不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗生長及生理特性的影響

摘 要：為探明不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗生長的調控作用，以商花186為材料，在15%PEG-6 000模擬干旱脅迫條件下，研究不同CaCl-2處理對花生幼苗生長和生理指標的影響。結果表明，PEG脅迫下，CaCl-2浸種和葉面噴施處理均可顯著提高花生幼苗的株高和根長，增加植株鮮重和干重，提高干旱脅迫下花生幼苗葉片的SPAD值、SOD和POD活性，降低葉片MDA含量其中40 mmol/L的CaCl-2浸種和20 mmol/L的CaCl-2葉面噴施效果較優。說明外源氯化鈣可促進干旱脅迫下花生幼苗的生長，提高抗旱能力。

關鍵詞：花生CaCl-2干旱脅迫幼苗生長生理特性

中圖分類號：S512" 文獻標識碼：A" 文章編號：0488-5368（2024）08-0013-05

Effects of Different CaCl-2 Treatments on Seedling Growth and Physiological Characteristics of Peanut under Drought Stress

XIAO Zhaojie， ZHENG Dongfang， YANG Qiuyue， LIU Weixing，CHEN Xinwei， LIU Fengming

（Shangqiu Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shangqiu， Henan 476000， China）

Abstract：" To explore the regulatory role of different CaCl-2 treatments on peanut seedling growth under drought stress， ‘Shanghua 186’ was used as the material to explore seedling growth and physiological characteristics of peanuts under 15% PEG-6 000 drought stress conditions. The results showed that plant height and root length significantly increased with CaCl-2 seed soaking or foliar spraying under PEG stress conditions. Additionally， the fresh weight and dry weight of seedlings were significantly promoted， and the activities of SOD and POD in peanut leaves significantly increased， while the MDA content significantly decreased. Optimal effects were observed with CaCl-2 seed soaking at 40 mmol/L and CaCl-2 foliar spraying at 20 mmol/L. In conclusion， different CaCl-2 treatments effectively promote peanut seedling growth under drought stress and improve their drought resistance.

Key words：Peanut CaCl-2 Drought stress Seedling growth Physiological traits

花生是我國重要的油料作物，單位面積產油量是油菜的2倍、大豆的4倍，是產油效率最高的油料作物，在保障我國食用植物油供給安全方面發揮著重要作用[1，2]。河南是我國花生生產第一大省，近年來種植面積穩步增加，至2021年全省花生種植面積129.3萬hm+2、總產588.2萬t，面積和總產約占全國花生的26.9%和32.1%，均居全國首位[3]。隨著早熟花生品種的選育及花生種植機械化水平的提高，河南省麥后直播花生發展迅速[4～6]，6～7月份是麥后直播花生苗期，也是季節性干旱的頻發期[7]，對花生出苗及幼苗生長不利。鈣作為細胞內的第二信使，參與調控多種酶的活性與信號傳導[8]，在緩解作物生物和非生物脅迫傷害中發揮重要作用[9]。目前，關于外源CaCl-2提高作物抗旱性的研究多見于小麥[10]、玉米[11]、大豆[12]等作物上，對花生幼苗期耐旱性調控的相關研究報道較少。因此，本試驗以盆栽方式，采用15%的PEG6 000模擬干旱脅迫，探討不同CaCl-2處理對苗期干旱脅迫下花生幼苗農藝性狀及生理特性的影響，篩選最佳處理濃度與施用方式，旨在為科學應對花生苗期干旱脅迫影響提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤采自商丘市農林科學院雙八試驗示范中心試驗田，盆栽土壤為0～20 cm土層混合土壤，土壤類型為粘壤土，其有機質、水解氮（N）、速效磷（P-2O-5）、速效鉀（K-2O）和代換性鈣含量分別為13.62 g/kg、74.13 mg/kg、39.54 mg/kg、147.85 mg/kg和3.85 g/kg。供試花生品種為商花186，為商丘市農林科學院選育的高油酸小粒花生品種。供試氯化鈣（CaCl-2，分析純）購自天津市致遠化學試劑有限公司。模擬干旱處理采用15%聚乙二醇（PEG-6 000），分析純。

