冷等离子体处理对不结球白菜种子萌发、幼苗生长特性及产量的影响

摘    要：以不结球白菜达美为试材，采用培养皿发芽试验和随机区组试验的方法，分别设定不同剂量冷等离子体40、60、80、100、120 W，研究了不同剂量冷等离子体对不结球白菜种子的萌发、生长、产量和品质的影响，以期找到一种高效的育苗方法。结果表明，不同剂量冷等离子体处理对不结球白菜种子萌发均有促进作用，种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均高于对照；种子α-淀粉酶活性增强，电导率下降，其中80 W冷等离子体处理下，α-淀粉酶活性显著增强了116.81%，电导率明显下降了45.41%。同时冷等离子体处理能促进不结球白菜生长发育，使株高和根长增加，使产量提升14.55%～47.79%，其中80 W冷等离子处理下产量最高。冷等离子体处理后，不结球白菜叶片维生素C含量、叶绿素含量都有所增加，其中100 W处理下叶绿素含量显著增加了63.89%。除40 W冷等离子体处理外，其他处理叶片硝酸盐含量均低于对照。综合可知，80～100 W的冷等离子体处理对不结球白菜种子萌发、幼苗生长及产量提高的效果最好。

关键词：冷等离子体；不结球白菜；种子萌发；生长；产量；品质

中图分类号：S634.3 文献标志码：A 文章编号：1673-2871（2023）04-101-05

Effects of cold plasma teatment of non-heading cabbages seeds with different radiation intensity on seeds germination， growth and yields

LIU Jinping1， SUN Feifei2， WANG Xia3

（1. Taizhou College of Science and Technology， Taizhou 318020， Zhejiang， China; 2. Nanjing Agricultural Technique Extension Station， Nanjing 210000， Jiangsu， China; 3. Nanjing Vegetables Scientific Institute， Nanjing 210042， Jiangsu， China）

Abstract： It was researched that the effect of cold plasma treatment of non-heading cabbages seeds with different radiation intensity on seed’s germination， growth， yields and quality was investigated as the material of DaMei treated by the equipment with different radiation intensity from 40 W to 120 W， with the method of germination experiment and random block experiment. The results showed that it had a promotion effect on germination of non-heading cabbage seeds with different plasma treatment， that germination energy， germination percentage， germination index and vigor index were higher than CK. The activity of alpha amylase was incresed， conductivity was reduced ， and it was increased 116.81% obviously in α-amylase activity， decreased by 45.41% significantly in the conductivity under 80 W cold plasma treatment. It also could promote the growth of non-heading cabbages with plant height and root length increased. And the yield was increased by 14.55%-47.79%， while there was the highest output under 80 W cold plasma treatment. It also improved the quality that the content of vitamin C and chlorophyll were higher， the content of nitrate and nitrite were lower than CK， the water content were not changed obviously. And it was increased by 63.89%. in chlorophyll contenr under the treatment of 100 W cold plasma. In addition to the 40 W cold plasma treatment， the leaf nitrate content were lower than CK. The effect of 80-100 W cold plasma treatment was the best.

Key words： Cold plasma; No-heading cabbage; Seeds germination; Growth; Yield; Quality

冷等离子体是导体，是物质的第四态。冷等离子体处理种子技术是一项物理农业技术[1]，主要是通过冷离子体激活种子内源物质，使作物提高抗逆性，从而提高种子发芽率[2-3]，增加作物产量，提早作物果实收获时间[4]。近年来，国内外许多专家、学者均开展该项技术研究。Ghasempour等[5]研究表明，冷等离子体可启动种子内部机制，改善幼苗性能、调节次生代谢循环、调控乙酰转移酶基因的表达。许东恒等[6]研究表明，等离子体不同剂量处理花生种子，明显提高苗期根系数量、根系长度、下针期株高和下针率，且比对照增产增效。方向前等[7]研究表明，等离子体处理的大豆种子能明显提高苗期的根系数，并提高开花率、结荚率，且等离子体处理大豆种子的最佳次数为2次，增产、增收效果显著，这可为大豆优质、高产、高效栽培技术的广泛应用提供有力的理论支撑。周筑文等[8]研究表明，等离子体处理的玉米植株性状、产量和抗病虫能力均比对照（未处理）明显提高，植株株高提高15～20 cm，穗位高提高5 cm左右，每株果穗数增加1～2个，果穗长增加1～3 cm，产量增加0.1～0.5 kg·株-1，其中，以电流1500 mA等离子体处理效果最佳。汤小婷等[9]研究发现，等离子体处理提高了穿心莲种子活力，促进幼苗和植株生长，增强植株抗逆性。

