水楊酸對鹽脅迫下玉米雜交種萌發的影響

曹珊珊，杜 錦，林建華

（1.天津市優質農產品開發示范中心，天津 300061；2.天津農學院 農學與資源環境學院，天津300392；3.天津市薊州區種植業發展服務中心，天津 301900）

玉米對鹽脅迫比較敏感，會影響玉米出苗，根系生長不良，植株矮小，進而影響玉米產量。水楊酸（Salicylic acid，SA）是一種具有信號傳遞功能的小分子酚類物質，普遍存在于高等植物體內，參與植物對逆境脅迫反應等。近年來，眾多學者開展了SA對作物影響的研究，取得了一些進展，葉梅榮[1]研究NaCl脅迫下水楊酸浸種對水稻幼苗生長的影響，發現使用0.1 g·L-1的水楊酸處理濃度50 mmol·L-1NaCl脅迫，能夠有效地提高水稻幼苗的抗性；黃希連和陳菊[2]發現0.1～1 mmol·L-1SA處理提高了鹽脅迫下小麥種子發芽率，促進小麥幼苗生長，提高小麥幼苗葉綠素含量、超氧化物歧化酶的活性，抑制MDA積累，緩解鹽脅迫對小麥幼苗的傷害。侯麗霞等[3]的研究發現，外施水楊酸可緩解低溫對玉米幼苗的傷害，以0.5 mmol·L-1水楊酸效果最佳。目前，研究水楊酸對鹽脅迫下玉米出苗和幼苗生長的影響報告較少，本試驗擬研究不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子萌發的影響，為外源水楊酸在玉米苗期的施用提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試玉米品種：“農單113”，由河北農業大學農學院提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 發芽試驗 試驗采用室內砂培法進行幼苗培養，設置100 mmol·L-1NaCl（T1），0.1 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T2），0.2 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T3），0.3 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T4），0.4 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T5），0.5 mmol·L-1SA+100 mmol·L-1NaCl（T6）等6個處理，3次重復。

在發芽盒中加入600 g滅菌砂子，將次氯酸鈉消毒后的玉米種子平鋪擺放于發芽盒中，每盒50粒，再分別加入各試驗處理的溶液120 mL，放入人工氣候箱中25 ℃恒溫培養，相對濕度保持在75%。每天光照16 h，黑暗8 h。

1.2.2 測定項目 每天記錄發芽個數，第4天測定玉米種子發芽勢，第7天測定玉米種子發芽率。發芽試驗結束后，每個處理選10株，測量植株的苗高、根長。將苗和根放入105 ℃烘箱殺青15 min，80 ℃烘箱烘至恒重，測定玉米種子苗和根的干重。計算公式如下：

發芽勢（GE）= 第4天發芽種子數/供試種子數×100%

發芽率（GR）= 第7天發芽種子數/供試種子數×100%

1.2.3 數據分析 數據統計分析采用SPSS軟件進行。

2 結果與分析

2.1 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子發芽勢和發芽率的影響

表1表明，“農單113”種子發芽勢在不同SA濃度下，處理間差異均達到顯著水平。

表1 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米種子發芽勢和發芽率的方差分析

由表2可以看出，鹽脅迫條件下，“農單113”種子發芽勢隨水楊酸濃度的增加呈現先增加后降低的趨勢。T1處理下，種子發芽勢最低為84.67%，T2和T3處理種子發芽勢最高，達到93.33%，高于T4、T5和T6處理，顯著高于T1處理，較T1處理提高8.66%。鹽脅迫下，“農單113”種子發芽率隨水楊酸濃度的增加呈先增加后降低的趨勢。T2處理下，種子發芽勢均高于其他處理，顯著高于T1處理；T3～T6處理的種子發芽率差異未達到顯著水平（P＜0.05）。

表2 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下種子發芽勢、發芽率的影響

2.2 不同濃度的水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長和根長的影響

表3顯示，“農單113”種子苗長和根長在不同SA濃度處理下，各處理間差異均達到顯著水平。

表3 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長和根長的方差分析

“農單113”種子苗高和根長在鹽脅迫條件下，隨水楊酸濃度的升高，均呈現先升高后降低的趨勢（表4）。T2處理的玉米苗高高于其他處理，與T3、T4處理差異不顯著，但顯著高于T1、T5和T6處理；T6處理的苗高最低，為11.99 cm，較T1處理降低0.3%。玉米根長為T2處理最長，T3次之，T1處理根長最小，顯著低于T2、T3和T4處理，分別降低了16.5%，14.3%和12.5%。

表4 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗長、根長的影響

2.3 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重和根干重的影響

表5表明，“農單113”種子苗干重和根干重在不同SA濃度處理下，各處理間差異均達到顯著水平。

表5 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重和根干重的方差分析

由表6可知，鹽脅迫條件下，“農單113”玉米苗干重和根干重均隨水楊酸濃度的升高呈現先增加后逐步降低的趨勢。T2處理下，苗干重高于其他5個處理，但差異不顯著。在T2和T3處理下，根干重高于其他處理，但差異均未達到顯著水平。T1處理的根干重最低，為0.28 g，低于其他5個處理，但差異均未達到顯著水平。

表6 不同濃度水楊酸對鹽脅迫下玉米苗干重、根干重的影響

3 結論與討論

本研究發現，鹽脅迫下玉米種子的發芽和幼苗的生長均受到抑制，加入外源水楊酸后，玉米的發芽勢和發芽率較對照均有一定程度的提升。這可能是由于水楊酸提高萌發玉米胚乳內的淀粉酶和蛋白酶活性，以及可溶性糖、可溶性蛋白、游離氨基酸的含量，加快胚乳內貯藏物質的轉化和幼苗干物質的形成與積累，進而促進玉米幼苗的快速生長[4]。

研究發現，0.1 mmol·L-1的水楊酸可提高鹽脅迫下玉米的苗高、根長、苗干重和根干重，這與李才生等[5]的研究結果一致，即適宜濃度的水楊酸可提高玉米幼苗的酶活性，減少逆境脅迫的傷害，增強植株的抗性。

研究表明，較低濃度水楊酸可緩解鹽脅迫對玉米萌發和幼苗生長的抑制作用，提高玉米種子的發芽勢、發芽率、苗高、根長、苗干重和根干重等指標。鹽脅迫下，促進“農單113”玉米種子萌發較適宜的水楊酸濃度為0.1 mmol·L-1。