不同濃度ZNC免疫誘抗劑對4種作物種子芽長和根長的影響

張曉英 王慶彬 丁新華 王洪鳳 孔波 耿全政

摘要 ? ?試驗研究了不同濃度ZNC免疫誘抗劑拌種對小麥、大豆、玉米、棉花種子的胚根長和芽長的影響。結(jié)果表明，3 種不同濃度的ZNC免疫誘抗劑對作物種子的胚根長和芽長均表現(xiàn)出促進作用，但每種作物的最適促進濃度各不相同。小麥根長促生的最適濃度為0.02 mg/kg，芽長的最適濃度為0.01 mg/kg，增長率分別為22.3%和63.9%;大豆根長促生的最適濃度為0.005 mg/kg，增長率為17.1%，且隨著濃度的增加，根長的促生作用逐漸減弱;玉米根長和芽長的最適濃度均為0.005 mg/kg，增長率分別為18.9%和47.3%;棉花根長的最適濃度為0.02 mg/kg，增長率為19.4%，且隨著濃度的增加，促生作用逐漸增強。說明ZNC免疫誘抗劑能廣譜地促進各種作物種子的根長和芽長的生長，該結(jié)果可為ZNC免疫誘抗劑的田間施用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞 ? ?ZNC免疫誘抗劑;作物;種子萌發(fā);促生濃度

中圖分類號 ? ?S482.99 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）20-0006-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

Abstract ? ?The experiment studied the effects of seed dressing with different concentrations of ZNC immune inducer agent on the radicle and bud length of wheat， soybean， corn and cotton seeds. The results showed that three different concentrations of ZNC immune inducers could promote the radicle length and bud length of crop seeds， but the optimal concentrations for each crop were different. The optimum concentration of ZNC immune inducer for promoting wheat root length growth was 0.02 mg/kg， the optimum concentration of ZNC immune inducer for sprout length was 0.01 mg/kg， the growth rate were 22.3% and 63.9% respectively; the optimum concentration of ZNC immune inducer for promoting soybean root length growth was 0.005 mg/kg， the growth rate was 17.1%， and with the increase of concentration， the promoting effect of root length gradually weakens; the optimum concentration ratio of corn root length and sprout length was 0.005 mg/kg， the growth rate were 18.9% and 47.3% respectively; the optimum concentration of cotton root length was 0.02 mg/kg， the growth rate was 19.4%， and with the increase of concentration， the growth promoting effect gradually increased. The results indicated that ZNC immune inducer could promote the growth of root and bud of all kinds of crop seeds， and provide the basis for the field application of ZNC immune inducer.

Keywords ? ?ZNC immune inducer; crop; seed germination; concentration

植物免疫誘抗劑也叫植物疫苗，植物內(nèi)生菌在與植物長期共進化過程中發(fā)展了多種多樣的有益于植物生長與適應(yīng)環(huán)境的因子，除了提高植物的抗病性之外，還能夠合成植物生長激素類物質(zhì)或促進植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收來刺激植物的生長，達到促生作用[1]。植物免疫誘抗劑在肥料、農(nóng)藥及栽培技術(shù)中是重要的增產(chǎn)催化劑要素，已成為糧食增產(chǎn)的關(guān)鍵因子之一。

傳統(tǒng)意義的植物調(diào)節(jié)劑具有以下缺點：一是植物體內(nèi)各種內(nèi)源激素間可以發(fā)生增效或拮抗作用，只有各種激素協(xié)調(diào)配合[2]，才能保證植物正常生長發(fā)育，而市場流行的產(chǎn)品多是化學(xué)合成類似植物激素的物質(zhì)，成分單一，不能發(fā)生協(xié)同作用，不能很好地促進作物生長;二是植物激素一般都是直接作用于靶標，且用量較大[3]，容易由于施用不當，造成藥害毒性殘留難以解決[4-5];三是市場上的現(xiàn)行產(chǎn)品很多酸堿性不一致，產(chǎn)品偏酸或偏堿，與其他農(nóng)藥混合使用時往往破壞其他藥效[6]。此外，化學(xué)合成除了上述缺點外，還有其本身中間體合成造成的高污染及高成本特性[7]。

