海藻多糖對玉米種子萌發(fā)及幼苗生理生化特性的影響

劉海燕 李巖 陳建偉

摘要 ? ?試驗用不同濃度的海藻多糖45分別對玉米種子進行浸種，以清水作對照，觀察其對玉米種子萌發(fā)及幼苗生理生化特性的影響，據此為生產應用推薦最佳使用濃度。結果表明，海藻多糖45 100倍液處理在促進根系生長、提高葉綠素含量、促進幼苗莖粗生長方面表現較好，且100倍液處理的植株干物質量最多、壯苗指數值最大、淀粉酶活性最強、可溶性糖和可溶性蛋白含量最多;而50倍液處理在玉米種子萌發(fā)及生理生化特性上表現差于清水對照組，表現出抑制作用;200倍液處理在多方面的表現均稍差于100倍液處理。因此，在玉米萌發(fā)和幼苗生長期使用海藻多糖45最佳濃度為100倍液。

關鍵詞 ? ?海藻多糖;玉米;種子萌發(fā);生理特性

中圖分類號 ? ?S143.8 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）18-0003-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?The maize seed was soaked with different concentrations of seaweed polysaccharide 45，and the effect on maize seed germination and physiological and biochemical characteristics of seedlings was observed with water as the control. The results showed that the 100 times dilution treatment showed good performance in promoting root growth，increasing chlorophyll content，and promoting seedling stem thick growth，and the 100 times dilution treatment had the largest dry matter mass，the largest strong seedling index value，the strongest amylase activity，and the highest soluble sugar and soluble protein content. However，the germination and physiological and biochemical characteristics of maize seeds treated with 50 times dilution were worse than those treated with water. The results of 200 times dilution were slightly worse than that of 100 times dilution in many aspects. Therefore，the optimal concentration of seaweed polysaccharide 45 is 100 times dilution during the germination and seedling growth of maize.

Key words ? ?seaweed polysaccharide;maize;seed germination;physiological characteristic

海藻提取物作為生物刺激劑中迅速崛起的新星，近年來，憑借其在作物生長上的卓越表現，獲得了業(yè)內的高度關注和眾多農戶的喜愛。目前，行業(yè)較為認可的生物刺激劑定義為內含某些成分和（或）微生物的物質，當施用于作物或其根際周圍時，能夠促進作物的自然生物代謝，增強營養(yǎng)物質的吸收和利用，提升非生物脅迫抗性，提高品質和產量[1-2]。近年來，許多試驗也先后證實了海藻多糖在植物生長調節(jié)和誘導抗病領域確實發(fā)揮著重要的作用，對于植物來說，其作為一種重要的信號分子在植物轉導中起著重要的作用。本試驗系統(tǒng)性地研究了在相同條件下，不同濃度海藻多糖45處理后的玉米種子在萌發(fā)及生理生化指標方面的差異，探索出最佳使用濃度，為海藻多糖45在農業(yè)生產上的推廣應用提供依據。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?供試材料

試驗用肥為青島海大生物集團有限公司生產的海藻多糖45，主要技術指標海藻多糖≥45%、海藻酸≥21.0%、N≥0.5%、有機質≥30%、pH值5～7，全溶。供試作物為玉米，品種為隆平206。

1.2 ? ?試驗設計

試驗在室內進行，共設4個處理，分別為海藻多糖45 50倍液（T1）、100倍液（T2）、200倍液（T3），以清水作對照（CK），3次重復。4月24日將玉米種子分別使用相應濃度的溶液浸種9 h，種子晾干后擺放于鋪有雙層濾紙的方形育苗盤中，每處理隨機挑選飽滿玉米種子50粒，定期定量澆自來水保持濕潤，使其在30 ℃溫度下恒溫培養(yǎng)。

1.3 ? ?測定方法

葉綠素含量采用手持葉綠素測定儀（型號：TYS-A）測定;葉片厚度采用手持螺旋測微千分尺（型號：211-101）測定;植株干重測定為80 ℃烘箱烘至恒重后稱重;可溶性蛋白含量的測定和可溶性糖含量的測定均參照張志良等[3]的方法;淀粉酶活力測定參照王秀奇等[4]的方法，1個酶活力單位定義為37 ℃時5 min內水解淀粉釋放1 mg麥芽糖所需酶量。

1.4 ? ?數據處理

試驗數據差異性采用SPSS 21.0進行統(tǒng)計分析，用Excel 2016處理數據與作圖。

2 ? ?結果與分析

2.1 ? ?不同處理對種子發(fā)芽率的影響

由圖1可知，發(fā)芽率最高的是處理T3，最低的是處理T1，其中處理T1、T2的發(fā)芽率低于CK。表明海藻多糖45 50倍液、100倍液處理對玉米種子發(fā)芽有一定的抑制作用。

