豆类芽苗菜种子发芽率影响因素研究

贾姊薇，贾兵国，2，王素娜，2，王星，2，王景玺，王丽萍，2*

（1.河北工程大学，河北 邯郸 056038；2.邯郸市土壤生态修复重点实验室，河北 邯郸 056038）

芽苗菜是指利用植物种子或其他营养贮藏器官，在黑暗或光照条件下直接生产出可供食用的嫩芽、芽苗、芽球、幼梢或幼茎的总称[1]。芽苗菜在汉代就被载入《神农本草经》，最初是因具有清热解毒的功效而被用于食疗。近代由于生活质量的提高，人们对不同蔬菜的需求量大大增加[2]，芽苗菜因风味独特、营养丰富而备受人们的喜爱。研究表明，每100 g豌豆含有维生素B10.15 mg、维生素B20.19 mg、维生素C 53 mg、钙156 mg、磷82 mg、铁7.5 mg、蛋白质4.9 g、脂肪0.3 g[3]。芽苗菜在生产过程中不使用农药、化肥和激素等化学物质，是安全、优质的绿色无公害蔬菜，且生产周期短、生产过程简单，利润较高，是一种非常适合菜农种植的蔬菜。

20世纪90年代初，芽苗菜作为新型蔬菜在北京、上海等地进行种植，且受到广泛欢迎。至1998年，芽苗菜生产已经覆盖20多个省，栽培面积472.5万m2，产量达到3 150万盘。随着科技发展以及人工栽培技术的不断进步，芽苗菜生产发展势头依旧良好。数据统计发现，国内芽苗菜生产量虽然较高，但立体式的工业化生产仅占1/10，大多数仍采用家庭作坊和大棚生产，存在生产技术、生产标准、产品质量参差不齐的现象，且还存在过度依靠人力，工厂机械自动化、智能化程度低的情况，有些农户为了提高产量，甚至出现了过量使用化肥和农药的现象[4]。此外，环境控制技术落后、能源缺失，加上农药滥用，使得芽苗菜产量降低，质量无法保证。

在芽苗菜实际生产中，对影响芽苗菜产量和品质的几个重要因素仅依赖于经验数值[5]，缺乏精确的适宜芽苗菜生长的外界环境因素条件，致使产量提高受到一定限制，经济效益受到严重影响。欧阳新[6]研究表明，适宜的温度有利于山黧豆芽苗菜发芽，温度为24～28℃时能够培育出高品质的芽苗菜。孙海龙等[7]试验发现，温度与光照对松柳芽苗菜生长及营养品质有一定的影响。刘乃森等[8]研究表明，催芽温度可显著影响油葵芽苗菜的发芽率。刘福霞等[9]试验发现，高密度播种时黑豆芽苗菜品质较佳，但易徒长倒伏。截至目前，对影响豆类芽苗菜种子发芽率的外界环境因素研究仍然较少。为了科学合理地提高芽苗菜生产的种子发芽率，且增加芽苗菜产量，研究了浸种时间、温度、播种密度等因素对种子发芽率的影响，以期为芽苗菜规范化生产提供科学合理的依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为市售的大豆、豌豆和绿豆种子，其中大豆品种为冀豆17（河北宏瑞种业有限公司生产），豌豆品种为嘉美软荚604（广东绿友种业有限公司生产），绿豆品种为中绿一号（广东绿友种业有限公司生产）。剔除陈年豆、坏豆、嫩豆、虫豆、无皮豆、残破豆和变质豆，选择正常情况下发芽率95%以上且颜色鲜亮、颗粒饱满、大小均匀、成熟度好的种子[10～12]进行试验。先用清水把种子清洗2～3遍，去除表面尘土和其他杂质；然后用0.1%高锰酸钾溶液浸泡15～20 min，杀死种子表面的病菌，防止种子发芽过程中受到病虫为害[13]；再用清水冲洗干净，备用。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计 分别以大豆、豌豆和绿豆种子为试材，均从浸种时间、催芽温度和播种密度3个方面，研究外界因素对豆类种子发芽率的影响。以高发芽率为目标，对不同因素的适宜条件进行筛选。

