小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響

劉 燕，姚媛媛，楊越超*，程冬冬，李 珊，王曉琪，孫 磊

（1 土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室/山東農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，山東泰安 271018；2 山東寶源生物科技股份有限公司，山東煙臺(tái) 264008）

水稻(Oryza sativaL.)是世界主要糧食作物之一，養(yǎng)活了地球上將近50%的人口[1]。隨著我國(guó)人口的不斷增加，對(duì)稻米的需求也日益增加，而中國(guó)作為主要的水稻生產(chǎn)國(guó)[2-3]，保障國(guó)家的糧食安全責(zé)任重大。根據(jù)我國(guó)目前稻米年總消費(fèi)量預(yù)測(cè)，到2030年，我國(guó)的稻米需求量會(huì)增加30%以上[4]，但是由于城市化、工業(yè)化以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，水稻田面積正在以每年17.8萬(wàn)hm2的速度遞減[5]。施用化肥是實(shí)現(xiàn)水稻增產(chǎn)增收的基本保障之一[6]，然而過(guò)度增施化肥已無(wú)法實(shí)現(xiàn)水稻的持續(xù)性增產(chǎn)[7-8]，同時(shí)，由于長(zhǎng)期過(guò)量和不科學(xué)地使用化肥已經(jīng)造成了一系列的環(huán)境問(wèn)題[8]。為了滿足未來(lái)對(duì)水稻的需求，如何在現(xiàn)有的甚至減少的種植面積的條件下提高水稻產(chǎn)量，是我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題。因此，為了緩解單施化肥所帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題以及促進(jìn)水稻增產(chǎn)，小分子有機(jī)酸鉀作為一種植物促生劑已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)中。

小分子有機(jī)酸鉀所含的有機(jī)酸根不僅可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)[9]，還可以改良土壤，緩解過(guò)量施肥所帶來(lái)的不良影響[10]；而且小分子有機(jī)酸鉀中的K+為植物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，可以達(dá)到化肥減量施用的目的。徐慧敏等[11-12]在辣椒上施用含K2O＞18%、有機(jī)質(zhì)含量為380.0～520.0 g/L的低分子有機(jī)酸鉀，試驗(yàn)結(jié)果表明，與空白對(duì)照和有機(jī)酸對(duì)照相比，小分子有機(jī)酸鉀提高辣椒植物體內(nèi)超氧化物歧化酶和過(guò)氧化物酶的活性，降低丙二醛含量，并且提高產(chǎn)量及品質(zhì)。韋崢宇等[13]將含N 4%、P2O52.2%、K2O 16%的有機(jī)酸-鉀肥施用于煙草，發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸鉀肥不僅提高煙草的生長(zhǎng)速率，還會(huì)提高其產(chǎn)量和品質(zhì)。韓錦峰等[14]的研究結(jié)果表明，檸檬酸鉀處理提高煙草葉片凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率等光合參數(shù)，提高其光合速率。許萍等[15]通過(guò)在煙草上施用檸檬酸鉀、酒石酸鉀、草酸鉀等有機(jī)酸鉀，測(cè)定了煙草的焦油含量、煙堿含量、燃燒速率等指標(biāo)，結(jié)果表明與無(wú)機(jī)鉀對(duì)照相比，小分子有機(jī)酸鉀提高煙草的品質(zhì)。

小分子有機(jī)酸鉀的應(yīng)用研究大多數(shù)集中于辣椒等蔬菜作物或煙草等經(jīng)濟(jì)作物，在水稻上的應(yīng)用研究甚少。本試驗(yàn)通過(guò)研究3種小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響，為將來(lái)研發(fā)可促進(jìn)水稻生長(zhǎng)、提高肥料養(yǎng)分利用率的新型肥料及其增效劑提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2019年3—5月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)土肥資源高效利用國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

供試無(wú)機(jī)鹽為硫酸鉀[分析純，分子量174.24，w(K2O)54.06%]。供試3種小分子有機(jī)酸鉀分別為甲酸鉀[分析純，分子量84.12，w(K2O)55.99%]，乙酸鉀[分析純，分子量98.14，w(K2O)47.99%]，丙酸鉀[分析純，分子量112.17，w(K2O)41.99%]。