2.2 ? ?不同處理對根系生長的影響

由圖2可知，玉米根系數目最多的是處理T2，數目最少的是處理T1;最長根系平均值最大的是處理T2，最小的是處理T1。由此表明，海藻多糖45 100倍液對根系的促生長作用最明顯，50倍液對根系生長有抑制作用。海藻多糖45對根系促生作用的強弱順序為100倍液>200倍液>清水>50倍液。

2.3 ? ?不同處理對地上部分性狀的影響

由表1可知，對玉米苗莖粗的影響，處理T1、T2、T3均好于CK，以處理T1最大，但與處理T2和處理T3間沒有明顯差異;各處理對玉米株高和葉厚的影響較小，相互之間沒有明顯差異;各處理的葉綠素值中，以處理T2最大，且與其他處理間差異顯著，表明海藻多糖45適宜倍數會提高玉米苗葉綠素含量。

2.4 ? ?不同處理對植株干重的影響

試驗開始后的第15天，對各處理選15株代表長勢的玉米幼苗莖葉和根系分別烘干后稱重，對統(tǒng)計結果進行分析，結果如圖3所示?？梢钥闯?，根干重方面，以處理T2根系干重值最大，其次為CK;莖葉干重方面，以處理T3最大，處理T2次之。由此表明，海藻多糖45 100倍液處理全株干物質量最多，即促生長作用最強，各處理促生作用強弱順序為100倍液>200倍液>清水>50倍液。

2.5 ? ?不同處理對壯苗指數的影響

壯苗指數是綜合評價幼苗生長質量的一個常用指標，壯苗指數值越大，說明幼苗生長勢越強[5]。本試驗通過計算玉米的壯苗指數可知，處理T2的壯苗指數值最大，且與其他處理間差異顯著，表明海藻多糖45 100倍液處理的幼苗生長最強壯，各處理間壯苗指標大小順序為100倍液>清水>200倍液>50倍液（圖4）。

2.6 ? ?不同處理對淀粉酶活力的影響

玉米種子的主要貯存物質是淀粉，種子萌發(fā)過程中淀粉被水解并轉化為可溶性糖，供幼苗生長。α-淀粉酶是主要的淀粉水解酶，它在水解淀粉中的作用是全能的，既能水解直鏈淀粉，也能水解支鏈淀粉。因此，種子內α-淀粉酶活性的高低將直接影響種子萌發(fā)和幼苗的生長[6]。選芽長平均5 cm的發(fā)芽種子進行淀粉酶活力測定[7]，結果表明，處理T2的玉米種子的淀粉酶活性最大（圖5）。

2.7 ? ?不同處理對可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響

由圖6、7可知，處理T2、T3均可提高玉米幼苗可溶性蛋白含量及可溶性糖含量，表明海藻多糖45可增強玉米幼苗對無機氮的同化作用，促進幼苗葉片蛋白質合成，提高葉片光合速率，增強植株光合產物的合成積累，所有處理中，以處理T2的效果最好，處理T1表現出抑制作用。

3 ? ?結論與討論

通過對不同處理的玉米發(fā)芽率、根系長度、根系數量、株高、葉厚、葉綠素值以及植株干重進行測量分析發(fā)現，海藻多糖45 100倍液處理在促進根系生長、提高葉綠素含量、促進幼苗莖粗生長方面表現較好，且100倍液處理的植株干物質量最多，壯苗指數值最大，淀粉酶活性，可溶性糖和可溶性蛋白的含量也最高;而在發(fā)芽率、葉綠素含量、植株干物質量、壯苗指數、淀粉酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等方面，50倍液處理的表現均差于清水對照，表現出抑制作用，100倍液處理在很多方面的表現均優(yōu)于200倍液處理。

綜上所述，適宜稀釋倍數的海藻多糖能夠提高種子發(fā)芽率，增強淀粉酶活性，從而促進種子的萌發(fā)和幼苗生長，能夠增加葉綠素含量，增強玉米幼苗對無機氮的同化作用，促進幼苗葉片蛋白質合成，提高葉片光合速率，促進植株光合產物的合成積累，對作物生長和產量的形成具有重要的促進作用。整體來看，海藻多糖45 100倍液處理為玉米種子萌發(fā)與幼苗生長期最佳使用濃度，該結果可為海藻多糖45在生產上的推廣提供參考[8]。

4 ? ?參考文獻

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[3] 張志良，瞿偉菁.植物生理學實驗指導[M].北京：高等教育出版社，2002：127-128.

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[6] 盛瑋，張曉梅，薛建平，等.殼聚糖對小麥種子萌發(fā)及幼苗生理生化特性的影響[J].生物學雜志，2007，24（2）：51-53.

[7] 何士敏，秦家順，高艷梅，等.幾種玉米種子萌發(fā)期淀粉酶活性變化的研究[J].種子，2010，29（11）：47-50.

[8] 呂家本.海洋生物制品：沙克1號獲全國科技成果金獎[J].海軍醫(yī)學，1996（3）：197.