水楊酸對低鉀脅迫下油菜種子萌發(fā)及幼苗生長發(fā)育的影響

胡小玉 王曉璐 楊麗娟 單偉萌 潘鈺 徐小琦

摘要：以油菜種子為試驗材料，使用0.3毫摩爾/升硝酸鉀溶液處理對油菜種子進(jìn)行低鉀脅迫，探究不同濃度水楊酸對低鉀脅迫下油菜種子的萌發(fā)及幼苗生長發(fā)育的影響，以期得到最佳緩解油菜低鉀脅迫作用的水楊酸濃度。結(jié)果表明，隨著水楊酸濃度的增加，對油菜種子的萌發(fā)和生長都具有不同程度的緩解作用，其中0.6毫摩爾/升水楊酸處理的油菜種子緩解效果最好。

關(guān)鍵詞：油菜；低鉀脅迫；水楊酸；影響

油菜是我國種植面積超過650萬公頃的第五大作物，也是需鉀量較多的經(jīng)濟(jì)農(nóng)作物。同時作為我國重要的油料作物，種植分布遍及全國，31個省市自治區(qū)都有油菜生產(chǎn)。油菜種子含油量為30%～50%，是我國食用植物油最主要的來源之一。我國油菜種植存在施用鉀肥不足或盲目使用現(xiàn)象，制約了油菜種植經(jīng)濟(jì)效益的進(jìn)一步發(fā)展。作為重要的可食用農(nóng)作物，在飲食上具有降低血脂、幫助肝臟排毒、寬腸通便等功效。

鉀離子是國際公認(rèn)的植物藥材品質(zhì)元素，糧食中的糧食，是植物生長發(fā)育所必需的3大營養(yǎng)元素之一。鉀也是肥料三要素之一，中國是世界上鉀肥主要消費(fèi)國，油菜是一種吸鉀量較高的作物，施鉀肥能顯著提高油菜籽產(chǎn)量和生物學(xué)產(chǎn)量。我國缺鉀耕地總面積達(dá)2.26×108公頃，缺鉀量由南向北的總趨勢逐漸降低。南方地區(qū)降雨頻繁，高溫多雨，土壤中的鉀離子容易被雨水帶到土壤下層，導(dǎo)致耕地層缺少鉀離子。近些年來，很多北方地區(qū)也出現(xiàn)了缺鉀現(xiàn)象?，F(xiàn)如今，土壤缺鉀已成為制衡農(nóng)作物生產(chǎn)的主要影響因素之一。研究水楊酸（簡稱水楊酸）對低鉀脅迫下油菜種子萌發(fā)及生長的影響，對油菜等農(nóng)作物的擴(kuò)大種植與增加產(chǎn)量具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

中油828號。

1.2 試驗設(shè)計

挑選顆粒飽滿形狀大小一致、表面無損傷的油菜種子，均勻放入鋪有脫脂棉和濾紙的培養(yǎng)皿中，每份30粒，使用0.3毫摩爾/升硝酸鉀溶液對油菜種子以低鉀脅迫處理，設(shè)為對照CK，然后用不同濃度水楊酸（0、0.3、0.6、0.9、1.2）毫摩爾/升，分別對油菜種子進(jìn)行處理，每組3次重復(fù)，將培養(yǎng)皿放入恒溫培養(yǎng)箱中25℃恒溫光照培養(yǎng)。以油菜種子發(fā)芽長出兩片子葉為標(biāo)準(zhǔn) ，每日記錄發(fā)芽情況。

1.3 測定方法

從每組中挑選10棵發(fā)芽較好的油菜種子移栽到種植盆中，每組3次重復(fù)，幼苗培養(yǎng)中低鉀對照組仍繼續(xù)使用0.3毫摩爾/升硝酸鉀溶液澆灌，實(shí)驗組使用不同濃度的水楊酸澆灌。當(dāng)試驗組幼苗株高達(dá)到8厘米時，將幼苗從種植盆中移出，清洗干凈，測量每組幼苗的株高、根長、葉厚度、葉面積、地上部分及地下部分的鮮重和干重。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用Excel2020版和SPSS 25.0版進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計與結(jié)果分析，本實(shí)驗數(shù)據(jù)都為3次試驗的平均值。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源水楊酸處理對低鉀脅迫下油菜種子發(fā)芽率的影響

