C2～C4酸醇混合溶液浸種效果研究*

安華燕，韓效釗，孫 敏，張 旭，朱金和，吳安昌

(1.合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 安徽合肥 230009；2.安徽輝隆集團(tuán)五禾生態(tài)肥業(yè)有限公司 安徽蚌埠 233316)

C2～C4酸醇混合溶液浸種效果研究*

安華燕1，韓效釗1，孫 敏1，張 旭1，朱金和2，吳安昌2

(1.合肥工業(yè)大學(xué)化工學(xué)院 安徽合肥 230009；2.安徽輝隆集團(tuán)五禾生態(tài)肥業(yè)有限公司 安徽蚌埠 233316)

以常見的小分子甘氨酸、有機(jī)酸鹽(乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉)及醇(乙醇、丙醇、丁醇)為有機(jī)碳營養(yǎng)原料，浸種玉米、豌豆及小麥，探究其對種子酶活性及幼苗的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，合理濃度的小分子甘氨酸、有機(jī)酸鹽及醇混合溶液浸種對增強(qiáng)種子酶活性、促進(jìn)作物萌發(fā)及幼苗生長具有一定的營養(yǎng)價值。

有機(jī)碳營養(yǎng)；玉米；豌豆；小麥；酸醇混合溶液；浸種

國內(nèi)外學(xué)者對植物營養(yǎng)液在作物上的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，認(rèn)為植物營養(yǎng)液用于作物浸種，一般可以打破種子休眠，增強(qiáng)種子酶的活性，促進(jìn)發(fā)育、發(fā)根、培育壯苗，提高幼苗的抗逆性等[1]。

碳是植物必需的最基本的元素，是構(gòu)成碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸等作物體內(nèi)各種重要有機(jī)化合物的骨架元素，而植物營養(yǎng)經(jīng)典理論卻對大量元素中百分含量位居前列的碳平衡研究幾乎為空白，這一不對稱正是植物營養(yǎng)研究中值得關(guān)注的前沿課題，也可稱之為植物營養(yǎng)理論研究和肥料技術(shù)開發(fā)中的“富礦”。重視對碳平衡的研究，將有助于消除對碳營養(yǎng)的認(rèn)識短板，進(jìn)而消除碳營養(yǎng)的技術(shù)短板，這在科研和生產(chǎn)上都有重大的戰(zhàn)略意義[2]。本研究以此為出發(fā)點(diǎn)，探究常見的小分子有機(jī)酸(甘氨酸)、有機(jī)酸鹽(乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉)及醇(乙醇、丙醇、丁醇)的混合溶液對玉米、豌豆、小麥種子及幼苗的營養(yǎng)價值。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料

玉米種子為豫龍1號，豌豆種子為隴豌5號，小麥種子為3抗1號。

乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉、甘氨酸、乙醇、丙醇、丁醇均為分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 浸種原液的制備

根據(jù)大量單因素試驗(yàn)結(jié)果，確定了浸種原液的制備方法：將甘氨酸0.3 g、乙酸鈉0.3 g、丙酸鈉0.4 g、丁酸鈉0.5 g、乙醇0.1 g、丙醇0.1 g、丁醇0.1 g溶解于水中，采用氫氧化鈉和硫酸溶液調(diào)節(jié)其pH為6～7，定容至100 mL容量瓶中。

1.2.2 種子的處理

取浸種原液5份，分別稀釋200，400，600，800和1 000倍，對照為清水處理。每個處理選用飽滿一致的玉米種子40粒或豌豆種子40粒或小麥種子50粒，于20 mL的稀釋液中浸泡24 h，期間晃動3次。

