雜多酸對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響*

蓋紅輝，孫洪鑫，代立梅，車(chē)文實(shí)

（黑河學(xué)院，黑龍江黑河164300）

近年來(lái)，人們對(duì)多酸的研究范圍逐步擴(kuò)大，從催化領(lǐng)域，過(guò)渡到生物、醫(yī)藥、工業(yè)生產(chǎn)中等諸多領(lǐng)域[1，2]。但目前有關(guān)多酸用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的研究還相對(duì)甚少。為此，本研究利用不同濃度的雜多酸處理小麥種子，測(cè)定不同濃度下小麥種子萌發(fā)的各項(xiàng)指標(biāo)，旨在探討雜多酸對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，更好的指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試小麥種子（購(gòu)于黑河市利民種子行，由黑河市金田農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)）。

實(shí)驗(yàn)所用雜多酸[Hn[Ni（H2O）AlW11O39]·m H2O]由黑河學(xué)院物理化學(xué)系化學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。并經(jīng)元素分析、紫外光譜、紅外光譜及X射線(xiàn)表征確定其化學(xué)式為H6[Ni（H2O）AlW11O39]·14H2O。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子處理 選擇籽粒成熟飽滿(mǎn)、大小適中均一、無(wú)病蟲(chóng)害的種子，用0.1%HgCl2溶液消毒處理10min。消毒后的種子用蒸餾水沖洗干凈并置于含有不同濃度（0，0.2，0.4，0.6，0.8mg·L-1）的雜多酸鋪有雙層無(wú)菌濾紙的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，每皿50粒，每組3個(gè)重復(fù)。共培養(yǎng)7d，第3d測(cè)定種子的發(fā)芽勢(shì)，第7d測(cè)定種子的發(fā)芽率、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法 種子培養(yǎng)期間每天觀察其發(fā)芽及生長(zhǎng)情況，按照《國(guó)際種子發(fā)芽規(guī)程》規(guī)定，當(dāng)胚根突出種皮的長(zhǎng)度為種子長(zhǎng)度的一半即為發(fā)芽的種子，根據(jù)如下公式在種子處理后第3d和第7d測(cè)定各發(fā)芽指標(biāo)：

發(fā)芽勢(shì)（%）=前3d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/皿中供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽率（%）=前7d內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)/皿中供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽指數(shù)（MGi）=∑MGt/Dt（MGt為在測(cè)定時(shí)間內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)，Dt為相應(yīng)時(shí)間的發(fā)芽天數(shù)）

活力指數(shù)（Vi）=發(fā)芽指數(shù)×苗長(zhǎng)度。

將測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)值利用SPSS13.0軟件進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果分析

2.1 AlW 11Ni雜多酸對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響

發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率是評(píng)價(jià)種子發(fā)芽的常用指標(biāo)，反映種子的發(fā)芽速度及發(fā)芽能力。

圖1 AlW11Ni雜多酸濃度對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響Fig.1 Effects of different concentrations of heteropoly acid on wheat seeds and germination rate

見(jiàn)圖1可知，經(jīng)0.4mg·L-1雜多酸處理后，發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均達(dá)到最大值；經(jīng)0.2mg·L-1雜多酸處理后，與對(duì)照組相同；其余濃度對(duì)種子萌發(fā)皆有抑制作用，并且比對(duì)照組分別下降6.5%、10.8%?？梢?jiàn)，適宜濃度的AlW11Ni雜多酸能提高種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率。

2.2 AlW 11Ni雜多酸對(duì)小麥種子根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)的影響

圖2 AlW11Ni雜多酸濃度對(duì)小麥種子根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)的影響Fig.2 Effectof AlW11Niheteropoly acid on wheat seed and seedling root length long

由圖2可知，AlW11Ni雜多酸濃度為0.2mg·L-1時(shí)，對(duì)根長(zhǎng)抑制作用不明顯；雜多酸的濃度為0.4~0. 8mg·L-1時(shí)抑制作用明顯；當(dāng)濃度為0.8mg·L-1時(shí)，根長(zhǎng)較對(duì)照組減少了6.0cm，抑制率達(dá)64%。而雜多酸濃度在0.2mg·L-1時(shí)，能促進(jìn)苗的生長(zhǎng)；大于0.4mg·L-1時(shí)則表現(xiàn)出抑制苗長(zhǎng)生長(zhǎng)作用；當(dāng)濃度達(dá)到0.8mg·L-1時(shí)，苗長(zhǎng)較對(duì)照組減少了52%。因此，從抑制效果來(lái)講，高濃度AlW11Ni雜多酸對(duì)根長(zhǎng)的抑制作用要大于苗長(zhǎng)。其原因可能是隨著溶液濃度的升高，細(xì)胞外水勢(shì)降低，細(xì)胞失水，使小麥的組織細(xì)胞出現(xiàn)生理缺水，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率下降，幼苗的根長(zhǎng)、苗長(zhǎng)都有不同程度的下降[3]。