由表1可知，與CK相比，水楊酸處理后的油菜種子中除0.9毫摩爾/升水楊酸濃度外，其他試驗組發(fā)芽率均高于CK，且隨著處理時長的增加，平均發(fā)芽率也在逐漸增大。在低鉀脅迫下，試驗組發(fā)芽率隨著水楊酸濃度的增加，發(fā)芽率呈先上升后下降的總體趨勢，油菜種子的發(fā)芽率在水楊酸濃度為0.6毫摩爾/升時達(dá)到最大值，說明在水楊酸濃度為0.6毫摩爾/升時對低鉀脅迫下油菜種子的緩解效果最明顯，且在培養(yǎng)3天后達(dá)到最大發(fā)芽率90.00%，表明水楊酸對油菜種子的萌發(fā)有明顯促進(jìn)作用。在水楊酸濃度增加到1.2毫摩爾/升時，發(fā)芽率低于CK，說明水楊酸在較低濃度下對處于低鉀脅迫的油菜種子有一定的舒緩作用，濃度過高反而會對油菜種子的萌發(fā)起抑制效果。

2.2 外源水楊酸處理對低鉀脅迫下油菜幼苗生長的影響

由表2、表3總體來看，0.6毫摩爾/升水楊酸處理與CK處理相比，株高、根長等測量項目均存在顯著差異，所以，當(dāng)水楊酸濃度為0.6毫摩爾/升時，油菜幼苗生長發(fā)育最好。從單方面來看，葉厚度CK與試驗組各濃度均差異顯著，而試驗組幾個濃度之間并無顯著差異，可見水楊酸在0.3～1.2毫摩爾/升濃度范圍內(nèi)對葉厚度的影響顯著且相似。除葉面積中CK與0.3毫摩爾/升水楊酸相比無顯著差異外，其他測量項目中CK與0.3～0.9毫摩爾/升水楊酸均有顯著差異，表明0.3～0.9毫摩爾/升水楊酸濃度對低鉀脅迫下油菜種子的株高、根長、葉厚度、葉鮮/干重、根鮮/干重均有緩解作用，其中在此濃度范圍內(nèi)0.6毫摩爾/升水楊酸的緩解效果最好。但當(dāng)水楊酸濃度達(dá)到1.2毫摩爾/升時，除葉面積、葉厚度、根鮮重數(shù)值高于CK外，其他測量項目數(shù)值均低于CK，此時水楊酸處理不僅無緩解作用，甚至出現(xiàn)了毒害作用。在0～1.2毫摩爾/升水楊酸濃度范圍內(nèi)，各項數(shù)值隨水楊酸濃度的增加，呈先上升后下降的整體趨勢，也同樣說明一定濃度水楊酸對低鉀脅迫有一定的解毒作用，過高則會加深低鉀的毒害作用，抑制油菜植株的生長。

3 討論

我國鉀肥消耗量大、資源緊缺，確定鉀肥的合理用量和正確施用方法，能使有限的鉀肥發(fā)揮最大的效果，提高鉀肥的利用率。南方地區(qū)多雨，施鉀肥過程中種植戶不能很好的控制鉀肥用量，較多會浪費(fèi)鉀肥資源，同時油菜幼苗會加大對鉀離子的吸收，減少其他有機(jī)離子的吸收與運(yùn)輸，還有可能造成燒苗現(xiàn)象；較少施肥則無法達(dá)到所期望的生長效果。北方地區(qū)土地面積廣，需鉀肥量較大，施用鉀肥使種植戶種植成本過高。水楊酸作為植物激素和內(nèi)源信號分子，在植物體內(nèi)普遍的存在，參與種子萌發(fā)、植物開花、通透性、離子吸收等重要的生理生化過程，且具有低成本、高效、無毒、無殘留等優(yōu)質(zhì)特點(diǎn)。齊秀東的論文中，水楊酸在植物的抗旱、抗冷、抗鹽、抗病等方面具有明顯的作用，增強(qiáng)植物抵抗不良環(huán)境的能力，在植物生理方面具有重要的影響。

試驗結(jié)果表明，外源水楊酸處理能提高低鉀脅迫下油菜種子的發(fā)芽率，對解除株高、根長、葉面積、葉厚度、地上部分及地下部分干重和鮮重的抑制作用效果顯著。不同濃度外源水楊酸處理對低鉀脅迫下油菜幼苗生長發(fā)育的緩解效果不同，但總體上均有所改善。本試驗中使用0.3毫摩爾/升硝酸鉀溶液處理模擬低鉀脅迫時，最有效緩解低鉀脅迫作用的外源水楊酸濃度為0.6毫摩爾/升，較低濃度的水楊酸處理對油菜幼苗具有一定的緩解作用，而高濃度的水楊酸其緩解作用明顯下降，甚至加重毒害作用。該研究對缺鉀地區(qū)油菜的培育與栽種提供了一定的理論參考，對低鉀地區(qū)的合理利用與開發(fā)也具有一定的重要意義。

基金項目：通化師范學(xué)院非師范專業(yè)學(xué)生創(chuàng)新與技能訓(xùn)練項目（cs2020077）。

作者簡介：胡小玉（2000-），女，本科在讀。研究方向：細(xì)胞生物學(xué)。

*為通訊作者。EF28962B-F774-4AEF-A5A4-80D7BFAD922C