1.2.3 種子酶活性的測定

浸種24 h后，用蒸餾水將種子洗凈，放入墊有3層濾紙的表面皿中，再置于溫度為25 ℃、濕度為80%的LHP- 250型智能人工氣候培養(yǎng)箱中催芽，72 h后選取發(fā)芽情況良好的種子進(jìn)行酶活性的分析。淀粉酶活性的測定采用3，5- 二硝基水楊酸比色定糖法，以每分鐘生成1 mg麥芽糖所需的酶量為1個酶活力單位[3]。蛋白酶活性的測定采用專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《蛋白酶活力測定法》(SB/T 10317—1999)中規(guī)定的福林-酚法，以每分鐘生成1 mg酪氨酸所需的酶量為1個酶活力單位。

1.2.4 幼苗表觀指標(biāo)的測定

將處理后的種子用蒸餾水洗凈，放入墊有3層濾紙的培養(yǎng)皿中，再置于溫度為25 ℃、濕度為80%的LHP- 250型智能人工氣候培養(yǎng)箱中催芽，5 d后測其發(fā)芽率(以芽長超過種子的一半作為發(fā)芽的標(biāo)準(zhǔn))[4]，14 d后測量幼苗的株高、主根長及地上部干重(將樣品在110 ℃下殺青10 min，然后在80 ℃下烘干至恒重)。

2 結(jié)果與分析

2.1 酸醇混合溶液對種子酶活性的影響

種子萌發(fā)所需能量來源于種子中淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的氧化分解，需要酶的參與，因而淀粉酶活性、蛋白酶活性直接影響種子萌發(fā)和幼苗的生長速度[1]。不同濃度酸醇混合溶液浸種對種子中酶活性的影響見表1。

表1 不同濃度酸醇混合溶液浸種對種子中酶活性的影響

由表1可看出：一定濃度的酸醇混合溶液浸種可提高種子的淀粉酶活性和蛋白酶活性；以稀釋600倍的浸種液浸種，玉米、豌豆和小麥種子的蛋白酶活性增加量均達(dá)到最大值；以稀釋800倍的浸種液浸種，玉米和小麥種子的淀粉酶活性增加量達(dá)到最大值；以稀釋600倍的浸種液處理時，豌豆種子的淀粉酶活性增加量達(dá)到最大值；采用稀釋200倍的浸種液處理種子時，種子中酶活性變化不大，甚至出現(xiàn)抑制作用。

2.2 酸醇混合溶液對幼苗表觀指標(biāo)的影響

不同濃度酸醇混合溶液浸種對幼苗表觀指標(biāo)的影響見表2。

由表2可看出：酸醇混合溶液對幼苗具有一定的營養(yǎng)價值；以稀釋600倍的浸種液處理的玉米和豌豆種子的發(fā)芽率增加量達(dá)到最大值，以稀釋800倍的浸種液處理的小麥種子發(fā)芽率達(dá)到最大值，與其對種子酶活性的影響趨勢相似；以稀釋800倍的浸種液處理種子，玉米、豌豆和小麥幼苗的平均株高增加量均達(dá)到最大值；以稀釋800倍的浸種液處理玉米和小麥種子，其幼苗主根長增加量達(dá)到最大值，而豌豆幼苗主根長在使用稀釋600倍的浸種液處理時達(dá)最大值；以稀釋800倍的浸種液處理豌豆和小麥種子，其幼苗地上部干重達(dá)到最大值，而玉米幼苗地上部干重在使用稀釋600倍的浸種液處理時達(dá)到最大值，與其對種子酶活性的影響趨勢相近；采用稀釋200倍的浸種液處理玉米、豌豆和小麥種子，其發(fā)芽率、幼苗株高、主根長及地上部干重與對照組相比沒有明顯差異，甚至出現(xiàn)抑制作用，這一點(diǎn)與其對酶活性的影響相一致。

表2 不同濃度酸醇混合溶液浸種對幼苗表觀指標(biāo)的影響

注：1)5棵幼苗的增加量

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

采用乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉、甘氨酸、乙醇、丙醇、丁醇的混合溶液對玉米、豌豆和小麥種子進(jìn)行處理，可以有效提高種子中的蛋白酶活性及淀粉酶活性，促進(jìn)種子萌發(fā)，并提高幼苗的生長速度。低濃度的酸醇混合溶液浸種對提高種子活力、促進(jìn)種子萌發(fā)及提高幼苗生長速度具有一定效果，而高濃度的酸醇混合溶液浸種會抑制種子的萌發(fā)及幼苗的生長。從試驗(yàn)的初步結(jié)果來看，酸醇混合溶液的原液稀釋600～800倍浸種效果較好。