1.2.1.1 浸种时间对种子发芽率的影响。每种豆类均取种子100粒，称重后浸种，浸种时间设4、8、12、16和24 h共5个处理，每处理均3次重复。浸种结束后沥干水分，再称重，计算相对吸水率〔（吸水后的种子质量-吸水前的种子质量）/吸水前的种子质量×100%〕。

将浸种处理后的种子，置于事先铺有1层湿滤纸的无菌培养皿（直径20 cm）中，然后放入培养箱内，在温度25℃、相对湿度85%、黑暗条件下进行培养[14]，保持滤纸湿润。每24 h统计1次发芽（胚根露出种皮且超过豆子长度1 cm以上）种子数，连续统计7 d，计算发芽率（7 d发芽种子数/供试种子数×100%）[15]。

1.2.1.2 催芽温度对种子发芽率的影响。每种豆类均取最适浸种时间处理的种子100粒，置于事先铺有1层湿滤纸的无菌培养皿（直径20 cm）中，然后放入培养箱内，培养温度设15、20、25、30和35℃共5个处理，在相对湿度85%、黑暗条件下进行培养，每处理均3次重复。每24 h统计1次发芽种子数，连续统计7 d，计算发芽率。

1.2.1.3 播种密度对种子发芽率的影响。先用清水把育种盘（规格20 cm×25 cm）清洗干净，然后用0.1%高锰酸钾溶液浸泡0.5～1 h进行消毒，最后用清水洗净，晾干。在育种盘底部均匀铺厚0.5～1 cm的湿润珍珠岩，每种豆类均取温水浸泡最适浸种时间的种子100粒进行播种，播种密度设0.3、0.4、0.5、0.6和0.7 kg/m2（以种子干重计）5个处理，然后铺厚0.5～0.8 cm的珍珠岩覆盖至看不到种子，每处理均3次重复。用黑色遮阳网遮盖，24 h后统计发芽种子数，计算发芽率。

1.2.2 数据统计与分析 利用Microsoft Excel 2010软件和SPSS 21.0软件[16]对试验数据进行统计分析，采用Duncan’S法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 豆类种子的吸水规律

不同豆类种子的吸水规律大致相同，均可以分为3个阶段：浸种开始后的8 h内为吸水前期，种子的相对吸水率随着浸种时间的延长而增加，该阶段吸水快且吸水量大，浸种时间至8 h时大豆、豌豆、绿豆的相对吸水率分别达到72.88%、47.59%和84.87%；浸种8～16 h为吸水中期，该阶段吸水速度变慢，吸水量明显减少，浸种时间至16 h时大豆、豌豆、绿豆的相对吸水率分别为107.28%、75.97%和96.61%；浸种16～24 h为吸水末期，该阶段种子含水量基本达到饱和状态，浸种时间至24 h时大豆、豌豆、绿豆的相对吸水率分别为119.30%、95.46%和98.77%（图1）。

图1 不同豆类种子的吸水规律Fig.1 Water absorption law of different bean seeds

2.2 浸种时间对豆类种子发芽率的影响

浸种时间对不同豆类种子的发芽率均有显著影响（表1）。随着浸种时间的延长，豌豆和绿豆的种子发芽率呈逐渐升高趋势，浸种24 h时发芽率分别达到97.66%和97.00%，此时绿豆的发芽率极显著＞其他浸种时间处理，豌豆的发芽率极显著＞浸种16 h外的其他时间处理；大豆的种子发芽率呈先升高后降低的单峰曲线变化，其中浸种8 h处理的发芽率最高，达到52.66%，极显著＞浸种4 h外的其他时长处理，但浸种时间至24 h时发芽率仅为20.00%。表明豌豆和绿豆的最适浸种时间为24 h；大豆的适宜浸种时间为4～8 h，其中最适浸种时间为8 h，浸种时长超过8 h后发芽率极显著降低。

表1 浸种时间对豆类种子发芽率的影响Table 1 Effect of soaking time on germination rate of different bean seeds （%）

