硫酸銅拌種對小麥幼苗生長發育的影響

胡兆平+馬存金+任士偉

摘要：采用盆栽的方法，研究硫酸銅不同濃度拌種對小麥根系和地上部生長發育的影響。以魯麥18為試驗材料，設置硫酸銅不同濃度拌種，硫酸銅濃度分別為0、0.125、0.250、0.500、1.000、2.000、4.000 g/kg，整盆取樣并進行不同指標測定。結果表明，在試驗處理濃度范圍內，硫酸銅拌種促進了小麥生長發育，隨著硫酸銅拌種濃度升高，小麥生長指標出苗率、發芽指數、株高、各器官干物質積累量、根系形態指標、根系生理活性指標均呈先升高后下降的趨勢，其中以0.500 g/kg濃度處理效果最好；當拌種濃度達到2.000 g/kg及以上時各指標均低于對照，表明高濃度硫酸銅拌種對小麥的生長發育產生抑制作用。綜上所述，在0～1.000 g/kg濃度范圍內，硫酸銅拌種促進了小麥的生長發育，其中以 0.500 g/kg 濃度處理效果最好，≥2.000 g/kg后對小麥的生長發育產生抑制作用。

關鍵詞：小麥；硫酸銅；拌種；幼苗；根系；地上部

中圖分類號： S512.106 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）01-0073-03

銅是植物生長所必需的微量營養元素，對植物生長有著重要的作用[1]，同時也是植物體內多種酶成分之一，對作物正常生理代謝有著重要的意義[2]。小麥屬于對銅特別敏感的作物，一旦缺銅將會導致小麥新生葉失綠，葉尖發白卷曲，葉片上出現壞死斑點，進而枯萎死亡，繁殖器官發育受阻，嚴重影響產量[3]。同時，銅作為殺菌劑還可預防多種真菌和部分細菌引起的病害，促進作物健康出苗，并且對人畜比較安全，至今仍然在世界大部分地區大量使用[4]。銅肥主要作為播種前拌種或基肥施用，以促進小麥生育前期的生長和吸收[5]，研究表明，小麥經硫酸銅拌種后，種子發芽率[6]、根系生物量和根系長度明顯提高[7]，抗寒性和抗病性增強，且小麥的產量、品質明顯升高[8-9]。因此，正確施用銅肥能促進作物生長，提高作物產量，改善農產品品質和減輕作物病蟲害[10]。

銅肥在提高作物產量和改進產品品質方面有顯著效果[8-10]，并且具有使用方便、成本低和經濟效益大的優點，但銅肥用量應十分謹慎，因為作物需要量少，而銅在土壤中不易淋溶，如使用不當，一旦施肥水平達到致毒水平，就容易使作物受害，給生產帶來很大損失[11]。因此，切實掌握銅肥的性質及施用技術具有非常重要的意義。前人對硫酸銅的研究多集中在底施、噴施或作為殺菌劑的應用上[12-13]，而對于硫酸銅在小麥拌種上的應用與研究較少，因此，本研究通過設置硫酸銅不同濃度拌種，研究其對小麥根系及地上部生長發育的影響，以期為硫酸銅在小麥拌種上的應用提供技術依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年4月在金正大生態工程集團股份有限公司國家緩控釋肥工程技術研發中心溫室中進行。供試作物為魯麥18種子；試驗用銅元素為五水硫酸銅，銅含量256%，天津博迪化工股份有限公司；土壤為臨沭縣當地土壤，土壤有機質含量11.15 g/kg、全氮含量0.68 g/kg、堿解氮含量 55.25 mg/kg、速效磷含量25.32 mg/kg、速效鉀含量 101.20 mg/kg，pH值6.35。

1.2 試驗設計

試驗以盆栽的方式進行，共設7個處理，即設置硫酸銅不同濃度拌種，硫酸銅濃度分別為0、0.125、0.250、0.500、1.000、2.000、4.000 g/kg，每處理重復4次。每盆體積為 43 dm3，裝土5 kg，將拌種完的小麥種子陰干后分別播種于盆中，每盆播種30粒顆粒飽滿種子，覆土0.5 kg（約2.0 cm），播種后澆足等量水，期間注意澆水與觀察記錄，整盆收獲并進行不同指標測量。