ZNC免疫誘抗劑由山東蓬勃生物科技有限公司自主研發(fā)，該免疫誘抗劑來源于植物內(nèi)生菌的發(fā)酵產(chǎn)物。近年來，關(guān)于ZNC免疫誘抗劑，研究人員做了大量試驗，發(fā)現(xiàn)其具有高活性、純天然且穩(wěn)定性極高的特點，使用濃度極低即可達到很好的促生效果，且提取產(chǎn)物呈現(xiàn)中性，與其他農(nóng)藥和肥料混合使用時均不影響其使用效果。賈春花等[8]研究發(fā)現(xiàn)，ZNC免疫誘抗劑可顯著提高蘿卜塊根產(chǎn)量、干物質(zhì)積累量、根冠比、可溶性蛋白總量;秦瑞劼等[9]提出ZNC免疫誘抗劑可顯著提高小麥生育關(guān)鍵期土壤氮素供應(yīng)強度、產(chǎn)量、氮肥利用率;LU等[10]進行了ZNC免疫誘抗劑的促生及抗病機制研究，發(fā)現(xiàn)ZNC免疫誘抗劑可誘導(dǎo)水楊酸（SA）生物合成，提高作物根尖生長素水平，激活植物免疫系統(tǒng)，增強植物防御反應(yīng)等;齊林鎖[11]提出施用ZNC免疫誘抗劑水溶肥能夠大幅度改良農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，減輕病害的危害程度;趙 ?鵬等[12]研究表明，馬鈴薯施用ZNC免疫誘抗劑含氨基酸水溶肥能有效提高產(chǎn)量，改善馬鈴薯性狀和品質(zhì);PENG等[13]研究結(jié)果顯示，低濃度ZNC能夠促進過氧化氫及SA的積累，從而增強煙草對病毒（PVX，TMV）的抗性。本試驗在之前研究的基礎(chǔ)上，探索適宜4種作物種子拌種的最佳ZNC濃度，以期為大田作物種子的ZNC拌種使用提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗概況

試驗于2019年4月11—20日在山東省泰安市高新區(qū)泰山創(chuàng)新谷進行。試驗條件為人工氣候室，光周期16 h/8 h，溫度25 ℃。

1.2 ? ?試驗材料

供試種子：小麥（山農(nóng)29號）、大豆（圣豆5號）、玉米（山農(nóng)206）、棉花（山農(nóng)圣棉1號），均來自山東農(nóng)業(yè)大學(xué)實驗室。

ZNC免疫誘抗劑：ZNC免疫誘抗劑原液（5 mg/mL），山東蓬勃生物科技有限公司生產(chǎn)。

儀器用品：移液槍、游標卡尺、直尺、容量瓶、培養(yǎng)皿、發(fā)芽紙、紗布、小噴壺、遮光布等。

1.3 ? ?試驗設(shè)計

試驗共設(shè)4個處理，分別為處理1（CK），清水拌種;處理2，ZNC免疫誘抗劑1 mg拌種200 kg種子;處理3，ZNC免疫誘抗劑1 mg拌種100 kg種子;處理4，ZNC免疫誘抗劑1 mg拌種50 kg種子。3次重復(fù)，每種作物種子各12皿。

1.4 ? ?試驗過程

配制2個質(zhì)量濃度梯度的ZNC免疫誘抗劑溶液（母液濃度為5 mg/mL）。溶液1：取0.1 mL ZNC免疫誘抗劑母液加入100 mL容量瓶，用蒸餾水定容至100 mL，配成0.005 mg/mL的溶液1。溶液2：取上述10 mL溶液1加入100 mL容量瓶中，用蒸餾水定容至100 mL，配成0.000 5 mg/mL的溶液2。

分別取小麥、大豆、玉米、棉花的種子各600、360、360、360粒，稱重后分成四等份，根據(jù)重量按照4個處理的濃度用溶液1或溶液2進行拌種，使每粒種子均沾有等量ZNC免疫誘抗劑，在培養(yǎng)皿內(nèi)晾干后將每個處理的種子均分成3份平鋪在3個新的培養(yǎng)皿的發(fā)芽紙上（發(fā)芽紙下面墊上適量的紗布，增加保水效果），上鋪用水浸濕的濾紙，用黑布遮光后放于25 ℃人工氣候室內(nèi)進行培養(yǎng)。試驗于2019年4月11日處理，分別于處理后的第4、5、5、4天測定數(shù)據(jù)。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?不同處理對小麥根長和芽長的影響

