辣椒种子处理技术研究进展

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　　摘要　种子活力是种子质量的重要指标。从辣椒植株早衰、种子后熟和晾晒不当三个方面分析了辣椒种子活力低的原因，并从物理处理、化学处理等种子处理方法上综述了提高辣椒种子活力的技术，这些处理技术对辣椒种子萌发、幼苗生长、产量和品质可产生有利的影响。并对今后的发展作了展望。
　　关键词　辣椒；种子活力：种子处理
　　
　　辣椒是一种重要的蔬菜作物和调味品，起源于中南美洲及墨西哥一带，在世界各地广泛栽培。中国是世界上最大的辣椒种植国家，也是干辣椒的主要生产和出口国。鉴于此，在辣椒的生产中，就必须有优良品种和有效的生产措施来保证获得高产、优质的产品以满足市场需求。但是由于种种原因，辣椒的生产用种常常会出现种子活力低的现象，影响了产量和质量。因此，保证辣椒种子有较高的活力就成了亟待解决的问题。
　　
　　1　种子处理的作用
　　
　　种子处理是指作物播种前利用物理、化学或生物等因素，对播种材料进行消毒、给予某种刺激或补充某些营养物质等措施的总称。如晒种、浸种、药剂处理、微波或辐射处理等。种子处理能刺激种胚，提高酶活性，加速贮藏物质的转化，提高种子生活力，防治某些病虫害等。
　　
　　2　辣椒种子活力低的原因
　　
　　1977年，国际种子检验协会(ISTA)将种子活力定义为：“种子活力是决定种子或种子胚在发芽和出苗期间的活性水平和行为的种子特性的综合表现”。影响种子活力水平的因素包括遗传基因、环境、母株的营养状况、成熟的时期、种子大小、质量、比重、机械损伤、老化以及病原体等。
　　2.1植株早衰
　　病虫为害、田间管理不当、单株坐果数过多及定植过晚都会使植株早衰。有关研究表明，辣椒早衰植株果实虽然也能达到成熟状态，但远不如健壮株上所结果实的色泽和果实饱满程度，其发芽率也明显低于健壮株。
　　2.2种子成熟度不够
　　种子成熟度是决定种子发芽力的内在因素。一般种子活力随种子的发育而提高，至生理成熟达到最高峰。因此采收过早，种子发育不完全，达不到生理成熟，发芽率就会降低；采收过迟，使种子在果实中发芽，从而丧失利用价值。一般来说，辣椒从开花授粉到采种需要55～60d。另外，果实收获后，如果不经过4～5d的后熟，直接取籽，这样不但种子千粒质量下降，而且其活力也会下降。
　　2.3晾晒不当
　　脱粒后，直接将种子放到水泥地上，种子在没晾干之前受到40℃以上高温的烘烤，使种胚受到损伤致使其活力下降。
　　
　　3　种子处理技术
　　
　　3.1物理处理
　　3.1.1干热处理干热处理辣椒种子，可消灭种子的病菌，特别是钝化种子所带的TMV病毒，增强种皮的通透性，提高发芽速度，有利于培育壮苗。李颖等认为，辣椒种子在70℃条件下处理48h后，平均发芽率可以达到89.76％，是所有处理中最高的。张竹青等的研究也认为干热处理能有效的提高种子的发芽率和发芽势。
　　3.1.2湿热处理
　　在盛有5倍于种子体积开水(90～100℃)的有盖容器中，放入种子，然后迅速加盖猛烈振荡，使水温迅速下降到30℃。张竹青等的研究表明，在防虫栽培中，对种子进行湿热处理时防病毒病的效果比温汤处理效果要好。