3.2 討論

碳是植物必需的6種大量元素之首，但現(xiàn)有含碳肥料有效碳含量不高，部分含碳肥料能夠通過葉面光合作用或者葉片、根部吸收直接提供碳營養(yǎng)，但尚處于研究階段或因研制成本過高而尚未得到大規(guī)模推廣使用[5]。本研究表明,用適宜濃度的乙酸鈉、丙酸鈉、丁酸鈉、甘氨酸及乙醇、丙醇、丁醇混合溶液對玉米、豌豆和小麥種子進(jìn)行處理，可有效提高種子的蛋白酶活性及淀粉酶活性，促進(jìn)呼吸作用，使種子中可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，從而促進(jìn)種子萌發(fā)及提高幼苗的生長速度，達(dá)到齊苗壯苗的目的[6]。而秧苗素質(zhì)的提高能有效保障田間作物的生長，提高了單株生產(chǎn)力，從而提高最終產(chǎn)量。采用這些常見且價格低廉的小分子有機(jī)酸、有機(jī)酸鹽及醇制備植物營養(yǎng)液用于浸種拌種，不僅有助于消除對碳營養(yǎng)的認(rèn)識短板，而且有助于消除碳營養(yǎng)的技術(shù)短板。

[1] 馬二培.丁二酸浸種對玉米生長發(fā)育及產(chǎn)量的影響[D].鄭州：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[2] 廖宗文，劉可星，毛小云.腐植酸的三大作用——有機(jī)營養(yǎng)、活化、微生態(tài)調(diào)控及其技術(shù)開發(fā)[J].腐植酸，2012(6)：1- 4.

[3] 上海植物生理學(xué)會.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社，1991：138- 139.

[4] 沈?qū)帠|，賀晨邦，何建蘭，等.水楊酸對豌豆種子萌發(fā)的影響[J].青海師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005(4)：83- 86.

[5] 安華燕，韓效釗，孫敏，等.含碳肥料與碳營養(yǎng)的探討研究[J].化肥工業(yè)，2015(2)：12- 15.

[6] 王芳，龐自學(xué)，王漢寧，等.水楊酸浸種對甜玉米種子萌發(fā)及生理特性的影響[J].玉米科學(xué)，2012(4):74- 77.

StudyofEffectsofSoakingSeedsinC2～C4OrganicAcidsandAlcoholsMixedSolution

AN Huayan1, HAN Xiaozhao1, SUN Min1, ZHANG Xu1, ZHU Jinhe2, WU Anchang2

(1.School of Chemical Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China；2.Anhui Huilong Group Wuhe Ecological Fertilizer Co., Ltd., Bengbu 233316, China)

The common small molecule glycine, organic acid salt (sodium acetate, sodium propionate, sodium butyrate) and alcohol (ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol) are used as raw material of organic carbon nutrition to soak seeds of corn, pea and wheat to study their influences on seed enzyme activity and seedling. Experimental results show that soaking seed in mixed solution of small molecule glycine, organic acid salt and alcohol with appropriate concentration has certain nutritive value for strengthening seed enzyme activity, promoting crop germination and seedling growth.

organic carbon nutrition; corn; pea; wheat; mixture of acid and alcohol; soaking seed

營養(yǎng)型水溶肥料系列技術(shù)(W2014JSKF0493) 作者簡介：安華燕(1991—)，女，合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)13級研究生；15715511536@sina.cn 通信作者：韓效釗(1964—)，男，教授，從事新型肥料研究；hxzhgd@sina.com

S- 3

A

：1006- 7779(2017)03- 0077- 03

2016- 01- 10)