供試水稻(Oryza sativaL.)品種為‘臨稻21’，生育期152天，屬中晚熟粳稻品種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)分為水稻種子萌發(fā)試驗(yàn)和水稻幼苗液培試驗(yàn)。共設(shè)9個(gè)處理：1)不含鉀鹽對(duì)照(CK)；2)0.25 mmol/L硫酸鉀(IOS-1)；3)0.50 mmol/L硫酸鉀(IOS-2)；4)0.25 mmol/L甲酸鉀(OSA-1)；5)0.50 mmol/L甲酸鉀(OSA-2)；6)0.25 mmol/L乙酸鉀(OSB-1)；7)0.50 mmol/L乙酸鉀(OSB-2)；8)0.25 mmol/L丙酸鉀(OSC-1)；9)0.50 mmol/L丙酸鉀(OSC-2)。

萌發(fā)試驗(yàn)：挑選大小均一、生命力強(qiáng)的水稻種子，用5% NaClO進(jìn)行消毒處理10 min，期間不斷攪拌，接著用去離子水浸泡并沖洗5～7次。消毒后的水稻種子用去離子水浸泡一晝夜，然后擦凈，點(diǎn)種于預(yù)先加入15 mL處理液并鋪有兩層濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿30粒，每個(gè)處理3次重復(fù)。點(diǎn)種結(jié)束后置于培養(yǎng)箱中(25℃恒溫黑暗環(huán)境)進(jìn)行萌發(fā)處理，第二天開(kāi)始統(tǒng)計(jì)萌發(fā)數(shù)(幼芽長(zhǎng)度超過(guò)粒長(zhǎng)1/2即標(biāo)為萌發(fā))，并計(jì)算發(fā)芽率。

水培試驗(yàn)：水稻種子的消毒、沖洗同萌發(fā)試驗(yàn)，將擦凈的水稻種子均勻點(diǎn)在濕潤(rùn)的石英砂上，保鮮膜封口并打孔，置于培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行萌發(fā)(25℃恒溫的黑暗環(huán)境)，定時(shí)補(bǔ)充水分[16]。培養(yǎng)13天，水稻幼苗長(zhǎng)至兩葉一心時(shí)轉(zhuǎn)移到水培裝置中進(jìn)行水培處理(除K+外，其他元素正常供應(yīng))，培養(yǎng)液中小分子有機(jī)酸鉀的濃度按相應(yīng)的處理進(jìn)行配制，每個(gè)處理4次重復(fù)，置于培養(yǎng)室內(nèi)進(jìn)行培養(yǎng)(12 h光照/12 h黑暗、25℃恒溫)，每3天更換一次營(yíng)養(yǎng)液，期間觀察水稻幼苗生長(zhǎng)情況并及時(shí)做好記錄，水培水稻幼苗長(zhǎng)到四葉一心時(shí)，進(jìn)行相關(guān)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的測(cè)定。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

發(fā)芽率：芽長(zhǎng)超過(guò)種子長(zhǎng)度的1/2記為有效發(fā)芽，發(fā)芽率=發(fā)芽數(shù)/30×100%。

待水培水稻幼苗長(zhǎng)到四葉一心時(shí)，進(jìn)行相關(guān)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)的測(cè)定。

生長(zhǎng)指標(biāo)：將水稻幼苗洗凈擦干，置于干凈桌面，并將其鋪平，用直尺分別測(cè)量根和莖的長(zhǎng)度、最大葉片的長(zhǎng)度、寬度，用萬(wàn)分之一天平稱取地上部分和地下部分的重量，將植株放入信封內(nèi)，在烘箱中烘干，再用萬(wàn)分之一天平稱取烘干后的地上部分和地下部分的重量，并準(zhǔn)確記錄數(shù)據(jù)。

光合參數(shù)：用Li-6400XT便攜式光合儀(北京普析通用儀器有限公司，T6新世紀(jì))對(duì)第四葉進(jìn)行凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度的測(cè)定，并量出葉片寬度。

