IBA對煙草幼苗根系的影響

朱振國，譚效磊，張漸隆，楊舉田，宗浩，張素杰，張麗*，侯欣*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護學(xué)院，山東 泰安 271018； 2.山東臨沂煙草有限公司沂水分公司，山東 臨沂 276000)

煙草是我國重要的經(jīng)濟作物，而煙草育苗是產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中重要的環(huán)節(jié)之一，能否培育壯苗直接影響著煙株后期的長勢及產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量。根系作為重要的吸收器官和代謝器官，其生長狀況不僅直接控制著植物吸收水分和養(yǎng)分，而且制約著植株地上部生長的好壞[1]。IBA作為一種生長素類似物，其性狀較為穩(wěn)定，廣泛用于植物促根[2-4]。

李乃堅等[5]在辣椒水培試驗中發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)液加入1 mg·L-1IBA有助于辣椒根系的發(fā)育。何生根等[6]通過研究IBA對水培銀皇后根系生長的影響中發(fā)現(xiàn)，100 mg·L-1IBA處理可有效促進提早生根，可顯著提高根系活力。劉武等[7]在研究白紋草的水培技術(shù)中發(fā)現(xiàn)，低濃度、短時間的IBA浸泡處理可促進根系生長，最適濃度為10 mg·L-1。周啟貴等[8]在研究IBA對春劍水培苗生根的影響中發(fā)現(xiàn)，10 mg·L-1IBA浸泡處理的春劍水培苗過氧化物酶活性最高。趙勝楠等[9]通過研究IBA對水培短葉虎皮蘭生根的影響發(fā)現(xiàn)，75 mg·L-1IBA處理7 d，短葉虎皮蘭生新根數(shù)量為36根，平均生根長度為1.6 cm。范才銀等[10]在煙草漂浮育苗中通過施用IBA，使煙苗根系活力提高32 μg·g-1·h-1，每株根系總數(shù)增加約30條，根干重增加約0.01 g·株-1。

以上研究表明，IBA在植物根系發(fā)育上已得到廣泛應(yīng)用，但在煙苗根系發(fā)育上的應(yīng)用還不夠系統(tǒng)，而且其研究方式主要為浸泡處理，配制成營養(yǎng)液由植物根系直接吸收的研究較少。在水培營養(yǎng)液中添加IBA，將比浸泡更有利于植株的吸收利用，可減少濃度用量，提高使用效率，且省工省時，從而降低經(jīng)濟成本。因此，本試驗在煙草漂浮育苗使用的營養(yǎng)液中添加IBA，研究不同濃度IBA對煙苗根系的影響，以確定煙草漂浮育苗使用IBA的最佳濃度。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗于2018年3—9月在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草溫室進行。供試煙草品種為NC102，具有抗普通華野病毒病，高抗黑脛病、煙草蝕紋病毒病的特性，具有良好的適應(yīng)性。按照當(dāng)?shù)貎?yōu)質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范用山東農(nóng)業(yè)大學(xué)煙草育苗基質(zhì)進行栽培管理。要求煙苗健壯、無病蟲侵害，且長勢基本一致。栽培煙草的營養(yǎng)液參照專門適用于煙草生長的霍格蘭營養(yǎng)液，其組成為Ca(NO3)2·4H2O、KNO3、NH4H2PO4、EDTA-Fe、MgSO4·7H2O、MnSO4·H2O、CuSO4·5H2O、ZnSO4·7H2O、H3BO3、(NH4)6Mo7O24·4H2O。

1.2 處理設(shè)計

本試驗為單因素完全隨機區(qū)組設(shè)計，IBA設(shè)置0(CK)、0.1、0.2、0.4、0.8、1.6 mg·L-1共6個處理濃度。利用育苗盤漂浮育苗，待煙苗長至移栽前2周時，移植于塑料盒，選取長勢一致的煙苗，先用清水把根部基質(zhì)清理干凈，剪去病殘根，用去離子水洗凈后備用。在漂浮育苗塑料盒四周用黑色膠帶密封，將選取的煙苗移栽到事先準(zhǔn)備好的漂浮育苗塑料盆(規(guī)格統(tǒng)一，容積5 L)中進行漂浮育苗，移栽時盡量使根系分布均勻，與營養(yǎng)液密切接觸。每個塑料盒中移栽4株，重復(fù)3次，隨機排列，每7 d更換1次營養(yǎng)液。

根據(jù)試驗設(shè)計向漂浮育苗塑料盒中加入IBA，觀察煙株的生長情況，測定相應(yīng)的指標(biāo)，主要有根系指標(biāo)和生理指標(biāo)。根系指標(biāo)的測定主要包括單株根總長度、單株根表面積、單株根體積、單株根平均直徑、根尖數(shù)、根系活力。生理指標(biāo)的測定主要包括超氧化歧氣化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、可溶性蛋白和丙二醛(MDA)。

