓度时会抑制根的生长。

图1 甲壳素对番茄种子根长的影响Fig.1 Effect of chitin on root length of tomato seeds

图2 鱼蛋白对番茄种子根长的影响Fig.2 Effect of fish protein on root length of tomato seeds

图3 三十烷醇对番茄种子根长的影响Fig.3 Effect of decanoyl alcohol on root length of tomato seeds

2.3 对番茄种子根毛数的影响

由图4～6 可以看出，甲壳素对番茄种子发芽初期根毛数有一定的抑制作用，到第6 天和第8 天均表现出促进作用，第8 天时浓度J1、J2、J3、J4 较CK 分别增长3.86%、22.26%、40.95%、38.58%；
鱼蛋白处理组对根毛的生长存在抑制作用，且随浓度的增加抑制作用增强；
三十烷醇处理组中第2 天无根毛长出，S2 在第4 天、第6 天的根毛数增加，但其他浓度处理组的根毛数均低于CK。

图4 甲壳素对番茄种子根毛数的影响Fig.4 Effect of chitin on root hair number of tomato seeds

图5 鱼蛋白对番茄种子根毛数的影响Fig.5 Effects of fish protein on root hair number of tomato seeds

图6 三十烷醇对番茄种子根毛数的影响Fig.6 Effect of decanoyl alcohol on root hair number of tomato seeds

已有大量实验证明，甲壳素能促进植物生长、增加植物的抗性和矿物质营养，因此甲壳素及其衍生品在农业领域中被大量推广应用，可作为植物生长调节剂、果蔬保鲜剂和土壤改良剂等[15]。由此可见，甲壳素有较大的开发价值。通过3 种新型肥料对番茄种子的发芽和根生长的影响探索种子萌发和幼苗生长的适宜浓度。在本试验中，用不同浓度的甲壳素溶液浸种番茄种子，甲壳素对番茄种子发芽势随浓度的升高先增后降，其中J2 时番茄的促生长作用最好，J3 时的发芽指数和活力指数最高，在发芽后期都能显著促进根和根毛的生长，说明甲壳素对番茄中种子萌发有较好的促进作用，这与其在黄瓜[16]、西瓜[17]、番茄[4]上的研究结果相似。

鱼蛋白是天然有机肥，可用于多种作物中提高含糖量，改善品质。金芳芳[18]试验证明，鱼蛋白在葡萄、白菜、水稻等多种作物上能健壮植株、提高产量；
另外在番茄[19]、草莓[20]、樱桃[21]等也取得了较好的试验结果。在本试验中，鱼蛋白处理的发芽率和发芽势都随浓度升高而增加，在Y4 时分别为99.43%、97.56%，证明鱼蛋白能打破休眠促进种子萌发，促进根增长，但不利于根毛生长，原因需进一步研究探讨。

三十烷醇能提高植株的发芽率和蒸腾作用，低浓度的三十烷醇促进植物对微量元素的吸收，增加ATP 的储存和积累[12]。三十烷醇在发芽率、发芽指数和活力指数除了S1 外均低于CK，对根长和根毛均呈现抑制作用；
高浓度和低浓度都存在抑制作用，不符合一般规律，总体来说对种子萌发无促进作用，这与汤日圣等[22]的研究一致。

综上所述，适宜浓度的甲壳素、鱼蛋白可促进番茄种子的萌发，提高了种子活力，甲壳素在番茄种子萌发和根系生长中效果最为显著，三十烷醇对番茄种子萌发无促进作用。可见甲壳素、鱼蛋白可应用于番茄生产中，以提高番茄种植的经济效益，这为新型功能肥料推广应用提供了理论基础，便于指导实际生产。