海藻提取物作為拌種增效劑對(duì)小麥種子生長發(fā)育的影響

張 靖, 張超一, 宋海妹

(青島海大生物集團(tuán)股份有限公司 山東青島 266000)

近年來根據(jù)氣候變化進(jìn)行的統(tǒng)計(jì)表明,小麥播種后如果遭遇低溫,會(huì)出現(xiàn)發(fā)芽遲、出苗慢、幼苗參差不齊且長勢(shì)弱的現(xiàn)象,還會(huì)影響小麥后期的分蘗、孕穗,致使成穗數(shù)不足,最終影響產(chǎn)量[1-3]。 為了促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長、防病防蟲,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上進(jìn)行種子處理已是比較普遍的現(xiàn)象[4]。 海藻中含有大量的陸生生物缺乏的生物活性物質(zhì)和微量元素[5],其中海藻多糖是一種廣泛存在于海藻中的天然多糖聚合物。 有研究報(bào)道,海藻酸鈉寡糖浸種可以促進(jìn)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長[6]。 青島海大生物集團(tuán)股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱海大生物公司)基于綠藻滸苔和褐藻海帶為原料,開發(fā)了一款新型的天然雙藻源海藻提取物,產(chǎn)品自身富含海藻多糖、海藻酸、有機(jī)質(zhì)、生長素、細(xì)胞分裂素、甜菜堿等生物活性物質(zhì)。 為考察新型海藻提取物不同用量浸種及與拌種劑復(fù)配拌種對(duì)小麥種子發(fā)芽及幼苗生長的影響,開展了試驗(yàn)研究,以期明確新型海藻提取物在種子處理中的應(yīng)用方向,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2022 年10 月在海大生物公司生態(tài)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 供試材料

拌種劑:海藻提取物(海藻多糖SEA-D30/Seawinner818),w(海藻多糖)≥18%,w(海藻酸)≥30%,海大生物公司自主研發(fā);某拌種劑,質(zhì)量分?jǐn)?shù)9%的苯醚·咯·噻蟲嗪懸浮種衣劑。

供試小麥:品種為菲達(dá)H6756。

供試設(shè)備:TU-1810 型紫外-可見分光光度計(jì),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 試驗(yàn)方法

首先進(jìn)行海藻提取物浸種紙床發(fā)芽試驗(yàn),目的是探明海藻提取物拌種的適宜濃度范圍。 設(shè)置6 個(gè)不同海藻提取物用量的浸種處理,海藻提取物添加量分別為小麥種子質(zhì)量的0、0.007%、0.025%、0.05%、0.1%、0.2%,每個(gè)處理重復(fù)3 次。 用適量的清水將海藻提取物溶解,然后將相應(yīng)質(zhì)量的小麥種子置于海藻提取物溶液中浸泡16 h。 選取大小一致的浸泡后的小麥種子置于已鋪濾紙并加5 mL 自來水的培養(yǎng)皿中進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),每個(gè)紙床上放30 粒小麥種子,每個(gè)處理重復(fù)3 次。 室溫培養(yǎng),每天視濾紙的干濕度適量補(bǔ)充水分。 以芽長超過種子長度的一半為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)[7],定期觀察小麥種子的發(fā)芽情況。

通過海藻提取物浸種紙床發(fā)芽試驗(yàn),確定0.025%的海藻提取物添加量為最佳拌種量,以該添加量為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)3 個(gè)梯度與拌種劑進(jìn)行復(fù)配,然后拌種進(jìn)行紙床發(fā)芽試驗(yàn),驗(yàn)證其與拌種劑復(fù)配后拌種對(duì)小麥種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。 試驗(yàn)設(shè)計(jì)4 個(gè)處理(見表1),每個(gè)處理重復(fù)3 次。

表1 試驗(yàn)處理

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

(1)在培養(yǎng)第3 天、第4 天分別觀測(cè)種子發(fā)芽情況,發(fā)芽率按式(1)計(jì)算:

式中:Gv——發(fā)芽率,%;

n——發(fā)芽種子數(shù);

N——種子總數(shù)。

(2)在小麥苗三葉一心期,每個(gè)苗床取25 株麥苗測(cè)定株高、根長、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量;將鮮樣放入烘箱80 ℃殺青,烘至恒質(zhì)量測(cè)定地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量;小麥幼苗根系活力采用TTC 法檢測(cè);采集小麥苗干樣測(cè)定可溶性糖和可溶性蛋白含量,可溶性糖含量采用硫酸-蒽酮分光光度法測(cè)定,可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

數(shù)據(jù)采用軟件Excel 2010 及SPSS 23 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,采用LSD 法進(jìn)行差異性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同海藻提取物用量對(duì)小麥種子發(fā)芽率的影響

不同海藻提取物用量培養(yǎng)3 ～4 d 的小麥種子發(fā)芽率見表2。

表2 不同海藻提取物用量培養(yǎng)3～4 d 的小麥種子發(fā)芽率

從表2 可以看出,海藻提取物的用量對(duì)小麥種子的萌發(fā)有影響,當(dāng)添加量高于某一數(shù)值時(shí),促進(jìn)種子發(fā)芽的效果會(huì)降低;海藻提取物用量為0.025%時(shí),小麥種子的發(fā)芽率達(dá)到最高;在第4 天時(shí),海藻提取物用量為0.025%的小麥種子發(fā)芽率與其他用量的差異達(dá)到顯著水平,且較清水對(duì)照提高了44.3%。 試驗(yàn)結(jié)果表明在促進(jìn)小麥種子萌發(fā)的時(shí)候,海藻提取物用量為0.025%較適合,一定程度上為提高小麥出苗整齊度奠定了基礎(chǔ)。 因此,選用0.025%作為海藻提取物與拌種劑復(fù)配的用量基礎(chǔ),設(shè)計(jì)復(fù)配拌種試驗(yàn)。