　　3.1.3温汤处理温汤浸种可以杀死潜伏在种子表面和内部的病原菌，其效果取决于浸种的水温和持续的时间。其过程是把要处理的种子放在容器中，先倒一点冷水，将种子浸湿，约3～5min种子表皮浸湿并吸收一些水分之后，慢慢地向容器内倒入热水，边倒边搅拌，使种子受热均匀，以免烫伤种子，当容器内水温升到50—55℃时，便可停止加热水，当温度下降时，再加少量热水，使水温保持要求的温度，维持15～20min，任其自然冷却到20～30℃。在冷却的水中继续浸种，也可取出催芽播种，或晾干后直接播种。
　　3.1.4种子的干制种子收获后，需要进行干燥处理，否则容易使种子发霉、变质，严重影响其活力，造成发芽和出苗缓慢且不整齐。杨红等以遵义朝天椒为材料，研究了不同干制方法对辣椒种子活力的影响，结果表明：辣果直接挂串在通风处自然风干后，种子的发芽整齐度、发芽势、发芽率和发芽指数最好。如采用烘制辣椒种的方法，温度以40℃左右为宜。胡晋等认为，超低水分种子在室温密闭环境中贮存6个月后，种子的细胞膜能保持较好的完整性，脱氢酶活性和呼吸强度较高。孟淑春等㈣也认为，超干燥处理能加强较不耐贮藏的甜椒种子抗老化裂变的能力，可使种子活力和生活力得到适当的延长。
　　3.1.5吸湿一回干处理所谓湿干处理，就是使种子吸湿一定时间后，再回干至原重。早在20世纪70年代初，Hanson就发现，小麦种子经水分吸胀和干燥处理后能促进种子发芽。巩振辉等研究表明，辣椒种子湿干处理能有效抑制种子可溶性物质的外渗，增加种子内蛋白质的合成，使其芽期过氧化氢酶活性增强、高峰期提前，从而有效地提高了辣椒种子的活力。王广印等将辣椒种子经吸湿一回干处理24h后，种子开始发芽的时间提前，发芽势、发芽指数和活力指数均提高。
　　3.1.6辐射处理辣椒(甜椒)育种现在多采用杂交育种，但亲本材料差异不大，相似成分很多，严重影响了辣椒育种技术进一步发展。通过辐射处理辣椒种子，可以扩大它们的变异范围，找出变异株，取得育种的中间材料，便可选育出更优良的辣椒品种。当然，要使用Co-γ射线、β射线、x射线进行辐辐射处理，就要清楚辐射的剂量。用Co－γ射线辐射处理辣椒(甜椒)种子，从发芽率、出苗率、M代突变频率看，辣椒种子最适宜的辐射剂量为2万伦琴；甜椒种子在3万伦琴以上，处于半致死剂量，最适宜的辐射剂量是1.5～2万伦琴。
　　还可以将辣椒种子搭载到返回式航天器，利用太空微重力、多种宇宙射线、大交变磁场等因素，使种子基因发生突变，获得高品质的新品种，从而显著提高其产量、品质和档次。我国在1987年8月5日发射的第9颗返回式卫星中，首次搭载了青椒、小麦、水稻等作物，开始了我国在太空育种领域的有益尝试。1996年洛阳诚研辣椒研究所与中国科学院遗传研究所合作，将一些辣椒品种材料在太空遨游一个月后，结果在这些材料中发现大果型变异。2000年中国航天科技集团向湖北孝昌县赠送的太空辣椒获得丰收，平均单果质量500g。
　　3.1.7磁场处理具有活力的种子，生物膜两侧存在跨膜电位，外加电场可以诱导膜电位增加，从而触发三磷酸腺苷(ATP)的合成。ATP的形成为种子生长发育及其内部各种酶类的活化提供了能量基础。在施加外电场时，外电场的场强和时间对种子的萌发至关重要，殷涌光等研究认为，当场强为6.50kV／cm、时间为200s时作用的效果最好，辣椒种子的萌发综合指标达到最大值59.916。
　　3.2化学处理