葉綠素含量：根據(jù)郝再彬等[17]的方法進(jìn)行葉綠素含量的測(cè)定。

根系掃描：用根系掃描儀(美國(guó)，愛(ài)普生，V850Pro)進(jìn)行根系掃描并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

根系活力：根據(jù)郝再彬等[17]的方法進(jìn)行水稻幼苗根系活力的測(cè)定。

四氮唑還原強(qiáng)度[μg/(g·h)]=四氮唑還原量(μg)/[根重(g)×?xí)r間(h)]

烘干樣的制備：將鮮水稻幼苗樣品放入信封中，放入105℃的烘箱中殺青1 h，然后在75℃下烘干，取出水稻幼苗干樣，用球磨儀研磨，過(guò)60目篩。

全鉀含量：用鮑士旦[18]的H2SO4-H2O2法消解，火焰光度計(jì)法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)分析和作圖采用Excel 2010，處理間多重比較采用SAS 8.2。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響

圖1顯示，OSA、OSB和OSC小分子有機(jī)酸鉀均促進(jìn)了水稻種子的早期發(fā)芽(培養(yǎng)48 h)，與CK相比，IOS、OSA、OSB和OSC處理均提高了水稻種子的發(fā)芽率，由此說(shuō)明K+可以促進(jìn)水稻種子萌發(fā)；當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSA-1和OSB-1促進(jìn)了水稻種子發(fā)芽率的提高，且與IOS-1相比均有顯著性差異(P＜0.05)，分別較IOS-1提高了35.6%和37.8%；當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSA-2和OSB-2促進(jìn)了水稻種子發(fā)芽率的提高，且與IOS-2相比均有顯著性差異(P＜0.05)，分別較IOS-2提高了34.0%和27.7%。培養(yǎng)120 h時(shí)，所有處理的水稻種子最終均可接近完全萌發(fā)，由此說(shuō)明試驗(yàn)中所用到的小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻種子萌發(fā)是安全的。綜上所述，與IOS處理相比，OSA和OSB處理均促進(jìn)水稻種子的早期萌發(fā)且對(duì)種子是安全的。

2.2 不同小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻幼苗生長(zhǎng)的影響

圖1 不同小分子有機(jī)酸鉀處理水稻種子萌發(fā)率Fig.1 Germination rate of rice seed treated with different small molecule organic sylvites

與CK相比，OSA、OSB和OSC處理均促進(jìn)了水稻幼苗的生長(zhǎng)。與IOS相比，小分子有機(jī)酸鉀的促生效果受其濃度的影響(圖2、表1)。當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSA-1和OSB-1處理的水稻幼苗葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長(zhǎng)、地下部鮮重和地下部干重顯著高于IOS-1(P＜0.05)，OSA-1的增幅依次為34.2%、92.3%、87.6%、28.5%、100%和97.2%，OSB-1的增幅依次為31.6%、84.6%、79.0%、43.2%、150%和137%。當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSA-2具有明顯的促生效果，其葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長(zhǎng)和地下部干重均顯著高于IOS-2，增幅依次為29.3%、48.4%、62.3%、17.6%和58.1%(P＜0.05)，但水稻幼苗根冠比、株高和葉長(zhǎng)在IOS、OSA、OSB和OSC處理之間多數(shù)差異不顯著。促進(jìn)水稻幼苗生長(zhǎng)的最佳處理是OSA，最佳濃度是0.25 mmol/L。

2.3 不同小分子有機(jī)酸鉀處理對(duì)水稻幼苗根系生長(zhǎng)的影響

圖2 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗和根系Fig.2 Seedlings and roots of rice treated with different small molecule organic sylvites

表1 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)Table 1 Growth indexes of rice seedling treated with different small molecule organic sylvites

圖3 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗根系掃描圖Fig.3 Scanning images of rice seedling roots treated with different small molecule organic sylvites