取樣時將地上部取下后進行根系取樣，并將地上部與根系分開。根系取樣采用整盆取樣法，將土壤全部倒出后，裝入40目網袋，低壓水沖洗根系，剔除雜質，迅速吸干根系樣品表面水分，測定不同土層根系氯化三苯基四氮唑（TTC）還原強度、吸收面積及活躍吸收面積，測定根系形態指標（根長、根表面積、根尖數、根系體積等），不同指標測定完成后置于 80 ℃ 烘箱中烘干并稱質量。

1.3 測定項目與方法

發芽期間逐日記載發芽粒數，計算發芽率和發芽指數：發芽率=正常發芽種子數/供試種子總數×100%；發芽指數（GI）=∑（Gt/Dt），式中：Dt為發芽日數；Gt為與Dt相對應的每天發芽種子數。

根系鮮質量及干質量測定采用稱量法；根系體積測定采用排水法；選取粗細混勻的根系，采用氯化三苯基四氮唑（TTC）還原法測定根系活力，根系TTC 還原總量（mg/h）=根系TTC還原強度[TTC μg/（g·h），鮮根]× 根系鮮質量（g）/1 000；采用亞甲基藍吸附法測定根系總吸收面積及活躍吸收面積；把待測樣品均勻平鋪于儲水玻璃槽中，使樣品漂浮在水面上，用EPSON根系掃描儀掃描各處理根系圖片并分析，測定根系長度（m）、根表面積（m2）、根系體積（cm3）、根尖數等指標，再計算出單位土體內的根長密度（m/dm3）、根表面積（m2/dm3）。

器官干物質測定：將地上部與根系分開，105 ℃殺青 30 min 后80 ℃烘干并稱質量，計算地上部和根系干物質積累量。

1.4 數據分析

數據采用 SPSS 19.0軟件進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理小麥出苗性狀

從表1可以看出，隨著硫酸銅拌種濃度升高，小麥出苗率、發芽指數、株高均呈現先增加后降低趨勢，均于硫酸銅拌種量為0.500 g/kg處理達到最大值，且與其他處理（除 0.250 g/kg 處理出苗率）間差異顯著。在0～1.000 g/kg拌種濃度范圍內，硫酸銅拌種有利于小麥的出苗，但當拌種濃度達到2.000 g/kg及以上時各指標均低于對照，表明高濃度硫酸銅拌種對小麥出苗有抑制作用。

2.2 不同處理小麥干物質積累與分配

2.2.1 不同處理小麥干物質積累 從表2可以看出，在試驗處理濃度范圍內，小麥地上部、根系及總干質量均呈現先升高后降低的趨勢，硫酸酮接種量0.500 g/kg處理達到最大。硫酸銅濃度在0～1.000 g/kg，拌種有利于小麥的干物質積累，當拌種濃度達到2.000 g/kg及以上時干物質積累均低于對照，表明高濃度硫酸銅拌種對小麥的干物質積累有抑制作用，不利于小麥的生長。

2.2.2 不同處理小麥干物質分配 從表3可以看出，不同處理小麥干物質分配，在試驗處理濃度范圍內，小麥根系占總干質量的比例呈現先升高后降低的趨勢，硫酸銅拌種量 0.500 g/kg 處理根系干質量、根冠比達到最大。硫酸銅低濃度0～1.000 g/kg拌種情況下，有利于小麥根系的發育，當拌種濃度達到2.000 g/kg及以上時根系干質量所占比例及根冠比均低于對照，表明硫酸銅高濃度拌種對根系的作用大于地上部，對根系的抑制作用較強，不利于根系的生長發育。

2.3 不同處理小麥根系

2.3.1 不同處理小麥根系形態 從表4可以看出，隨著硫酸銅拌種濃度升高，小麥根長密度、根表面積、根系體積、根尖數均呈現先升高后降低的趨勢，硫酸銅拌種量0.500 g/kg處理達到最大。在0～1.000 g/kg濃度范圍內，硫酸銅拌種有利于小麥根系的發育，表現為根長密度、根表面積、根系體積較大，根尖數增多；當拌種濃度達到2.000 g/kg及以上時根系各形態指標均低于對照，表明硫酸銅拌種濃度≥2.000 g/kg后對小麥根系產生抑制作用，不利于小麥根系的建成。

