磷酸二氫鉀、赤霉素浸種對小麥種子萌發(fā)的影響

張建，范光發(fā)，婁輝

（安徽綠雨種業(yè)股份有限公司，安徽蚌埠233000）

小麥是人類主要的糧食作物之一，大田生產(chǎn)上小麥用種量很大，提高小麥的發(fā)芽率及發(fā)芽勢，從而節(jié)約成本是人們關(guān)心的話題。淀粉酶是分解貯藏淀粉的主要酶類，其活性強弱關(guān)系到小麥種子萌發(fā)速率和幼苗生長速度[1]。大量研究表明，不同處理的小麥種子，其淀粉酶的活性有很大區(qū)別。植物經(jīng)不同處理后可溶性糖含量也會變化，在小麥浸種處理過程中，糖是不可忽視的滲透調(diào)節(jié)物之一。

大量研究[2-5]表明，赤霉素（GA）能打破種子休眠，提高種子體內(nèi)吲哚乙酸（IAA）的含量，誘導(dǎo)α-淀粉酶活力，加速胚乳中淀粉水解，促進種子發(fā)芽。鉀離子能增強種子活力。赤霉素調(diào)控α-淀粉酶的研究是當(dāng)今植物激素研究領(lǐng)域的熱點之一，但是對于其與鉀離子共同浸泡小麥種子后，對小麥種子萌發(fā)時淀粉酶活力的影響研究還未見報道。筆者通過測定小麥種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、α-淀粉酶及可溶性糖、蔗糖、果糖指標，研究赤霉素和磷酸二氫鉀對小麥種子萌發(fā)的影響，為大田生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試小麥（Triticum aestivum L）為安農(nóng)0711（安徽綠雨種業(yè)股份有限公司生產(chǎn)），浸種劑主要成分為赤霉素、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鉀與赤霉素混合液。

試驗采用培養(yǎng)皿浸種。精選的小麥種子用0.1%的升汞溶液消毒后播入培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿50 粒種子。分別采用3 種試劑的不同濃度浸種12 h，然后洗凈放入20℃的恒溫培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，保持空氣流通、水分充足，每天觀察、記錄發(fā)芽情況。另設(shè)1 個清水浸種對照（CK），試驗3次重復(fù)。

1.2 試驗方法

1.2.1 發(fā)芽率與發(fā)芽勢測定。統(tǒng)計每1 個培養(yǎng)皿內(nèi)小麥發(fā)芽個數(shù)，芽長超過種子長度的1/2 作為發(fā)芽，統(tǒng)計發(fā)芽率，計算發(fā)芽勢。發(fā)芽率和發(fā)芽勢的計算公式為：

1.2.2 α-淀粉酶、可溶性糖、蔗糖、果糖測定。淀粉酶活性采用3，5-二硝基水楊酸比色定糖法測定[6]，可溶性糖含量采用蒽酮法測定[7]，蔗糖含量利用酮糖與間苯二酚反應(yīng)成色對比標準曲線測定[8]，果糖含量采用紫外分光光度法測定[9]。

2 結(jié)果與分析

2.1 發(fā)芽率與發(fā)芽勢測定結(jié)果

2.2.1 不同處理對小麥種子發(fā)芽率的影響。由圖1 可知，各處理下的小麥發(fā)芽率均高于對照組，說明不同濃度赤霉素、磷酸二氫鉀及其混合液都能提高小麥發(fā)芽率。小麥發(fā)芽率隨赤霉素、磷酸二氫鉀及混合液濃度升高呈現(xiàn)先升后降的趨勢，在0.2 mol/L 磷酸二氫鉀和0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氫鉀時達到最高值，說明過高的處理濃度對小麥發(fā)芽率產(chǎn)生抑制作用。

2.2.2 不同處理對小麥種子發(fā)芽勢的影響。由圖2 可知，不同濃度赤霉素、磷酸二氫鉀及其混合液均使小麥發(fā)芽勢得到了不同程度的增加。赤霉素及其與磷酸二氫鉀混合液濃度的增加使小麥發(fā)芽勢表現(xiàn)出先升后降的變化趨勢，說明赤霉素及其與磷酸二氫鉀混合液濃度過高降低小麥發(fā)芽勢；在0.1 mol/L 和0.2 mol/L 磷酸二氫鉀濃度下小麥發(fā)芽勢不變，當(dāng)磷酸二氫鉀濃度增加到0.4 mol/L 時，小麥發(fā)芽勢降低，說明鉀離子濃度超過一定劑量時降低了小麥的發(fā)芽勢。當(dāng)混合液濃度達到赤霉素0.02 mol/L+磷酸二氫鉀0.2 mol/L 時小麥發(fā)芽勢達到最大值。

2.2 α-淀粉酶、可溶性糖、蔗糖、果糖測定結(jié)果

2.2.1 不同濃度赤霉素對小麥種子生理生化指標的影響。由圖3 可見，α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均隨赤霉素濃度增加表現(xiàn)出先增后降的變化趨勢，表明赤霉素能增強萌發(fā)過程中小麥種子的各生理生化指標，過量的赤霉素對各生理生化指標起抑制作用。在0.02 mol/L 濃度時各指標達到最大值，該濃度為小麥萌發(fā)的最適赤霉素濃度。