2.3 催芽温度对豆类种子发芽率的影响

催芽温度对不同豆类种子的发芽率均有显著影响（表2）。随着温度的升高，不同豆类的种子发芽率均呈先升高后降低的单峰曲线变化，且均以25℃处理的发芽率最高，此时大豆、豌豆和绿豆的发芽率分别达到91.66%、98.66%和96.33%，其中大豆发芽率极显著＞除20℃外的其他温度处理，豌豆发芽率极显著＞除20和30℃外的其他温度处理，绿豆发芽率显著＞其他温度处理。表明豆类种子的最适催芽温度为25℃，温度太高（35℃）或太低（15℃）均不适合种子萌发。

表2 催芽温度对豆类种子发芽率的影响Table 2 Effect of germinating temperature on germination rate of different bean seeds （%）

2.4 播种密度对豆类种子发芽率的影响

播种密度对不同豆类种子的发芽率均有显著影响（表3）。随着播种密度的增大，不同豆类的种子发芽率均呈先升高后降低的单峰曲线变化，其中，播种密度为0.5 kg/m2时大豆和豌豆的发芽率最高，均达到92.33%，此时大豆发芽率极显著＞除0.3和0.4 kg/m2外的其他密度处理，豌豆发芽率极显著＞除0.4 kg/m2外的其他密度处理；播种密度为0.4 kg/m2时绿豆的发芽率最高，达到91.67%，极显著＞除0.3和0.5 kg/m2外的其他密度处理。表明播种密度为0.3～0.5 kg/m2时，对豆类种子的发芽率普遍影响不大；播种密度超过0.5 kg/m2后会导致种子发芽率显著降低，密度越大，发芽率降低越明显。总体来看，豆类种子的最适播种密度为0.5 kg/m2。

表3 播种密度对芽苗菜发芽率的影响Table 3 Effect of different sowing density on the germination rate of different bean seeds（%）

3 结论与讨论

浸种可以使种子吸足水分，达到种子正常含水量，激活种子活性，促进种子萌发。浸种时长过短，种子吸水不足，会导致种子发芽率低，甚至不发芽；而浸种时间过长，种子吸水过量，会导致种子破裂和进行无氧呼吸，降低种子活性，造成胚根腐烂，降低种子发芽率。明确最佳浸种时间可以更好地提高种子发芽率，增加产量[17，18]。本研究结果表明，绿豆和豌豆的最适浸种时间均为24 h，相对吸水率分别达到98.77%和95.46%，发 芽 率 分 别 达 到97.00%和97.66%；大豆的适宜浸种时间为4～8 h，其中最适浸种时间为8 h，此时相对吸水率为72.88%，发芽率达到52.66%。大豆不适宜长时间浸种，浸种24 h时相对吸水率高达119.30%，而发芽率降低至20.00%，原因是大豆种子脂肪含量高，过量吸水会导致种子结构破坏，营养物质外渗，造成发芽率降低，这与赵雨云[19]的研究结果一致。

种子发芽需要进行一系列的生理生化反应，但反应中需要酶的催化，而温度与酶促反应密切相关。温度过低，酶活性低，相应的酶促反应进行缓慢，种子发芽缓慢甚至不能发芽[20~22]；温度过高，酶活性遭到破坏，种子萌发受到影响，发芽率就会降低。只有在适当温度下，才能使酶保持较高活性，促进种子发芽，具有较高的发芽率。在芽苗菜生产实践中，适宜温度有利于种子发芽，提高芽苗菜产量。本研究结果表明，大豆、豌豆和绿豆种子的最适催芽温度均为25℃，发芽率分别达到91.66%、98.66%和96.33%；温度太高（35℃）或太低（15℃）均不适合种子萌发。

播种密度在一定范围内，对种子发芽率影响不大；播种密度增大，会导致种子通风性下降且生长空间受到限制，造成呼吸作用降低，种子发芽进程减慢或者停止，发芽率降低。本研究结果表明，播种密度为0.3～0.5 kg/m2时对豆类种子的发芽率普遍影响不大，播种密度超过0.5 kg/m2后会导致种子发芽率显著降低，总体来看豆类种子的最适播种密度为0.5 kg/m2。