稀土浸種對玉米萌發(fā)和幼苗生長的影響

楊小環(huán)，楊文秀，李衛(wèi)東，馬金虎

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801；2.云南熱帶作物職業(yè)學(xué)院，云南 普洱 665000）

稀土元素是由原子序數(shù)為57～71的La，Ce，Pr，Nd等15種鑭系元素以及與之性質(zhì)相似的Sc，Y共17種元素組成，其被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。許多研究表明，一定濃度的稀土元素及其化合物對植物生長具有刺激促進作用[1-8]。稀土元素對玉米的影響，大部分研究集中在某一種系列的稀土元素對玉米各種指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響上。關(guān)于復(fù)合型稀土浸種處理對玉米種子萌發(fā)和幼苗生長的影響報道不多。

本試驗研究了復(fù)合型稀土浸種處理對玉米種子萌發(fā)和苗期生長特性的影響，以期為稀土在玉米農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試玉米品種為夏雜5號（太100×黃早4），供試稀土為38%的復(fù)合硝酸稀土（RENO3）。

1.2 種子處理

挑選均勻飽滿一致的玉米種子適量，置于培養(yǎng)皿中，加入質(zhì)量濃度分別為0（對照），50，200，500，1000，2000，4000 mg/L的稀土水溶液適量（以浸沒種子為宜），將培養(yǎng)皿置25℃恒溫培養(yǎng)箱中，種子浸泡24 h。之后倒掉稀土溶液，用去離子水沖洗種子3次，用濾紙吸干種子表面水分，在室溫下晾干備用。

1.3 種子膜透性測定

取15粒用不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理的種子，經(jīng)去離子水反復(fù)沖洗干凈，然后用濾紙吸干種子表面水分，置100 mL錐形瓶中，加去離子水30 mL，加塞置于35℃恒溫箱中24 h。室溫條件下用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀測種子的電導(dǎo)，測完后將錐形瓶置水浴鍋中沸水浴5 min，殺死種子。取出錐形瓶，冷卻至室溫后搖勻，測種子殺死后的電導(dǎo)值，計算種子相對電導(dǎo)率。每處理重復(fù)3次。

種子相對電導(dǎo)率=（種子煮前電導(dǎo)值/種子煮后電導(dǎo)值）×100%

1.4 幼苗培養(yǎng)

試驗于2010年5—7月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實踐基地進行。采用營養(yǎng)缽進行盆栽試驗。取黃土狀母質(zhì)上發(fā)育的碳酸鹽褐土（有機質(zhì)含量17.4 g/kg，全氮含量0.94 g/kg，速效磷含量14.69 mg/kg，速效鉀含量125.2 mg/kg），加入干凈的細河沙混勻（V（土壤）∶V（沙）=7∶3），按 2 g/kg施入復(fù)合肥（N∶P∶K=10∶4∶6）作為土壤基質(zhì)。稱取600 g土壤基質(zhì)裝入直徑14 cm、高16 cm的塑料營養(yǎng)缽內(nèi)。播種前每缽先澆200 mL自來水。挑選均勻一致的不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理過的種子，每缽播種10粒，然后覆3 cm（約200 g）的土壤基質(zhì)，再澆150 mL自來水。每處理種5缽。將營養(yǎng)缽置室外遮雨進行幼苗培養(yǎng)。播種后視墑情用自來水補充種子所失水分。

1.5 幼苗葉綠素含量測定

參照高俊鳳[9]的方法測定幼苗葉綠素含量。稱取0.1 g新鮮葉片，剪碎置具塞試管中，加入10 mL80%的丙酮，室溫下置暗室浸提48 h（葉片發(fā)白后為止）。用分光光度計測定浸提液的吸光度，計算葉綠素含量。

1.6 種子萌發(fā)及幼苗生長指標(biāo)測定

采用GB/T 3543.4—1995技術(shù)規(guī)定[10]，統(tǒng)計不同處理的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)。幼苗長至15 d，計算不同處理的幼苗活力指數(shù)，并將植株地上和地下兩部分分開，計算植株的根冠比。數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)束后，將幼苗地上和地下兩部分于105℃殺青，80℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量。按公式計算植株的含水量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計分析軟件DPS 6.5進行處理，用Duncan’s新復(fù)極差檢驗法進行數(shù)據(jù)比較。圖表采用Excel 2000進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對玉米種子膜透性的影響

