摘要:為了驗(yàn)證綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR深植沃土和GGR拌種專(zhuān)用肥拌種對(duì)中重度鹽漬化土壤玉米萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的作用,以前期鑒選出的耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)和鹽敏感玉米品種紀(jì)元878為試驗(yàn)材料,在種植前進(jìn)行拌種處理,研究拌種后對(duì)玉米出苗及幼苗生長(zhǎng)性狀、生理的影響。結(jié)果表明,與CK相比,應(yīng)用GGR綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑拌種能夠提高種子出苗率,同時(shí)對(duì)玉米幼苗的農(nóng)藝性狀以及生理指標(biāo)均有不同程度的促進(jìn)作用。通過(guò)隸屬函數(shù)綜合分析發(fā)現(xiàn),在3種鹽濃度土壤中,淡土和0.5%鹽土中GGR拌種專(zhuān)用肥拌種對(duì)耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR深植沃土拌種處理,在0.3%鹽土中,GGR深植沃土拌種對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR拌種專(zhuān)用肥拌種處理;在淡土中,GGR拌種專(zhuān)用肥拌種對(duì)鹽敏感品種紀(jì)元878的種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR深植沃土拌種處理,在0.3%和0.5%鹽土中,GGR深植沃土拌種對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR拌種專(zhuān)用肥拌種處理。
關(guān)鍵詞:玉米;綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑;鹽土;種子萌發(fā);幼苗生長(zhǎng)
收稿日期:2024-10-24
基金項(xiàng)目:唐山市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(24150201C)。
第一作者:陳悅(1997-),女,碩士,研究實(shí)習(xí)員,從事鹽堿地栽培技術(shù)研究。E-mail: xvclaire@163.com。
通信作者:王秀萍(1966-),女,學(xué)士,研究員,從事鹽堿地治理及綜合利用。E-mail: bhswxp@163.com。
玉米作為重要的糧食作物之一,在保障我國(guó)糧食安全和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面具有重要的作用[1]。然而,在高溫少雨的極端天氣和依賴(lài)灌溉的耕作模式共同作用下,玉米主產(chǎn)區(qū)的土壤鹽堿化日益嚴(yán)重,對(duì)玉米產(chǎn)量和品質(zhì)造成了極大的威脅[2-3]。種子萌發(fā)的適宜條件包括充足的水分、足夠的氧氣和適宜的溫度,然而鹽堿土的環(huán)境條件往往不利于滿(mǎn)足這些條件。由于鹽堿土鹽分含量高導(dǎo)致土壤通氣性差,影響種子的呼吸作用,鹽堿土的溫度條件也可能因土壤性質(zhì)而發(fā)生變化,不利于種子的萌發(fā)[4-5]。同時(shí)高鹽高堿的環(huán)境會(huì)抑制植物的光合作用、降低水的蒸騰作用和氣孔導(dǎo)度,并減少植物葉片水勢(shì)和膨脹壓,從而形成滲透脅迫,使活性氧濃度升高,破壞離子平衡等,最終抑制幼苗的生長(zhǎng)[6-9]。玉米屬于中度鹽敏感作物,而種子萌發(fā)期作為作物生長(zhǎng)發(fā)育的第一階段,對(duì)鹽分最為敏感,苗期次之,這兩個(gè)時(shí)期是保證玉米產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵時(shí)期[10]。因此,提高鹽堿地玉米出苗率、培育壯苗對(duì)于提高鹽堿地玉米產(chǎn)量、保障國(guó)家糧食安全至關(guān)重要。
藥劑拌種是生產(chǎn)中常用的促進(jìn)作物種子萌發(fā)、增強(qiáng)幼苗抗性、提高作物產(chǎn)量的方法[11-12]。GGR拌種專(zhuān)用肥是以GGR為功能性成分,以氨基酸為基礎(chǔ),添加硼、錳、鋅、鉬、鐵、銅等微量元素研制而成的拌種專(zhuān)用功能性肥料;GGR深植沃土是以氨基酸為載體,添加非激素型植物生理活性物質(zhì)GGR和高活性微生物菌劑以及部分中微量元素研制而成的功能性肥料[13]。研究表明,玉米播種前應(yīng)用GGR等調(diào)節(jié)劑處理種子能有效促進(jìn)玉米種子萌發(fā)和生長(zhǎng)發(fā)育,但對(duì)于綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是否能夠促進(jìn)鹽土中玉米種子的萌發(fā)和生長(zhǎng)卻鮮有報(bào)道[14-15]。為此,本研究以前期鑒選出的耐鹽和鹽敏感玉米品種為試驗(yàn)材料,在播種前應(yīng)用綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR拌種專(zhuān)用肥和GGR深植沃土進(jìn)行拌種,以未拌種玉米種子為對(duì)照,探究綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑拌種對(duì)中重度鹽土玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)發(fā)育的影響,為玉米中重度鹽堿地全苗增產(chǎn)技術(shù)提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料
試驗(yàn)于2024年6月在河北省農(nóng)林科學(xué)濱海農(nóng)業(yè)研究所實(shí)驗(yàn)基地光溫大棚中進(jìn)行。