1.3 測定方法

1.3.1 根系指標(biāo)的測定

根系指標(biāo)使用根系分析儀(ScanMaker i800plus)進行測定；根系活力采用TTC法測定。

1.3.2 生理指標(biāo)的測定

每處理收取3株鮮樣葉片測定植株品質(zhì)和酶指標(biāo)，根系MDA，SOD和POD活性測定采用文獻(xiàn)[11]的方法。MDA含量采用硫代巴比妥酸法測定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑法測定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定。可溶性蛋白的測定采用文獻(xiàn)[12]的方法(考馬斯亮藍(lán)G-250法)測定，CAT含量測定采用文獻(xiàn)[13]的方法(紫外吸收法)測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

本試驗的數(shù)據(jù)均采用Excel 2010和SPSS 19.0進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 對煙草幼苗根系生理指標(biāo)的影響

由表1可知，不同濃度IBA處理對煙苗根系影響顯著。隨著IBA濃度的增加，煙苗根系各項指標(biāo)呈先增加后減少的趨勢，且各處理間差異顯著。其中，0.4 mg·L-1IBA處理較其他處理顯著增加了煙苗根總長度、根表面積、根體積、根平均直徑、根尖數(shù)、根系活力，增幅分別達(dá)4.78%～30.24%、8.25%～27.17%、5.71%～35.79%、11.77%～163.11%、6.86%～47.21%、5.07%～29.02%。1.6 mg·L-1IBA處理根總長度、根表面積、根體積、根平均直徑、根尖數(shù)、根系活力分別較對照處理顯著減少8.32%、2.23%、10.39%、43.96%、11.19%、6.89%。

表1 不同濃度IBA對煙草幼苗根系生理指標(biāo)的影響

注：同列中無相同字母表示處理間差異顯著(P<0.05)，表2同。

2.2 對煙草幼苗根系保護性酶活性及MDA的影響

由表2可知，不同濃度的IBA對煙草幼苗根系保護性酶活性及丙二醛含量的影響不同，隨著IBA濃度的增如，SOD、POD、CAT和可溶性蛋白活性先增加后減少，而MDA含量則先降低后提高。0.4 mg·L-1IBA處理的MDA含量較對照處理顯著降低59.85%，而SOD、POD、CAT和可溶性蛋白活性分別較對照顯著增加44.49%、62.43%、43.02%、18.51%。1.6 mg·L-1IBA處理的SOD、POD、CAT和可溶性蛋白活性分別較對照處理顯著降低15.39%、13.48%、8.73%和4.65%，MDA含量較對照處理顯著提高8.72%。

表2 不同濃度IBA對煙草幼苗根系保護性酶活性及MDA的影響

3 小結(jié)與討論

根系具有吸收水分養(yǎng)分及維系根際環(huán)境等功能，對植物正常的生長發(fā)育發(fā)揮重要作用。根系的形成與許多內(nèi)外因素有關(guān)[14]，生長素類植物生長調(diào)節(jié)劑可以促進植物生根，提高植物的成活率[15]。本試驗研究結(jié)果表明，不同濃度的IBA對煙苗根部各種酶活性及丙二醛含量的影響不同，0.4 mg·L-1IBA處理的MDA含量較對照顯著降低59.85%，SOD、POD、CAT、可溶性蛋白活性分別較對照顯著增加44.49%、62.43%、43.02%、18.51%。而1.6 mg·L-1IBA處理的SOD，POD和CAT活性則顯著低于對照，MDA含量顯著高于對照。這是因為適宜濃度的IBA提高了煙苗根系的SOD，POD和CAT活性，增加了對煙苗根系自由基的清除能力，從而降低了MDA含量。

本試驗中，隨著IBA濃度的增加，煙苗根系的生物量呈先增加后降低的趨勢，0.4 mg·L-1IBA處理較其他處理顯著提高了根總長度、根表面積、根體積、根平均直徑、根尖數(shù)、根系活力。但1.6 mg·L-1IBA處理較對照降低了根系指標(biāo)和根系活力。這是因為IBA在適宜濃度時對煙苗根系發(fā)育有促進作用，而在高濃度時對煙苗根系發(fā)育有抑制作用。因此，適宜濃度的IBA通過提高煙苗根系保護性酶活性，促進煙苗生長。IBA在農(nóng)作物上的使用主要是浸泡，但是浸泡的施用濃度較大。本試驗是在煙草漂浮育苗的營養(yǎng)液中添加IBA，由于植株根系直接接觸營養(yǎng)液，吸收效率比簡單浸泡要提高很多，故所需濃度大幅降低。因此，漂浮育苗營養(yǎng)液中添加IBA相比浸泡更有利于植株的吸收利用，優(yōu)勢明顯。

綜上所述，IBA在有效濃度范圍內(nèi)不同濃度配比對煙苗生根有顯著影響。在本試驗條件下，營養(yǎng)液中添加濃度為0.4 mg·L-1IBA時，促進煙苗根系發(fā)育效果最明顯。