由圖1可知，經(jīng)不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸泡處理后，玉米種子的相對電導(dǎo)率呈先逐漸下降而后升高的變化趨勢。但所有質(zhì)量濃度浸種處理，電導(dǎo)率均不同程度降低。200，500，1000 mg/L的稀土溶液浸種處理與對照相比差異達顯著水平，分別比對照降低32.4%，33.4%和33.5%。說明低質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理，對玉米種子細胞膜的修復(fù)有顯著的促進作用。

2.2 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

由表1可知，不同質(zhì)量濃度的稀土浸種處理，對種子的發(fā)芽率沒有影響。稀土浸種處理的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，除4000 mg/L處理外，其余處理均有不同程度提高，尤其是200，500，1000mg/L處理效果明顯。200，500，1000 mg/L處理，種子發(fā)芽勢分別比對照提高12.0%，12.0%和16.1%；發(fā)芽指數(shù)分別比對照提高6.0%，7.3%和8.5%；活力指數(shù)分別比對照提高10.2%，19.7%和22.1%。從表1還可以看出，高質(zhì)量濃度（2000，4000 mg/L）稀土浸種處理與對照相比，種子發(fā)芽指標(biāo)變化不明顯；與較低質(zhì)量濃度（200，500，1000 mg/L）稀土浸種處理相比，其對種子萌發(fā)和幼苗生長有一定的抑制作用，表現(xiàn)出種子發(fā)芽 勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均明顯降低。

表1 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理對玉米種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

2.3 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對幼苗生長指標(biāo)的影響

由表2可知，不同濃度的稀土溶液浸種處理后，幼苗總鮮質(zhì)量均有不同程度的增加。500，1000 mg/L稀土溶液浸種處理，幼苗總鮮質(zhì)量分別比對照增加26.1%和26.2%，且差異達顯著水平。不同濃度的稀土溶液浸種處理后，除50，200，2000 mg/L處理外，其他處理幼苗總干質(zhì)量均明顯增加，500，1000 mg/L稀土溶液浸種處理的幼苗總干質(zhì)量分別比對照增加17.8%和10.1%。不同質(zhì)量濃度的稀土浸種處理后，除4000 mg/L處理外，其他處理幼苗含水量均有不同程度的增加，但與對照之間差異均未達顯著水平。不同質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理后，幼苗根冠比也有明顯的變化，50，200，500，1000 mg/L 處理，幼苗根冠比均高于對照，200 mg/L處理幼苗根冠比比對照高24.4%，二者之間差異達顯著水平；2000，4000 mg/L處理幼苗根冠比有所降低。

表2 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理對幼苗生長指標(biāo)的影響

2.4 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對幼苗葉綠素含量的影響

由圖2可知，不同質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理對幼苗葉綠素含量也有一定的影響。500，4000 mg/L處理的幼苗葉綠素含量升高，分別比對照高 1.9%和 12.3%；200，1000，2000 mg/L處理的幼苗葉綠素含量降低，分別比對照降低9.7%，12.3%和1.9%。

3 結(jié)論與討論

稀土元素被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，一定質(zhì)量濃度的稀土元素及其化合物對植物生長具有刺激促進作用。洪法水等[11]研究認為，硝酸鑭處理的水稻種子，其淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等水解酶的活性升高，呼吸作用加強，種子活力明顯提高，從而促進幼苗的生長。郭秀林等[12]采用不同質(zhì)量濃度的硝酸鑭溶液處理玉米幼苗，認為硝酸鑭可不同程度地增加根數(shù)，提高根系和幼苗的干質(zhì)量、鮮質(zhì)量，并能促進根系和幼苗的伸長生長，還顯著提高了葉綠素含量。方能虎等[13]認為，低質(zhì)量濃度稀土可促進水稻種子萌發(fā)、生根及植株生長。本試驗結(jié)果表明，稀土溶液浸種后，種子質(zhì)膜透性降低，種子的大多數(shù)發(fā)芽指標(biāo)明顯提高，幼苗總鮮質(zhì)量也不同程度增加。除2000，4000 mg/L處理外，其他質(zhì)量濃度處理幼苗根冠比有不同程度增大。500，4000 mg/L處理幼苗葉綠素含量提高。說明用稀土溶液浸種能在一定范圍內(nèi)促進玉米種子萌發(fā)和幼苗生長。這可能是由于稀土溶液浸種處理促進了種子細胞膜的修復(fù)，降低了種子內(nèi)溶物外滲，從而提高了種子的萌發(fā)質(zhì)量[14-16]。同時，稀土溶液浸種促進了幼苗根系的生長，擴大了根系吸收表面積，增強了對養(yǎng)分吸收的競爭能力，從而促進了幼苗的生長。