供試玉米品種為前期進(jìn)行苗期耐鹽性鑒定,通過(guò)表型及苗期生理生化特性鑒選出的較耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)和鹽敏感品種紀(jì)元878,均購(gòu)于唐山市豐南區(qū)農(nóng)資店。
供試藥劑為綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR拌種專(zhuān)用肥和GGR深植沃土,均由北京艾比蒂生物科技有限公司提供。
1.2 方法
1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)以未拌種的玉米種子為對(duì)照(CK),如表1所示的處理量和編號(hào),按設(shè)定濃度進(jìn)行拌種處理,各處理拌種量均為1 kg種子,拌勻后置于陰暗通風(fēng)處晾干待用。利用濱海鹽土與淡土進(jìn)行混合,并對(duì)其土壤鹽分進(jìn)行測(cè)定,調(diào)配成鹽分濃度分別為0.3%和0.5%的鹽土。在播種前挑選出均勻飽滿(mǎn)、大小一致的正常玉米種子,在塑料缽中分別裝入淡土,鹽分含量分別為0.3%、0.5%的鹽土,每盆播種6粒種子,播種深度約3 cm,播完后覆一層薄土,在每個(gè)塑料托盤(pán)中加入等量的水,播種后自然萌發(fā)、生長(zhǎng)。各處理3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)12盆。
1.2.2 測(cè)定項(xiàng)目及方法
待玉米幼苗生長(zhǎng)至三葉一心階段進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,每個(gè)重復(fù)隨機(jī)選取9株幼苗進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。株高、根長(zhǎng)利用毫米刻度尺進(jìn)行測(cè)量,株高測(cè)量部位為莖基部至最高分枝頂部生長(zhǎng)點(diǎn);根長(zhǎng)測(cè)量部位為根部與地上部交接處至根尖。后利用電子天平稱(chēng)量植株鮮重,將植株置于烘箱中105 ℃殺青30 min,80 ℃烘干至恒重,冷卻后稱(chēng)量植株干重。
同時(shí)在三葉一心時(shí)期,各處理取0.1 g幼苗葉片,各處理3次重復(fù),利用95%的乙醇緩沖液提取葉片葉綠素,可見(jiàn)光光度法進(jìn)行測(cè)定,測(cè)量波長(zhǎng)為470,649和665 nm[16]。
葉綠素a(Ca)=13.95A665-6.88A649
葉綠素b(Cb)=24.96A649-7.32A665
類(lèi)胡蘿卜素(Cx)=(1 000×A470-2.05Ca-114.8Cb)/245
1.2.3 數(shù)據(jù)分析
利用Excel 2019處理試驗(yàn)數(shù)據(jù),運(yùn)用SPSS 24軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,每個(gè)處理之間的差異顯著性水平為0.05。
采用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)價(jià),隸屬函數(shù)值計(jì)算公式如下:
R(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)
式中,Xi為某一浸種處理下某指標(biāo)的測(cè)定值,Xmin和Xmax分別為該測(cè)定值的最小值和最大值[17]。
2.1 不同拌種處理對(duì)玉米種子萌發(fā)出苗的影響
如表2所示,鹽敏感玉米品種紀(jì)元878在淡土和0.3%鹽土環(huán)境中,T1和T2拌種處理下種子出苗率較對(duì)照均提高,但差異不顯著;0.5%鹽土環(huán)境中,T1和T2拌種處理下種子出苗率較對(duì)照均提高,且T1拌種處理下出苗率顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了72.62%。
如表2所示,耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)在淡土環(huán)境下,T1和T2拌種處理下種子出苗率較對(duì)照均提高,但差異不顯著;0.3%鹽土環(huán)境中,T1和T2拌種處理下種子出苗率較對(duì)照均提高,且T2拌種處理下出苗率顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了15.41%;0.5%鹽土環(huán)境中,T1和T2拌種處理下種子出苗率較對(duì)照均提高,且顯著高于對(duì)照,較對(duì)照分別提高了52.16%和69.53%。
2.2 不同拌種處理對(duì)玉米苗期生長(zhǎng)發(fā)育的影響
由表3可知,不同植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑拌種處理對(duì)耐鹽性差異的玉米品種苗期生長(zhǎng)發(fā)育均有促進(jìn)作用,具體表現(xiàn)為株高、根長(zhǎng)、鮮重、干重較對(duì)照有一定程度的提高,并且對(duì)鹽敏感品種的促進(jìn)作用相較于耐鹽品種更為顯著。
鹽敏感品種紀(jì)元878在淡土環(huán)境中,T1拌種處理下株高、鮮重均顯著高于對(duì)照,較對(duì)照分別提高了14.15%和49.18%;T2拌種處理下株高、根長(zhǎng)均顯著高于對(duì)照,較對(duì)照分別提高了15.26%和24.47%;在0.3%鹽土環(huán)境中,T2拌種處理下玉米株高顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了18.25%;在0.5%鹽土環(huán)境中,T1拌種處理下株高顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了24.05%;T2拌種處理下鮮重顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了50.07%。
耐鹽品種沃玉3號(hào)在淡土環(huán)境中的T1拌種處理下株高顯著高于對(duì)照,較對(duì)照提高了20.76%;在0.5%鹽土環(huán)境中,T1和T2拌種處理下鮮重顯著高于對(duì)照,較對(duì)照分別提高了41.80%和24.80%(表3)。