2.3.2 不同處理小麥根系生理活性 根系 TTC還原強度、TTC還原總量、吸收面積、活躍吸收面積都是反映根系吸收性能的重要指標，根系TTC還原總量是根系活性與根系數量相結合的指標，而根系吸收面積及活躍吸收面積表示根系把吸附在表面的物質轉移到細胞內部的情況，可反映養分的吸收轉運能力，這些指標可更好地反映整個根系的性能[14-15]。從表5可以看出，隨著硫酸銅拌種濃度升高，小麥根系TTC還原強度、還原量、吸收面積、活躍吸收面積均呈現先升高后降低的趨勢，硫酸酮拌種量0.500 g/kg處理達到最大，之后迅速下降。在0～1.000 g/kg拌種濃度范圍內，硫酸銅拌種有利于小麥根系活力的提升，表現為根系TTC還原強度、還原量較高，吸收面積、活躍吸收面積較大；當拌種濃度達到 2.000 g/kg 及以上時根系各生理活性指標均低于對照，表明硫酸銅拌種濃度超過2.000 g/kg后對小麥根系活性產生抑制作用，根系活力下降，不利于小麥強大根系的建成。

3 結論與討論

銅可以調控植物的生長發育[16]，王斌等發現，一定濃度的銅肥對作物的生理代謝有促進作用，高濃度銅會破壞植物代謝中重要的酶，使植物生長受阻[17]。有研究表明，硫酸銅拌種可明顯提高小麥種子發芽率[6]，促進苗期生長，增加植株對銅的吸收，且能增加小麥植株葉綠素含量[18-19]，提高光合速率，增加產量[20-21]。本研究結果，硫酸銅拌種量在0～1.000 g/kg范圍內促進了小麥的出苗和生長發育，與前人研究結果一致。在本試驗處理濃度范圍內，隨著硫酸銅拌種濃度升高，小麥出苗率、發芽指數、株高、各器官干物質積累量、根冠比均呈先升高后降低的趨勢，硫酸銅拌種量 0.500 g/kg 處理時各指標達到最高；當拌種濃度達到2000 g/kg及以上時各指標均低于對照。表明硫酸銅在低濃度下拌種有利于小麥出苗和生長發育，高濃度拌種對小麥的出苗、地上部、根系生長發育產生抑制作用，且對根系的抑制作用更大。

根系是吸收水分養分、合成生理活性物質、促進地上部良好生長的重要器官，根系發達及高活力持續期長是植株生長發育、作物光合產物合成與運轉分配、養分吸收利用的重要保證[22-23]。根系作用大小取決于根系生物量、生理特性及其空間分布[14-15]。研究發現，低濃度銅可提高根系生物量、根長、根系活力[24]；高濃度銅處理小麥胚根、次生根條數減少，總根長度、胚芽長度縮短，根體積、根干質量也較對照減少，根系活性呈下降趨勢[25]。同時有研究表明，銅拌種促進小麥根系發育，初生根與次生根條數明顯增加，植株養分狀況改善，產量得到提高[19]。本研究結果表明，硫酸酮拌種量在0～1.000 g/kg 濃度范圍內，促進了小麥根系的發育，隨著硫酸銅拌種濃度增加，小麥根系的形態指標和生理活性指標均呈先升高后降低的趨勢，硫酸銅拌種量0.500 g/kg濃度處理時根系各指標達到最大值，表現為根長密度、根表面積、根系體積較大，根尖數增多，根系生理活性增強；當拌種濃度達到2000 g/kg及以上時根系各指標均低于對照，表明硫酸銅低濃度拌種促進小麥根系的發育，高濃度拌種對小麥根系的形態及生理活性產生抑制作用。

綜上所述，硫酸銅在低濃度范圍內拌種促進了小麥的生長發育，硫酸銅拌種用量以0.500 g/kg效果最佳，≥2.000 g/kg 后對小麥的生長發育產生抑制作用，因此，在實際生產應用銅肥拌種應合理掌握用量。

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