2.2.2 不同濃度磷酸二氫鉀對小麥種子生理生化指標的影響。由圖4 可知，0.4 mol/L 磷酸二氫鉀對蔗糖、果糖的含量沒有影響，其他指標均大于CK 值。α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均隨磷酸二氫鉀濃度增加呈逐漸降低趨勢，在該試驗條件下，磷酸二氫鉀濃度的增加抑制了各生理生化指標的變化。

2.2.3 不同濃度混合液對小麥種子生理生化指標的影響。由圖5 可知，α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均隨赤霉素和磷酸二氫鉀混合液濃度增加表現(xiàn)出先升高后降低的變化規(guī)律，表明過量的混合液對各生理生化指標起抑制作用，混合液對小麥種子各生理生化指標的影響與磷酸二氫鉀不同，說明磷酸二氫鉀和赤霉素有協(xié)同作用。在0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氫鉀混合液時各指標達到最大值且大于其他任一處理，表明該濃度為小麥萌發(fā)的最適宜濃度。

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果顯示以不同濃度的赤霉素溶液與磷酸二氫鉀溶液處理小麥種子，對小麥種子的萌發(fā)都有一定影響，赤霉素與磷酸二氫鉀單獨處理及磷酸二氫鉀和赤霉素復(fù)合液處理對小麥種子的萌發(fā)都起到一定的促進作用。其中以0.02 mol/L 赤霉素溶液+0.2 mol/L 磷酸二氫鉀溶液處理的種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高。一定濃度的磷酸二氫鉀和赤霉素處理對小麥種子萌發(fā)和淀粉酶活性有一定的促進作用。另外，磷酸二氫鉀和赤霉素復(fù)合液處理效果明顯高于赤霉素單獨處理或磷酸二氫鉀單獨處理的作用，表明磷酸二氫鉀和赤霉素對小麥種子萌發(fā)有相互加成的促進作用。經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑噭┨幚砗?，小麥種子的萌發(fā)活力更強，利于種子的后續(xù)生長，在農(nóng)業(yè)上能起較好的生產(chǎn)及經(jīng)濟效果。淀粉酶幾乎存在于所有植物中，其水解淀粉為麥芽糖、葡萄糖，是植物萌發(fā)時物質(zhì)和能量的主要來源，其中以禾谷類種子的淀粉酶活性最強，但α-淀粉酶的活性因植物的種類、生長發(fā)育時期、環(huán)境等不同而有所變化，該試驗中測得的小麥種子α-淀粉酶與可溶性糖有一定的關(guān)系，其中α-淀粉酶的活性越高可溶性糖含量也越高，因此，對淀粉酶活力的調(diào)控研究，可為促進種子萌發(fā)、種子發(fā)芽后的生長及達到最佳的生長狀態(tài)奠定基礎(chǔ)，這是科研工作者長期努力的方向和目標。

由該試驗可得小麥淀粉酶活力是高于對照組的，并且當(dāng)赤霉素濃度在0～0.04 mol/L 范圍內(nèi)時種子的淀粉酶活力與可溶性糖不是逐漸升高的，超過0.02 mol/L 時酶活力則會出現(xiàn)下降趨勢，赤霉素0.02 mol/L 時種子α-淀粉酶和可溶性糖最高，分別是1.45 mg/（g·min）和16.5 mg/g，比磷酸二氫鉀處理后的小麥淀粉酶活力要強，但是低于0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氫鉀混合溶液處理的種子。這表明赤霉素與磷酸二氫鉀一起處理小麥種子時，更能促進小麥種子萌發(fā)時淀粉酶的活力，且以0.02 mol/L赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氫鉀混合溶液浸種處理的小麥種子淀粉酶活性最高，可溶性糖含量也最高。

糖是高等植物主要的代謝產(chǎn)物之一[11]，它不僅作為呼吸底物為植物的生長發(fā)育提供能量和代謝中間產(chǎn)物，而且還能通過多種代謝途徑合成其他物質(zhì)[12-13]，同時也是基因表達的重要因子，而且在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)具有類似激素的初級信使作用[14]。種子的發(fā)育過程包含了一系列的組織分化、細胞伸長和貯藏過程所有這些過程都受到糖代謝的影響。可溶性糖包括蔗糖、葡萄糖、果糖等，是種子發(fā)育中一種重要的信號分子，糖的濃度水平控制了胚胎從發(fā)育到衰老的整個過程[15]。

由試驗結(jié)果可知，各處理的生理生化指標均高于對照組，表明赤霉素、磷酸二氫鉀以及它們的混合液處理小麥種子，能增強小麥的發(fā)芽率與發(fā)芽勢，提高小麥種子萌發(fā)時淀粉酶的活性和可溶性糖、蔗糖、果糖的含量，以0.02 mol/L 赤霉素和0.2 mol/L 磷酸二氫鉀混合溶液處理效果最佳。