2.3 不同拌種處理對(duì)玉米苗期光合色素含量的影響
如表4所示,拌種后不同鹽濃度土壤下玉米幼苗葉片的光合色素含量均有促進(jìn)作用。其中,在鹽濃度為0.5%的鹽土中,T1和T2拌種處理下鹽敏感玉米品種紀(jì)元878葉綠素a較對(duì)照均顯著增加,分別提高了7.47%和7.63%。
在淡土中,T1和T2拌種處理下耐鹽品種沃玉3號(hào)葉綠素a較對(duì)照顯著增加,分別提高了38.78%和25.58%, T1拌種處理下葉綠素b較對(duì)照顯著提高了92.43%(表4)。
2.4 綜合評(píng)價(jià)
為了綜合評(píng)價(jià)不同拌種處理在3種含鹽量不同的土壤環(huán)境中對(duì)不同耐性玉米品種的影響,采用隸屬函數(shù)值法綜合評(píng)價(jià)不同處理對(duì)玉米種子萌發(fā)和苗期生長(zhǎng)的影響效果,以玉米種子萌發(fā)指標(biāo)、苗期農(nóng)藝指標(biāo)和生理指標(biāo)作為本次評(píng)價(jià)指標(biāo)。由表5可知,在淡土環(huán)境中,3種處理對(duì)耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)和鹽敏感玉米品種紀(jì)元878的綜合評(píng)價(jià)均值
排序?yàn)門(mén)1gt;T2gt;CK;在0.3%鹽土環(huán)境中,3種處理對(duì)耐鹽和鹽敏感玉米品種的綜合評(píng)價(jià)均值排序?yàn)門(mén)2gt;T1gt;CK(表6);在0.5%鹽土環(huán)境中,3種處理對(duì)耐鹽玉米品種的綜合評(píng)價(jià)均值排序?yàn)門(mén)1gt;T2gt;CK,對(duì)鹽敏感玉米品種的綜合評(píng)價(jià)均值排序?yàn)門(mén)2gt;T1gt;CK(表7)。
3 討論
種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)作為植物生長(zhǎng)發(fā)育的第一階段,是決定植物能否正常生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵[18]。株高、根長(zhǎng)、鮮重、干重以及葉片葉綠素等作為植株幼苗生長(zhǎng)的重要指標(biāo),是評(píng)估植株生長(zhǎng)狀況不可或缺的依據(jù),植株長(zhǎng)勢(shì)情況能夠直接影響到作物后期產(chǎn)量及其品質(zhì)[19-21]。張姿等[22]通過(guò)對(duì)不同濃度GGR浸種對(duì)小麥種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定,發(fā)現(xiàn)適宜濃度的GGR浸種能有效促進(jìn)小麥種子萌發(fā)及幼苗的生長(zhǎng)。張彥波等[23]研究表明,應(yīng)用GGR 6號(hào)和GGR 8號(hào)對(duì)冬小麥進(jìn)行拌種處理能有效促進(jìn)幼苗根系和莖葉的生長(zhǎng)發(fā)育。任鴻蒙等[24]利用不同濃度的ABT 1號(hào)、GGR 6號(hào)和GGR 8號(hào)對(duì)甘草種子進(jìn)行浸種處理,通過(guò)其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和出苗率的比較,篩選出比清水和赤霉素浸種更高效的甘草種子播前處理方法。李學(xué)杰等[25]通過(guò)在夏玉米生產(chǎn)過(guò)程中使用GGR 6號(hào) 拌種及拔節(jié)期葉面噴施能夠促進(jìn)玉米根系的生長(zhǎng)、提高千粒重和產(chǎn)量,研究還發(fā)現(xiàn)尤以GGR 6號(hào)30 mg·kg-1拌種+拔節(jié)期20 mg·kg-1噴一次的處理效果最好。為驗(yàn)證綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR在玉米栽培上的應(yīng)用效果,張姿等[15]利用玉米品種鄭單958為試驗(yàn)材料,采用水培與大田相結(jié)合的試驗(yàn)方法進(jìn)行研究,得到2 g GGR微量元素拌種劑(玉米專(zhuān)用)拌種1 kg、大喇叭口期葉面噴施25 g·L-1尿素+7.5 g·L-1磷酸二氫鉀+0.5 g·L-1 GGR(玉米專(zhuān)用)施肥配比下,玉米種子萌發(fā)指標(biāo)、幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成指標(biāo)均顯著高于對(duì)照。
本研究通過(guò)對(duì)不同耐鹽性的玉米進(jìn)行拌種處理,探究綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR拌種處理在淡土和不同鹽土環(huán)境下對(duì)不同耐鹽性玉米幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)葉片促進(jìn)作用的影響。研究結(jié)果表明綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑GGR拌種處理能夠促進(jìn)不同耐性玉米在中重度鹽土環(huán)境中發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng),與前人在玉米上的研究結(jié)果一致。相較于其他研究,本研究利用耐鹽性存在差異的兩個(gè)品種進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確,同時(shí)也探究了淡土和中重度鹽土3種土壤環(huán)境下綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)玉米萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響,為中重度鹽漬化土壤玉米全苗增產(chǎn)提供了參考。但關(guān)于GGR綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)不同耐鹽性玉米生長(zhǎng)相關(guān)酶以及凈光合速率等更深層次的生理生化反應(yīng)及產(chǎn)量的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步深入探究。