　　3.2.1渗透调节物质处理种子渗透调控处理就是将种子浸在高渗溶液中，在缓慢吸胀过程中使种子 本身的细胞膜和细胞器得到充分的恢复和修复，并使种子内的物质的运动、转化和合成能力增加，为种子萌发做好准备。常用的渗透调节物质有聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)、水杨酸(SA)、氯化钙(CaCl2)等。
　　PEG不仅有渗透调控作用，还有保护作用，它能提高种子的SOD、POD、CAT等保护酶的活性，增强细胞清除自由基的能力，减轻活性氧对膜的过氧化作用，保护膜系统的结构和功能的完整性。李雪峰等用2％的PEG溶液浸种，有提高老化辣椒种子活力的作用。王贵余用250mg／L的PEG溶液处理自然贮存老化的辣椒种子，可显著提高辣椒种子的发芽率和活力，在渗透调节液中加入200mg／L的赤霉素可进一步提高种子活力。
　　PVA的渗透调节作用与PEG具有相似效果。张秉奎在温度为18％时，将牛角椒辣椒种子经0.5％～2.0％PVA处理12～48h后，其发芽率、发芽势、发芽指数都有提高，种子浸出液相对电导率降低，芽期POD、SOD活性增强。
　　3.2.2一般化学物质处理抗坏血酸(ASA)、CaCl2、赤霉素(GA3)等是常用的处理种子的化学药品。抗坏血酸(ASA)是植物体内的一种抗氧化剂，可以清除活性氧，抑制脂质过氧化，从而减缓植物的衰老。CaCl2溶液中的Ca2+是膜保护剂，在植物组织中起第二信使作用，种子萌发中起重要作用的一些靶酶活性和过程都受到Ca22+的调节。用GA3浸种，当外源GA3进入种子后，促进内源生长素(IAA)的合成，提高了种子内淀粉酶的活性，加速种子内淀粉的降解和转化，加快了种子的代谢活动，促进细胞分裂，从而提高种子活力㈣。另外，外源一氧化氮(NO)供体硝普钠(SNP)也是常用的药品。NO是植物体中的一种信号分子，对植物的呼吸作用、光形态发生、种子萌发、根和叶的生长发育、果实等组织的成熟和衰老、胁迫响应等生理过程都有重要作用。李雪峰等旧研究表明，0.5％CaCl2溶液、0.07％ASA和0.03％～0.05％赤霉素溶液浸种效果最好。陈世军等研究表明，低浓度SNP能提高辣椒种子的发芽率，促进辣椒胚根、胚轴生长，提高萌发幼苗SOD、POD、CAT酶的活性，降低MDA的含量。
　　3.2.3种衣剂处理　已有研究表明，蔬菜种子包衣后能有效防治苗期病害，并能补充营养，达到苗齐、苗壮的效果，为减少农药使用、保护环境和增加产量提供保障。李海燕等用甲霜灵种衣剂处理辣椒种子，可使辣椒幼苗的百株鲜质量明显增加，而且能提高幼苗体内的叶绿素及可溶性蛋白含量，防治效果可持续到苗后45d左右。
　　
　　4　展望
　　
　　综上所述，化学方法处理辣椒种子药用量少，时间短，效果好，能保证产品的质量和品质；物理方法处理辣椒种子有的操作简单、容易掌握、经济有效，为广大农民所接受，有的成本较高，且有一定的危险性。与化学方法不同，采用物理方法处理辣椒种子，可以不用或严格控制农药和化肥的使用，从而降低土壤中化学物质的含量，达到改善环境、改善食品质量之目的。
　　种子是农业生产的重要基本生产资料，保持和提高种子活力研究具有重要的理论意义和现实意义。为获得高活力的种子，我们应从生产的实际要求出发，把种子生理与植物发育学、植物分子生物学及植物生理生化等学科联系起来，全面研究影响种子活力的因素，尤其是影响种子活力的遗传因素，从而找到提高种子活力的有效措施，为农业的丰产、稳产奠定良好的基础。
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