由表1可以看出，小麥在根長和芽長方面，處理4的根長最長，比處理1平均高出1.0 cm，與CK相比增長了22.3%，差異顯著;其次為處理2和處理3，與CK相比，分別增長了12.7%和13.4%，差異性均達到顯著水平。在芽長方面，處理3最好，增長率高達63.9%;處理2和處理4其次，3個處理與CK相比，差異性均達到顯著水平。

2.2 ? ?不同處理對大豆根長的影響

由表2可以看出，大豆在根長方面，處理2的根長最長，與CK相比差異性最為顯著，較CK增長17.1%;其次為處理3，較CK增長11.1%，也達到了顯著性差異;處理4的根長雖然比CK略好，但未達到顯著性差異。由此說明，大豆種子在ZNC免疫誘抗劑拌種濃度較低時即可達到很好的促生效果，而且隨著濃度的增加，根長的增幅降低。

2.3 ? ?不同處理對玉米根長和芽長的影響

由表3可以看出，玉米在根長和芽長方面，處理2的根長最長，與CK相比，增長18.9%，差異性最為顯著;其次為處理4和處理3，也都達到了顯著性差異，分別增長了12.4%和10.5%。在芽長方面，處理2最好，較CK增長了47.3%，處理4和處理3其次，3個處理與CK相比均有顯著差異。由此可以看出，ZNC免疫誘抗劑對玉米根長和芽長的影響比較一致，均在較低濃度即可起到較好的促生效果。

2.4 ? ?不同處理對棉花根長的影響

由表4可以看出，棉花根長以處理4最長，較CK增長了19.4%，差異性最為顯著;其次為處理3，與CK相比也差異顯著;處理2較CK增長了9.4%，但差異不顯著。

3 ? ?結(jié)論與討論

該試驗結(jié)果表明，使用ZNC免疫誘抗劑的各處理均好于清水處理，且每種作物種子的最佳促生濃度不同。小麥根長的最佳促生濃度為0.02 mg/kg，芽長的最佳促生濃度為0.01 mg/kg，說明小麥在萌芽初期的生長中，較高濃度的ZNC免疫誘抗劑可以促進小麥根長的生長，且隨著濃度的增加促生作用逐漸增強;芽長的生長隨著ZNC免疫誘抗劑濃度的增加，促生作用先增加后降低。大豆根長的最佳促生濃度為0.005 mg/kg，且隨著濃度的增加促生作用逐漸降低，說明較低濃度的ZNC免疫誘抗劑即可促進大豆根長的增長。玉米根長和芽長的最佳促生濃度均為0.005 mg/kg。棉花的最佳促生濃度為0.002 mg/kg，且隨著濃度的增加，促生作用逐漸增強。綜上所述，不同作物的種子拌種ZNC均有顯著的促生效果，但ZNC對每種作物的最佳促生濃度有所差異。

糧食安全是我國最大的問題之一，我國化肥、農(nóng)藥使用量全球第一，但利用率低下，不能被作物吸收的化肥、農(nóng)藥通過蒸騰、殘留和流失，污染著空氣、土壤和地下水，又反過來威脅糧食安全。因此，國家制定了到2020年化肥農(nóng)藥零增長行動方案。

野生植物內(nèi)生菌代謝物的研究在國際上早就是熱點問題，植物免疫誘抗劑是內(nèi)生菌與植物互惠共生的產(chǎn)物，可以激發(fā)作物潛能，促進根系發(fā)育，并提高肥料利用率，減少化肥使用;誘導(dǎo)植物抗病性，減少農(nóng)藥使用;誘抗劑超高活性，對農(nóng)作物普遍有效，促生、抗病、抗逆效果顯著。ZNC免疫誘抗劑來源于野生藥用植物內(nèi)生菌的發(fā)酵產(chǎn)物，整個生產(chǎn)過程中無“三廢”的產(chǎn)生。肥料減施增效使作物不減產(chǎn)的核心就是提高肥料利用率，提高肥料利用率離不開功能物質(zhì)。ZNC的活性超高，使用濃度極低，使其作為肥料增效劑使用將有巨大的市場空間。將該免疫誘抗劑與傳統(tǒng)肥料結(jié)合，可以開發(fā)新型功能型肥料，因而在免疫誘抗劑的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)鑒定、活性物質(zhì)作用機理研究以及新型肥料的生產(chǎn)、田間試驗和示范開展研究等方面具有重要作用，可提升我國生物制品在國際上的競爭力，促進我國生物領(lǐng)域科技創(chuàng)新能力和生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4 ? ?參考文獻

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