2.3 AlW 11Ni雜多酸對(duì)小麥幼苗生物量的影響

表1 AlW11Ni雜多酸對(duì)小麥幼苗生物量的影響Tab.1 AlW11Niheteropoly acid on wheat seedling biomass

由表1的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)AlW11Ni雜多酸濃度為0.2mg·L-1時(shí)，小麥根鮮重有所增加，根色白凈，而苗鮮重也處于上升趨勢(shì)；當(dāng)雜多酸濃度大于0.4mg·L-1時(shí)，抑制作用顯著；當(dāng)濃度達(dá)到0.8mg·L-1時(shí)，部分根尖發(fā)黑根不能生長(zhǎng)，生物量最低，抑制率達(dá)到38.2%。

2.4 AlW 11Ni雜多酸對(duì)小麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的影響

發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)是反映種子活力的重要指標(biāo)，種子在失去發(fā)芽力之前，已發(fā)生劣變，可從發(fā)芽勢(shì)或發(fā)芽指數(shù)反映出來(lái)，故二者比發(fā)芽率更能靈敏地表現(xiàn)種子活力[4，5]。

圖3 AlW11Ni雜多酸對(duì)小麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指標(biāo)的影響Fig.3 AlW11Niheteropoly acid on wheat seed germination index and vigor index

由圖3可以看出，當(dāng)AlW11Ni雜多酸的濃度為0.4mg·L-1時(shí)，發(fā)芽指數(shù)最大；當(dāng)雜多酸的濃度達(dá)到0.2mg·L-1時(shí)，活力指數(shù)最大。由此可知，低濃度的雜多酸有利于提高種子活力指數(shù)，中濃度的雜多酸則有利于提高發(fā)芽指數(shù)。

2.5 AlW 11Ni雜多酸對(duì)小麥根個(gè)數(shù)的影響

小麥根系在整個(gè)生命活動(dòng)中，不僅吸收養(yǎng)分、水分，參與體內(nèi)物質(zhì)合成和轉(zhuǎn)化同時(shí)也是起固定支撐作用的主要組成部分，對(duì)植物來(lái)說(shuō)非常重要[6]。

圖4 AlW11Ni雜多酸對(duì)小麥根個(gè)數(shù)的影響Fig.4 AlW11Niheteropoly acid on the number ofwheat roots

通過(guò)圖4觀察可知，小麥根的個(gè)數(shù)隨雜多酸濃度的增加呈上升趨勢(shì)，而且對(duì)根長(zhǎng)的抑制作用越來(lái)越明顯，同時(shí)使小麥的根不能伸直生長(zhǎng)。這表明：該雜多酸對(duì)小麥根細(xì)胞有絲分裂的抑制作用隨濃度的增加而增加。

3 結(jié)果

雜多化合物（heteropolycompounds,HPC）因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的特性，在催化、分析、藥物、光化學(xué)等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[2]。雜多陰離子作為一類(lèi)非常好的電子受體，已經(jīng)成為構(gòu)筑新型功能化合物的無(wú)機(jī)母體構(gòu)架。而將多酸應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還是初次涉獵。

在本實(shí)驗(yàn)中，所設(shè)置的雜多酸濃度梯度（0，0.2，0.4，0.6，0.8mg·L-1）下，高濃度的AlW11Ni雜多酸抑制種子萌發(fā)，導(dǎo)致發(fā)芽率降低。另外，種子萌發(fā)后根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)、根鮮重和芽鮮重均隨雜多酸濃度的升高而降低，導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率下降，幼苗的根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)以及根鮮重都有不同程度的下降，因此高濃度的AlW11Ni雜多酸對(duì)小麥根長(zhǎng)的抑制作用大于對(duì)苗長(zhǎng)的抑制。從實(shí)驗(yàn)中觀察到小麥根的個(gè)數(shù)隨兩種雜多酸濃度的增加呈上升趨勢(shì)，而且對(duì)根長(zhǎng)的抑制作用越來(lái)越明顯，同時(shí)使小麥的根不能伸直生長(zhǎng)。這表明：兩種雜多酸對(duì)小麥根細(xì)胞有絲分裂的抑制作用隨濃度的增加而增加。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)對(duì)照組中一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)小麥種子長(zhǎng)菌，而且細(xì)菌長(zhǎng)勢(shì)良好，但實(shí)驗(yàn)組中僅有一個(gè)培養(yǎng)皿內(nèi)小麥種子長(zhǎng)菌，長(zhǎng)勢(shì)不如對(duì)照組的好，生長(zhǎng)受到抑制，體現(xiàn)了AlW11Ni雜多酸有一定的抑菌作用。

因此，在實(shí)際過(guò)程中，雜多酸應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作為化肥的成份還是用于農(nóng)藥中，以及具體的成份比例將有待于更深入的研究[7，8]。

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