本試驗結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度稀土浸種處理促進玉米種子萌發(fā)和幼苗生長的效應(yīng)不同，500，1000 mg/L浸種處理促進種子萌發(fā)和幼苗生長的效應(yīng)比較明顯，低質(zhì)量濃度和高質(zhì)量濃度浸種處理促進種子萌發(fā)和幼苗生長效應(yīng)不明顯，高質(zhì)量濃度處理甚至對種子萌發(fā)和幼苗生長還有抑制效應(yīng)。因此，玉米稀土浸種處理應(yīng)選擇500～1000 mg/L為宜。試驗中稀土浸種處理，幼苗葉綠素含量大致呈“W”變化趨勢。1000 mg/L處理的葉綠素含量最低，而4000 mg/L處理的葉綠素含量最高，與種子萌發(fā)、幼苗生長質(zhì)量明顯相悖，可能與葉綠素含量測定的是葉片鮮質(zhì)量、而葉片含水量又會影響葉綠素的絕對含量有關(guān)。

［1］熊炳昆，陳蓬.稀土農(nóng)林研究與應(yīng)用[M].北京:冶金工業(yè)出版社，2000:152-153.

［2］王輝，黃久常，許言和，等.植物激素稀土配合物的合成及對小麥胚芽鞘生長影響的研究[J].稀土，1996，17（3）:67-69.

［3］周青，黃曉華，葉亞新，等.鈰對酸雨脅迫下大麥種子萌發(fā)的影響[J].中國稀土學(xué)報，2000，18（3）:262-264.

［4］衛(wèi)春智，鞏天魁.稀土拌種對玉米產(chǎn)量的影響[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，1999，27（3）:44-47.

［5］張菊平，王少先，蔣燕，等.稀土微肥若爾斯對大白菜生長發(fā)育和品質(zhì)的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（8）:68-69.

［6］趙惠玲.稀土對玉米幼苗抗鹽性作用的研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，33（2）:34-36.

［7］陸曉民，盛偉，楊吉.模擬酸雨下氯化鑭對小麥發(fā)芽及幼苗生長的影響[J].核農(nóng)學(xué)報，2008，22（6）:851-855.

［8］彭安，朱建國.稀土元素的環(huán)境化學(xué)及生態(tài)效應(yīng)[M].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

［9］高俊鳳.植物生理實驗指導(dǎo) [M].北京:高等教育出版社，2006:74-76.

［10］中國技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程[M].北京:中國標(biāo)準出版社，1995:34-47.

［11］洪法水，方能虎，趙貴文.鑭提高水稻種子活力的生理生化基礎(chǔ)研究[J].西北植物學(xué)報，1999，19（4）:585-587.

［12］郭秀林，李孟軍，王靜，等.硝酸鑭對玉米生長發(fā)育的影響[J].華北農(nóng)學(xué)報，2000，15（增刊）:16-19.

［13］方能虎，洪法水.稀土元素對水稻種子萌發(fā)初期的酶活性和內(nèi)源激素含量的動態(tài)影響[J].稀土，2001，22（1）:31-33.

［14］賀長征，胡晉.混合鹽引發(fā)對水稻在逆境條件下發(fā)芽及幼苗生理特性的影響[J].浙江大學(xué)學(xué)報:農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2002，28（2）:175-178.

［15］阮松林，薛慶中，王清華.種子引發(fā)對雜交水稻幼苗耐鹽性的生理效應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36（4）:463-468.

［16］馬金虎，王宏富，王玉國，等.種子引發(fā)對高粱幼苗耐鹽性的生理效應(yīng)[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，42（10）:3713-3719.