小分子有機(jī)酸鉀處理促進(jìn)了水稻幼苗根系發(fā)育(圖3)，其總根體積和總根表面積均明顯高于CK，且差異達(dá)顯著水平(P＜0.05)。與IOS相比，OSA、OSB促進(jìn)了水稻幼苗根系發(fā)育(表2)，當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSA-1和OSB-1的水稻幼苗根系總根長(zhǎng)、總根表面積和總根體積均顯著高于IOS-1(P＜0.05)，其中OSA-1的增幅依次為96.0%、96.0%和83.3%；OSB-1的增幅依次為132%、144%和150%。當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSA-2處理的水稻幼苗根系總根長(zhǎng)、總根表面積和總根體積均顯著高于IOS-2(P＜0.05)，增幅依次為91.5%、65.4%和57.1%。與IOS處理相比，3種小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗平均根直徑差異不顯著。綜上所述，OSA和OSB均促進(jìn)了水稻幼苗根系發(fā)育且最佳處理是OSB，最佳濃度是0.25 mmol/L。

2.4 不同小分子有機(jī)酸鉀處理對(duì)水稻幼苗根系活力的影響

小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)了水稻幼苗根系活力的提高(圖4)。除OSC-1外，所有的小分子有機(jī)酸鉀處理與CK相比均有顯著性差異(P＜0.05)。與IOS相比，小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻幼苗根系活力的作用受其濃度的影響，當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，與IOS-1相比，OSA-1的水稻幼苗根系活力顯著提高了34.7%(P＜0.05)；當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，與IOS-2相比，OSA-2的水稻幼苗根系活力顯著提高了24.5%(P＜0.05)。IOS、OSA、OSB和OSC的不同濃度處理之間相比，K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)的水稻幼苗的根系活力要高于K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，由此說(shuō)明水稻根系活力受K+濃度的影響且促進(jìn)水稻幼苗根系活力提高的最佳處理是OSA，最佳濃度是0.50 mmol/L。

2.5 不同小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻幼苗光合效率的影響

OSC處理提高了水稻幼苗葉片中光合色素的含量(表3)。當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSC-1促進(jìn)了水稻幼苗葉綠素a、葉綠素b和葉綠素(a+b)含量的提高，且與IOS-1相比均有顯著性差異(P＜0.05)，其增幅依次為14.6%、25.7%和17.1%；當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSC-2促進(jìn)了水稻幼苗葉綠素a和葉綠素(a+b)含量的提高，且與IOS-2相比均有顯著性差異(P＜0.05)，其增幅依次為9.67%和8.58%。促進(jìn)水稻幼苗光合色素含量提高的最佳處理是OSC，最佳濃度是0.25 mmol/L。

表2 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗根系形態(tài)Table 2 Root morphology of rice seedling treated with different small molecule organic sylvites

圖4 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗根系活力Fig.4 Root activity of rice seedling treated with different small molecule organic sylvites

與CK相比，OSA、OSB和OSC均提高了水稻幼苗葉片的光合速率(圖5)。當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSA-1和OSB-1處理的水稻幼苗葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均高于IOS-1且差異顯著(P＜0.05)，OSA-1的增幅依次為54.1%、85.4%和68.8%，OSB-1的增幅依次為113%、91.2%和81.8%，OSC-1的凈光合速率較IOS-1提高了91.7%；當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSA-2和OSB-2處理的水稻幼苗葉片凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均高于IOS-2且差異顯著(P＜0.05)，OSA-2的增幅依次為87.3%、95.0%和103%，OSB-2的增幅依次為96.4%、55.2%和62.2%，OSC-2的凈光合速率提高了102%，且差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)。小分子有機(jī)酸鉀處理水稻幼苗葉片的胞間CO2濃度與CK和IOS處理相比無(wú)顯著性差異。綜上所述，提高水稻幼苗光合能力的最佳處理是OSA，最佳濃度是0.50 mmol/L。

2.6 不同小分子有機(jī)酸鉀處理對(duì)水稻幼苗全鉀含量的影響

與IOS處理相比，OSA和OSB處理均促進(jìn)了水稻幼苗對(duì)鉀元素的吸收，而OSC抑制了水稻幼苗對(duì)鉀元素的吸收(圖6)。當(dāng)K+濃度為0.25 mmol/L時(shí)，OSA-1和OSB-1與IOS-1之間的差異不顯著，當(dāng)K+濃度為0.50 mmol/L時(shí)，OSA-2和OSB-2促進(jìn)了水稻幼苗對(duì)鉀元素的吸收，且與IOS-2之間的差異達(dá)到顯著水平(P＜0.05)，二者分別較IOS-2提高了19.6%和28.3%。促進(jìn)水稻幼苗全鉀含量提高的最佳處理是OSB，最佳濃度是0.50 mmol/L。

