種子包衣劑對小麥種子萌發及幼苗生長的影響

陳 韜

(河南省平輿縣農業技術推廣站，河南 平輿 463400)

0 引言

小麥是我國主要的糧食作物，隨著人口的持續增長和可利用耕地面積的不斷減少，保障糧食安全的重要性日益突顯[1]。近年來，由于長期連作和不合理的耕作措施，導致小麥病蟲害發生加劇，除了優良品種的選育，在播種前對小麥種子進行包衣處理是減少小麥病蟲害、提高產量最為有效的方法[2-3]。種子包衣是以殺蟲劑、殺菌劑、植物生長調節劑、成膜劑及其他功能性助劑為原料加工而成的農藥劑型[4]。包衣后的種子隨著發芽和植株的生長，種衣劑活性物質逐漸釋放，發揮作用，能夠有效防治蚜蟲、地下害蟲和紋枯病等病蟲害，且種子包衣劑具有成本低、操作簡單和藥效長等特點，在小麥生產中被廣泛應用[5-6]。

小麥種子萌發和幼苗生長是小麥生長過程中的關鍵環節，直接影響小麥后期生長和最終產量。包衣劑對種子萌發及幼苗生長有顯著作用。李紀白[7]研究表明，種衣劑處理會延遲種子的出苗，不同種衣劑處理均降低了種子的發芽勢和發芽指數，且發芽指數與種衣劑濃度正相關。張夢晗等[8]研究了吡蟲啉種衣劑對小麥的影響，結果表明，種衣劑處理后出苗推遲，幼苗根系活力增加。田體偉等[9]研究了戊唑醇種衣劑對小麥種子萌發及幼苗生長的影響，結果表明，戊唑醇種衣劑推遲小麥出苗時間，影響種子吸水性和相關酶活性進而影響種子萌發。盡管小麥種衣劑在小麥生產上運用較多，也有種衣劑對小麥種子萌發相關報道，但是均未能夠深入研究小麥幼苗生長的變化特征。因此，本文通過室內發芽試驗和田間試驗研究小麥種子萌發和幼苗的生長變化特性，以揭示種衣劑對小麥種子萌發及幼苗生長影響的生理基礎，為合理、高效地在生產中應用種衣劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗品種選用百農207，試驗藥劑采用35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑(先正達作物保護有限公司)；31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑(德國拜耳公司)；12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑[巴斯夫(中國)有限公司]；12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑(陜西上格之路生物科技有限公司)。

1.2 處理方法

稱量相應的種衣劑藥劑，加清水稀釋后均勻拌種，35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑10 mL拌種10 kg，31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑30 mL拌種10 kg，12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑6.5 mL拌種10 kg，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑50 mL拌種10 kg。拌種后種子在通風陰涼處晾干24 h，防止種衣劑脫落。

1.3 試驗設計

1.3.1 室內試驗設計

試驗采用完全隨機設計，以清水拌種為對照(CK)，設置4個包衣劑處理，分別為35%咯菌腈·精甲霜懸浮種衣劑(N1)，31.9%戊唑·吡蟲啉懸浮種衣劑(N2)，12%吡唑·滅菌唑懸浮種衣劑(N3)，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑(N4)。選擇顆粒飽滿、色澤正常且整齊一致的小麥種子包衣，將準備好的種子置于鋪有2層濾紙的發芽盒中，腹溝朝下，種胚朝上，每個培養皿放30粒種子，每處理設置5次重復，置于人工氣候培養箱中培養。保持濾紙濕潤，氣候室內每天12 h光照，12 h暗處理培養，晝夜溫度為25和22 ℃，相對濕度為50%。每天統計正常發芽的種子數，第4天計算發芽勢，第7天統計發芽率，7 d后將幼苗取出，測定各指標。

1.3.2 田間試驗設計

田間試驗于2019年10月在河南省平輿縣進行，試驗處理設置同室內試驗，于2019年10月13日播種，小區面積15 m×3 m=45 m2，播種前將全部玉米秸稈粉碎后翻壓還田，施入氮肥(N)180 kg/hm2，磷肥(P2O5)120 kg/hm2，鉀肥(K2O)120 kg/hm2，試驗田按照當地高產栽培麥田管理要求進行，播種后60 d測定各指標。

1.4 測定項目及方法

1.4.1 發芽率、發芽勢和發芽指數的測定

室內試驗以芽長2 mm為發芽標準，測定發芽勢、發芽率和發芽指數。

(1)

(2)

(3)