4 結(jié)論
本研究結(jié)果表明,玉米種子在中重度鹽漬化土壤播種前應(yīng)用GGR綠色植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑拌種能夠提高種子出苗率,同時(shí)對(duì)玉米幼苗的農(nóng)藝指標(biāo)(如株高、根長(zhǎng)、苗鮮重、苗干重)以及生理指標(biāo)(葉綠素含量)均有不同程度的促進(jìn)作用。通過(guò)隸屬函數(shù)綜合分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于耐鹽玉米品種沃玉3號(hào)在中度鹽土中,GGR深植沃土拌種對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR拌種專(zhuān)用肥拌種處理,在重度鹽土中,GGR拌種專(zhuān)用拌種對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR深植沃土拌種處理;對(duì)于鹽敏感品種紀(jì)元878,在中度及重度鹽土GGR深植沃土拌種對(duì)種子萌發(fā)和生長(zhǎng)的促進(jìn)作用優(yōu)于GGR拌種專(zhuān)用肥拌種處理。
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Effects of Green Plant Growth Regulators on Seed Germination and Seedling Growth of Maize in Soil with Different Salt Concentrations
CHEN Yue1 , FENG Wei1 , ZHANG Fufeng2, WU Zhe1, MENG Ran1 , WANG Xiuping1
(1.Institute of Coastal Agriculture, Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences/Tangshan Key Laboratory of Plant Salt Tolerance Research, Tangshan 063200,China; 2.Luannan County Agriculture and Rural Bureau, Tangshan 063500,China)
Abstract:In order to verify whether green plant growth regulator GGR (deep planting fertile soil) and GGR (special fertilizer mix) can promote maize germination and seedling growth in moderate and severe salinized soil, the salt-tolerant maize variety Woyu 3 and salt-sensitive maize Jiyuan 878 were selected as experimental materials in this experiment, and seed mixing treatments were carried out before planting. The effects of GGR (deep planting fertile soil) and GGR (special fertilizer mix) on seedling emergence, seedling growth characteristics and physiology of maize were studied. The results showed that compared with CK, GGR could improve the seed emergence rate, and promote the agronomic and physiological indexes of maize seedlings to different degrees. According to the membership function analysis, in the three salt concentration soils, in light soil and 0.5% saline soil, the promotion effect of GGR (special fertilizer mix) on seed germination and growth of salt-tolerant maize Woyu 3 was better than that of GGR (deep planting fertile soil). In 0.3% saline soil, the promotion effect of GGR (deep planting fertile soil) on seed germination and growth was better than that of GGR (special fertilizer mix). In light soil, the promotion effect of GGR (deep planting fertile soil) on seed germination and growth of salt-sensitive maize Jiyuan 878 was better than that of GGR (special fertilizer mix), in 0.3% saline and 0.5% saline soil, the promotion effect of GGR (deep planting fertile soil) on seed germination and growth was better than that of GGR (special fertilizer mix).
Keywords:maize; green plant growth regulator; saline soil; seed germination; seedling growth