表3 不同小分子有機(jī)酸鉀處理的水稻幼苗葉片色素含量(mg/g)Table 3 Pigment content in rice seedling leaves treated with different small molecule organic sylvites

圖5 不同小分子有機(jī)酸鉀處理水稻幼苗葉片光合參數(shù)Fig.5 Photosynthetic parameters of rice seedling leaves under different small molecule organic sylvite treatments

圖6 不同小分子有機(jī)酸鉀處理水稻幼苗植株全鉀含量Fig.6 Total potassium content in rice seedling plants treated with small molecule organic sylvites

3 討論

小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[11-15]，但現(xiàn)有研究主要集中于煙草等經(jīng)濟(jì)作物，而在水稻上的應(yīng)用較少。與此同時(shí)，市面上的有機(jī)酸鉀存在分子量大、純度低等問(wèn)題。因此，本研究在傳統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，將分子量介于50～150 Da之間的甲酸鉀、乙酸鉀和丙酸鉀加入到水溶性肥料中，探究其對(duì)水稻種子萌發(fā)以及幼苗生長(zhǎng)、光合及營(yíng)養(yǎng)元素吸收的影響。小分子有機(jī)酸鉀不僅可以替代部分化學(xué)肥料，其中所含碳骨架還可以合成蛋白質(zhì)、脂類和核酸等植物生長(zhǎng)所必需的物質(zhì)[19]，并且價(jià)格低廉，無(wú)毒無(wú)害，對(duì)于新型肥料的研究和生產(chǎn)具有十分重要的指導(dǎo)作用。

3.1 小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)水稻種子萌發(fā)

張金燦等研究表明，施鉀可促進(jìn)植物種子萌發(fā)[20]，這與本研究的結(jié)果一致。即在水稻種子萌發(fā)試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)48 h處理，含有K+的處理發(fā)芽率高于不含鉀鹽處理，這說(shuō)明K+可以促進(jìn)水稻種子萌發(fā)；小分子有機(jī)酸鉀處理水稻種子的發(fā)芽率都達(dá)到了60%以上，其中甲酸鉀和乙酸鉀處理的水稻種子發(fā)芽率顯著高于相同濃度的硫酸鉀處理，處理120 h時(shí)各處理發(fā)芽率無(wú)顯著差異，這說(shuō)明小分子有機(jī)酸鉀可以促進(jìn)水稻種子提前萌發(fā)，這對(duì)于在特殊氣候條件下水稻定植，提高水稻秧苗抗性，抵御不利環(huán)境影響和促進(jìn)水稻增產(chǎn)等具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

3.2 小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)水稻幼苗生長(zhǎng)

鉀是植物三大營(yíng)養(yǎng)元素之一，可以促進(jìn)植物光合作用，提高植物對(duì)氮素的利用，促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成，加速同化物的流動(dòng)，增強(qiáng)植物的抗逆性，使植物經(jīng)濟(jì)用水和提高產(chǎn)量等[21]，相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)酸鉀處理會(huì)提高植物株高、葉面積，促進(jìn)干物質(zhì)量的積累[11-15]。植株的生長(zhǎng)指標(biāo)可以最為直觀地反映出其生長(zhǎng)情況，在水稻幼苗水培試驗(yàn)中，相比于硫酸鉀處理，小分子有機(jī)酸鉀處理可明顯地促進(jìn)水稻幼苗葉寬、地上部鮮重、地上部干重、根長(zhǎng)、地下部鮮重和地下部干重的增加，這可能是因?yàn)樾》肿佑袡C(jī)酸鉀被水稻幼苗吸收之后，可以提供其光合作用所必需的碳源，從而促進(jìn)了水稻葉片干物質(zhì)的積累[12]。根系是植物進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)吸收的場(chǎng)所，分析不同小分子有機(jī)酸鉀處理對(duì)水稻幼苗根系生長(zhǎng)的影響發(fā)現(xiàn)，單純施用硫酸鉀并不能有效促進(jìn)水稻幼苗根系的發(fā)育，而3種小分子有機(jī)酸鉀處理均不同程度地促進(jìn)了水稻幼苗根系的發(fā)育，而更發(fā)達(dá)的根系可以促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收從而進(jìn)一步促進(jìn)水稻增產(chǎn)。WinRHIZO軟件分析也表明，小分子有機(jī)酸鉀處理可以明顯地促進(jìn)水稻幼苗總根長(zhǎng)、總根面積、總根體積的增加，發(fā)達(dá)的根系可以吸收更多的營(yíng)養(yǎng)元素，進(jìn)而促進(jìn)水稻生長(zhǎng)和提高產(chǎn)量。根系活力反映根系代謝狀況，是一項(xiàng)反映根系吸收水分和營(yíng)養(yǎng)元素能力的十分重要的指標(biāo)，根系活力越強(qiáng)，代表根系的吸收能力越強(qiáng)，供給地上部分的水分和養(yǎng)分也就越多[22]。根系活力的測(cè)定結(jié)果表明，K+濃度對(duì)根系活力的影響較大，這與郭澤等[23]的研究結(jié)果相似。