2.2 海藻提取物復(fù)配拌種劑對(duì)小麥種子發(fā)芽率的影響

在上述試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,將海藻提取物與拌種劑復(fù)配驗(yàn)證其對(duì)種子萌發(fā)的效果,以評(píng)判其作為拌種增效劑的可行性,不同處理培養(yǎng)3 ～4 d 的小麥種子發(fā)芽率見表3。

表3 不同處理培養(yǎng)3～4 d 的小麥種子發(fā)芽率

從表3 可以看出:拌種劑中復(fù)配一定量的海藻提取物可以促進(jìn)小麥種子的萌發(fā);T1 處理促進(jìn)小麥種子萌發(fā)的效果最顯著,第3 天、第4 天小麥種子發(fā)芽率較CK 處理的提高了8.6%、8.4%。試驗(yàn)結(jié)果表明,拌種劑復(fù)配適量的海藻提取物可以促進(jìn)種子萌發(fā),避免因拌種劑處理不當(dāng)導(dǎo)致小麥種子發(fā)芽率受影響。

2.3 海藻提取物復(fù)配拌種劑對(duì)小麥幼苗農(nóng)藝性狀的影響

小麥幼苗根系的伸長有利于其對(duì)養(yǎng)分和水分的吸收、傳導(dǎo),鮮質(zhì)量和干質(zhì)量反映了小麥幼苗的物質(zhì)積累量。 不同處理的小麥幼苗農(nóng)藝性狀見表4。

表4 不同處理的小麥幼苗農(nóng)藝性狀

從表4 可以看出:拌種劑中復(fù)配一定量的海藻提取物可以促進(jìn)小麥幼苗的生長;T1 處理的小麥幼苗的株高、根長、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量、地上部干質(zhì)量、地下部干質(zhì)量等比CK 處理的分別提高了12.0%、 30.5%、 33.4%、 97.8%、48.1%、19.2%。 因此,常規(guī)拌種劑復(fù)配適量的海藻提取物,可顯著提高小麥幼苗的根長、株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量等指標(biāo),具有壯苗的作用。

2.4 海藻提取物復(fù)配拌種劑對(duì)小麥根系活力的影響

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官,根的生長情況和活力水平對(duì)肥料利用率的提高及產(chǎn)量的形成有非常重要的影響[8]。 不同處理的小麥幼苗根系活力見圖1,圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P＜0.05),下同。

圖1 不同處理的小麥幼苗根系活力

從圖1 可以看出,T1、T2、T3 處理的小麥幼苗根系活力較CK 處理的分別提高了17.1%、45.7%、29.7%。 因此,加入海藻提取物可不同程度提高小麥幼苗根系活力,有利于增強(qiáng)幼苗根系的適應(yīng)性。

2.5 海藻提取物復(fù)配拌種劑對(duì)小麥幼苗葉片中可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

在外界環(huán)境脅迫下,可溶性糖、可溶性蛋白的增加可以增強(qiáng)植物的適應(yīng)能力,使幼苗維持正常代謝[9]。 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖和可溶性蛋白含量見圖2 和圖3。

圖2 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖含量

圖3 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性蛋白含量

從圖2 可以看出,T1、T2 處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖含量顯著高于CK 處理的,提高幅度分別為35.1%、28.2%。 因此,添加適量的海藻提取物可以顯著促進(jìn)小麥葉片中可溶性糖的積累。 可溶性糖含量的增加可以為蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪的合成和積累提供碳架,且可通過氧化磷酸化作用為它們的合成和積累提供必需的氧化還原動(dòng)力[6,10]。

從圖3 可以看出,T1 處理的小麥幼苗葉片中可溶性蛋白的含量顯著高于CK 處理的,提高幅度為80.7%。 表明添加適量的海藻提取物可以在一定程度上促進(jìn)小麥種子中貯藏蛋白質(zhì)向可溶性蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化,從而提高小麥幼苗的生長活力。

3 結(jié)語

(1)海藻提取物浸種小麥紙床發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明,海藻提取物作為小麥拌種劑,當(dāng)其用量為拌種量的0.025%時(shí),在提高小麥種子發(fā)芽率方面效果最佳。

(2)海藻提取物不同用量復(fù)配拌種劑小麥紙床發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)果表明,海藻提取物以一定用量與拌種劑復(fù)配,可以提高小麥種子的發(fā)芽率;在小麥幼苗的長勢(shì)方面,可以顯著提高株高、根長、鮮質(zhì)量等生長指標(biāo),有明顯的生根壯苗效果;通過提高小麥根系活力來提高根系適應(yīng)力,通過提高可溶性糖含量來提高小麥幼苗的生理活性,通過提高可溶性蛋白含量來增強(qiáng)小麥幼苗的適應(yīng)能力,進(jìn)而提高小麥幼苗的抗逆性。

本文對(duì)海藻提取物復(fù)配拌種劑對(duì)小麥幼苗生長的影響主要是通過水培試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,后期將繼續(xù)深入開展海藻提取物復(fù)配拌種劑的盆栽及大田拌種試驗(yàn),為海藻提取物作為拌種增效劑在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。