1.4.2 貯藏物質的測定

取25粒風干種子稱量，在80 ℃烘干后稱量，小麥種子在培養室培養7 d后取出，將種子取下在80 ℃烘干后稱量，用于計算貯藏物質轉運量、貯藏物質轉運率、貯藏物質轉化效率。

貯藏物質轉運量=最初種子干質量-殘留物干質量

(4)

(5)

貯藏物質轉化效率

(6)

1.4.3 小麥根系形態的測定

大田試驗在小麥播種后60 d，各處理隨機選取10株小麥幼苗，小心地取出根系，用蒸餾水沖洗干凈，幼苗自根莖處分開，通過根系掃描儀(Scan Wizard EZ)掃描圖像，并使用WSeens根系分析系統(杭州萬深檢測科技有限公司)分析和計算根系長、表面積、體積和直徑，測定完成后將地上部和地下部分別放在烘箱105 ℃殺青20 min，80 ℃烘干至恒質量后，稱量。

1.4.4 小麥幼苗質量的測定

在小麥播種后60 d，每個小區連續取20株，測定小麥苗高、葉齡和分蘗數，用LI-3100C葉面積儀(美國)測定單株葉面積。

1.4.5 小麥幼苗葉綠素含量及光合參數的測定

葉綠素含量采用95%乙醇提取-分光光度法測定葉綠素a和葉綠素b；凈光合速率、氣孔導度、胞間二氧化碳濃度和蒸騰速率選擇晴朗的上午用光合儀(LI-6400型，美國)測定[10]。

1.5 數據處理

采用Excel 2010和SPSS24.0進行數據整理、分析，Duncan’s法進行顯著性檢驗；采用Excel 2010作圖。

2 結果與分析

2.1 小麥種子萌發

種子發芽率、發芽勢和發芽指數是反映種子萌發狀況的重要指標。由表1可知，各處理發芽率除了N1處理和CK沒有顯著差異，其他處理均顯著高于CK，N2、N3和N4處理分別比CK高出4.55%、3.79%和5.30%，包衣劑處理間差異均不顯著；各處理種子發芽勢均顯著低于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK低21.12%、23.87%、32.93%和14.74%，表現為CK>N4>N1>N2>N3；N1處理發芽指數顯著高于CK，其他處理和CK沒有顯著差異。

表1 種子包衣劑對小麥種子萌發的影響

2.2 小麥種子貯藏物質轉運特性

小麥幼苗的生長主要靠胚乳貯藏物質的分解轉運提供碳源和能量，貯藏物質的轉運特性能夠反映種子萌發過程中物質轉化和植株生長快慢。由表2可知，種子包衣劑處理后小麥種子貯藏物質轉運量顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出5.37%、8.96%、7.06%和9.95%，N4處理最高，顯著高于N1和N3處理；小麥種子貯藏物質轉運率表現為N4>N2>N3>N1>CK，種子包衣劑各處理顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出5.37%、8.80%、7.06%和10.01%，N4處理最高，顯著高于N1和N3處理；種子包衣劑處理小麥種子貯藏物質轉化效率均顯著高于CK，處理分別比CK高出8.58%、14.83%、12.09%和16.99%，N4處理最高。

表2 種子包衣劑對小麥種子貯藏物質轉運特性的影響

2.3 小麥幼苗根系形態

小麥根系形態對土壤養分、水分的吸收起著關鍵作用。由表3可知，種子包衣劑對小麥根系影響顯著，包衣劑處理的根系長均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出26.54%、37.27%、33.55%和41.43%，N4處理最高；根系表面積變化趨勢和根長相似，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出30.28%、46.80%、38.23%和52.30%；根系體積表現為N4>N2>N3>N1>CK，N2和N4處理間沒有顯著差異，其他處理間差異均顯著。根尖數N4處理最大，顯著高于其他處理。

表3 種子包衣劑對小麥幼苗根系形態的影響

2.4 小麥幼苗質量

幼苗質量反映小麥幼苗生長狀況的好壞。由表4可知，包衣劑處理的小麥苗高顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出8.72%、11.34%、10.20%和16.23%，N4處理最高，N1、N2和N3處理間差異不顯著；分蘗數N4處理最大，顯著高于CK，和其他處理沒有顯著差異；葉面積表現為N4>N2>N3>N1>CK，N2和N3處理間差異不顯著，其他處理間差異均顯著；干物質積累量變化趨勢和葉面積指數相似，包衣劑處理均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK高出3.82%、7.42%、5.41%和9.91%。