3.3 小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)水稻幼苗光合效率提高

光合作用是植物生產(chǎn)力的一個(gè)基本組成部分，是影響植物產(chǎn)量的重要因素[24-25]，有機(jī)碳肥的使用會(huì)促進(jìn)植物葉片中葉綠素的含量增加[26]，這在本研究的結(jié)果中也有所體現(xiàn)，相較于硫酸鉀處理，OSC明顯促進(jìn)了水稻幼苗葉片中葉綠素含量的增加，但比較意外的是葉綠素的含量并不與光合參數(shù)呈正相關(guān)，這可能是因?yàn)楣夂献饔檬且粋€(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，葉綠素含量并不是唯一的決定因素。凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率是十分重要的光合指標(biāo)，在本研究中這4個(gè)指標(biāo)與葉綠素含量相結(jié)合反映出了水稻幼苗的光合狀況，測(cè)定結(jié)果表明，相較于硫酸鉀處理，小分子有機(jī)酸鉀能明顯地促進(jìn)水稻幼苗凈光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率的提高，這與韓錦峰等[14]的研究結(jié)果相同。因?yàn)楣夂蠀?shù)代表的是單位面積內(nèi)的光合狀況，在測(cè)定時(shí)我們測(cè)量了供試葉片的寬度，計(jì)算時(shí)將默認(rèn)的2 cm換成相應(yīng)葉片的實(shí)際寬度，這樣就消除了因水稻幼苗葉片寬度不同而帶來(lái)的誤差，因此光合參數(shù)的測(cè)定結(jié)果結(jié)合葉片寬度的測(cè)定結(jié)果可知，小分子有機(jī)酸鉀處理會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)水稻幼苗光合作用和生長(zhǎng)，光合作用的增加會(huì)促進(jìn)產(chǎn)量的增加[25,27]。但其如何參與光合過(guò)程，促進(jìn)水稻幼苗于物質(zhì)的積累尚不清楚，未來(lái)我們將對(duì)小分子有機(jī)酸鉀如何進(jìn)入植物參與光合作用以及調(diào)控光合作用的機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)的研究。

4 結(jié)論

小分子有機(jī)酸鉀能夠促進(jìn)水稻種子提早萌發(fā)，促進(jìn)水稻幼苗的生長(zhǎng)、光合能力的提高以及鉀的吸收。甲酸鉀、乙酸鉀、丙酸鉀等小分子有機(jī)酸鉀對(duì)水稻幼苗的促生機(jī)制明顯不同，甲酸鉀促進(jìn)水稻幼苗地上部分的生長(zhǎng)和光合效率的提高；乙酸鉀促進(jìn)水稻根系的生長(zhǎng)和對(duì)鉀的吸收；丙酸鉀提高了水稻葉片光合色素的含量。這3種小分子有機(jī)酸鉀促進(jìn)水稻幼苗生長(zhǎng)的適宜濃度均是0.25 mmol/L。