目前关于冷等离子体处理在十字花科植物中研究不多，在西蓝花芽苗生产和贮藏品质研究方面[10-11]有报道，在白菜类蔬菜中的应用研究较少。在课题组前期冷等离子体处理番茄、辣椒种子试验的基础上，笔者的试验设置不同剂量冷等离子体处理不结球白菜种子，探究其对不结球白菜种子萌发、生长、产量及品质的影响，为叶菜类优质、高产、高效栽培技术的广泛应用提供有力的理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

供试品种为达美青梗菜，由南京市蔬菜科学研究所提供。试验地点位于南京市蔬菜科学研究所横溪科技园区温室大棚内，供试土壤基本肥力为有机质含量（w，后同）28.49 g·kg-1，全氮（N）含量1.56 g·kg-1，速效磷（P2O5）含量1 013.66 mg·kg-1，速效钾（K2O）含量347.40 mg·kg-1，土壤pH值为6.42。供试冷等离子体种子处理机为常州中科常泰等离子体科技有限公司提供。

1.2 试验设计

1.2.1 试验处理 试验采取单因素随机区组试验设计，共设5个处理，其中以未经冷等离子体处理的种子作为对照（CK），冷等离子体处理T1、T2、T3、T4、T5的功率分别为40、60、80、100、120 W。每个冷等离子体处理设3次重复，每重复种子量为100粒，处理时间均为18 s。通过调控试验装置，采用不同的功率处理蔬菜种子。

1.2.2 种子萌发试验 2021年8月3日处理种子，处理过的种子经浸种吸胀后置于铺有两层滤纸的培养皿内，每个处理3次重复，每重复处理100粒。将培养皿放到GXZ人工智能光照培养箱内避光培养，温度23 ℃。

1.2.3 温室观测 2021年8月24日处理种子，经过浸种催芽，25日播种于装有混合基质的72穴育苗盘中。9月21日将具有3～4片真叶的蔬菜苗定植于日光温室内，随机区组排列，每个冷等离子体处理包括设3次重复试验，共需设18个小区，单个小区面积为36.0 m2（4.0 m×9.0 m）。行距25 cm，株距20 cm，整个生育期各处理的水肥管理一致。11月25日进行采收。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 种子发芽指标 从种子置床之日开始，每隔24 h观察种子萌发情况并统计发芽种子数（种子发芽试验以子叶露出为萌发标准），连续统计7 d。参照GB/T 3543.4－1995[12]，以第3天统计的累积发芽数计算发芽势，以第7天统计的累积发芽数计算发芽率。采用3，5-二硝酸水杨酸法[13]测定萌发种子的α-淀粉酶活性，采用电导仪法[14]测定种子的电导率。

发芽率/%=[发芽株数总种子数]×100；                     （1）

发芽指数（GI）=[GtDt]；                                  （2）

其中，Gt为不同时间的发芽数，Dt为不同的发芽试验时间。

种子活力指数（VI）=S×GI；                      （3）

S为幼苗干质量。

1.3.2 生长指标 于定植后80 d采收，每小区随机取3个点，每点取5株，用直尺测定株高（cm）和根长（cm），取平均值。收获时，去除边行优势，每小区随机取样7.0 m2（1.4 m×5.0 m）进行产量统计，然后折算成667 m2产量。

1.3.3 品质指标 采收后每处理随机取3～5株青梗菜，混合取叶片，测定维生素C、硝酸盐、亚硝酸盐和叶绿素等的含量。各指标测定方法[15-17]如下：采用2%的草酸浸提-酚二磺酸比色法测定维生素C含量；采用蒸馏水浸提-紫外分光光度法测定硝酸盐含量；采用磺胺比色法测定亚硝酸盐含量；采用80%丙酮浸提法测定叶绿素含量。