表4 種子包衣劑對小麥幼苗質量的影響

2.5 小麥幼苗葉綠素含量

由圖1可知，種子包衣劑處理葉綠素a含量和葉綠素b含量顯著提高，N1處理葉綠素a含量和CK差異不顯著，N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出4.69%、4.43%和5.99%，各處理表現為N4>N2>N3>N1>CK；種子包衣劑處理葉綠素b含量均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出10.12%、16.07%、13.10%和18.45%，N4處理葉綠素a含量和葉綠素b均最高。

圖1 種子包衣劑對小麥幼苗葉綠素含量的影響

2.6 小麥幼苗光合參數

由圖2可知，各處理凈光合速率均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出7.65%、15.74%、13.01%和19.20%，N4處理最高，顯著高于其他處理；各處理氣孔導度均顯著高于CK，N1、N2、N3和N4處理分別比CK顯著高出9.91%、18.02%、9.91%和24.32%，N4處理最高，和N2差異不顯著，顯著高于其他處理；蒸騰速率表現為N4>N2>N3>N1>CK，處理間差異均顯著；胞間二氧化碳濃度N1處理顯著高于CK，高出4.90%，其他處理間沒有顯著差異。

圖2 種子包衣劑對小麥幼苗光合參數的影響

3 討論

3.1 種子發芽和貯藏物質

種衣劑處理后種子正常萌發是植株生長的保障，其中種衣劑的成分、劑型和劑量是影響種子萌發的關鍵[11]。有研究表明，種子包衣劑能夠影響種子發芽。劉孟娟等[12]研究表明，種衣劑可降低花生種子的發芽勢和發芽率。戰欣欣等[13]對紫花苜蓿包衣后，雖然發芽率、發芽勢和發芽指數較對照降低，但有效提高了田間出苗。本研究結果表明，包衣劑處理種子發芽率顯著升高，但是發芽勢和發芽指數降低，第4天小麥種子發芽數較少，在一定程度上說明種衣劑處理推遲了小麥種子發芽，和前人研究結果一致，可能由于包衣藥劑中使用了粘著劑而導致包衣種子發芽勢降低的現象。但種子發芽率整體提升，可能是由于包衣劑含有成膜劑，在種子表面形成保護膜，減緩了種子吸水，從而延緩發芽，因此種衣劑處理后對種子發芽的抑制影響可能與種子吸水能力的降低有關[14]。

種子萌發到幼苗生長主要依靠貯藏在種子中的有機物質的轉化來提供能量[15]。本研究中，種子包衣劑處理后幼苗干質量、小麥種子貯藏物質轉運量、貯藏物質轉運率和貯藏物質轉化效率均顯著高于CK，N4處理最高，可能是由于種衣劑中的微量元素、植物激素及有效成分的代謝產物能夠促進種子中物質轉化，能夠為中后期生長發育奠定基礎。小麥的幼苗干質量低于種子貯藏物質轉運量是由于種子萌發過程中呼吸作用消耗了一部分干物質。

3.2 小麥幼苗生長及光合特性

根系是小麥重要組成部分，不僅起著吸收、固定和支持等作用，還是多種激素、氨基酸的合成部位[16]。崔文艷等[17]研究認為，種衣劑包衣可有效地防止玉米幼苗根系老化、增強根系活力。蔣敏等[18]研究認為，種子包衣后有利于根系微環境的調節，幼苗根長、根直徑、根表面積、根體積顯著增加。本研究表明，包衣劑處理的根系長、根系表面積、根系體積和根尖數顯著增加，且N4處理最大，主要可能是由于包衣劑含有的生長調節劑調節小麥幼苗內源激素平衡，促進根系的生長，也有可能是種衣劑處理增加植物根部的活力，從而促進根生長的變化，提高根部吸收水分和影響的能力，促進根系的生長發育，有利于土壤養分和水分的吸收，從而促進地上部的生長，提高幼苗質量。光合作用決定作物物質積累[19]。本研究結果表明，種子包衣劑處理葉綠素a含量、葉綠素b含量及光合參數顯著提高，可能是由于種衣劑促進根系生長，有利于養分和水分的吸收，為光合作用提供充足的物質基礎。

4 結論

種子包衣劑是小麥病蟲害防治的有效措施，種子包衣能夠促進種子發芽率，但是降低了發芽勢和發芽指數，顯著提高了種子貯藏物質的轉運量和轉運速率。田間試驗表明，包衣劑處理的小麥幼苗根系健壯，表現在根長、表面積、體積和根尖數，幼苗質量較好，干物質積累量較多，葉色濃綠，光合特性較好，整體來看，12%噻·咯菌腈·苯醚懸浮種衣劑處理效果最佳。