1.2 試驗設計

試驗于2022年6月～9月在商丘市農林科學院雙八試驗示范中心進行。采用盆栽方式，塑料盆內徑30 cm、高20 cm，每盆裝風干土10 kg，分別施用尿素、過磷酸鈣、硫酸鉀4 g、8 g、5 g作底肥，擺放于塑料遮雨棚中。試驗共設9個處理，即CK（干旱脅迫＋0 mmol/L CaCl-2）、JZ20（干旱脅迫＋20 mmol/L CaCl-2浸種）、JZ40（干旱脅迫＋40 mmol/L CaCl-2浸種）、JZ60（干旱脅迫＋60 mmol/L CaCl-2浸種）、JZ80（干旱脅迫＋80 mmol/L CaCl-2浸種）、PS20（干旱脅迫＋20 mmol/L CaCl-2葉面噴施）、PS40（干旱脅迫＋40 mmol/L CaCl-2葉面噴施）、PS60（干旱脅迫＋60 mmol/L CaCl-2葉面噴施）、PS80（干旱脅迫＋80 mmol/L CaCl-2葉面噴施）。對照和葉面噴施處理組種子用蒸餾水浸種8 h，CaCl-2浸種處理種子用相應濃度的CaCl-2處理液浸種8h，后用蒸餾水沖洗3遍，葉面噴施處理在干旱處理當天進行，對照及浸種處理組噴施等量蒸餾水。

每盆澆水至飽和，自然風干至適宜濕度時播種。選取飽滿一致的花生種子，每穴播2粒，每盆播4穴，出苗后每穴留1株生長基本一致的幼苗，每盆4株。每處理5盆，3次重復。正常供水處理保持土壤相對含水量為70%左右，干旱脅迫處理采用15% PEG6 000模擬，待出苗后5 d（75%的植株第5片真葉平展）時進行干旱處理，每盆用15% PEG6 000溶液澆透土壤，以保證溶液在盆土中均勻分布，處理后每2d稱重補充PEG溶液。

1.3 測定指標及方法

干旱脅迫7 d，主莖8～11片真葉時，每處理取5株完整植株，將根系沖洗干凈，測量株高、根長，計算植株鮮重，置于105℃烘箱內殺青30 min，65℃烘干48 h至恒重后測定植株干重。取主莖功能葉片（倒三葉）頂端兩片小葉測定各項生理指標。葉綠素含量（SPAD值）采用SPAD-502Plus便攜式葉綠素測定儀測定，超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）光還原法測定，過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法測定，丙二醛（MDA）含量用硫代巴比妥酸（TBA）法測定[13]。

1.4 數據處理與分析

采用Excel 2007軟件對數據進行處理及圖表制作，用DPS 7.05軟件對數據進行方差分析，用新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗株高和根長的影響

由圖1可知，不同CaCl-2處理花生幼苗株高和根長均較CK顯著增加，浸種模式下隨CaCl-2濃度增加株高和根長呈現先升高后降低的變化趨勢，葉面噴施模式下隨CaCl-2濃度增加株高和根長呈逐漸下降趨勢。8個CaCl-2處理中以JZ40處理的效果最好，株高和根長分別較CK增加36.27%和28.84%，其次是JZ60和PS20處理，株高分別較CK增加33.54%和31.44%，根長分別較CK增加27.52%和21.93%。說明CaCl-2處理可以顯著緩解干旱脅迫對花生幼苗生長的影響。

2.2 不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗生物量的影響

由圖2可知，不同CaCl-2處理花生幼苗植株鮮重和干重均較CK顯著增加，浸種模式下隨CaCl-2濃度增加植株鮮重和干重呈現先升高后降低的變化趨勢，葉面噴施模式下隨CaCl-2濃度增加植株鮮重和干重呈逐漸下降趨勢。8個CaCl-2處理中以JZ40處理的效果最好，植株鮮重和干重分別較CK增加75.53%和33.18%，其次是JZ60和PS20處理，植株鮮重分別較CK增加75.24%和72.75%，植株干重分別較CK增加28.77%和27.55%。說明CaCl-2處理可以顯著緩解干旱脅迫對花生營養生長的影響，促進植株干物質的積累。

由圖3可見，不同CaCl-2處理花生幼苗葉片SPAD值均較CK顯著增加，浸種模式下隨CaCl-2濃度增加葉片SPAD值呈現先升高后降低的變化趨勢，葉面噴施模式下隨CaCl-2濃度增加葉片SPAD值呈逐漸下降趨勢。8個CaCl-2處理中以PS20處理的效果最好，葉片SPAD值較CK增加25.28%，其次是PS40和JZ40處理，葉片SPAD值分別較CK增加23.88%和21.36%。說明CaCl-2處理可以顯著緩解干旱脅迫對花生葉片生長的影響。

2.4 不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

由圖4可見，不同CaCl-2處理花生幼苗葉片SOD、POD活性均較CK顯著增加，浸種模式下隨CaCl-2濃度增加葉片SOD、POD活性呈現先升高后降低的變化趨勢，葉面噴施模式下隨CaCl-2濃度增加葉片SOD、POD活性呈逐漸下降趨勢。8個CaCl-2處理中以PS20處理的效果最好，葉片SOD、POD活性分別較CK增加24.11%和29.66%，其次是PS40和JZ40處理，葉片SOD活性分別較CK增加22.65%和22.32%，葉片POD活性分別較CK增加27.55%和27.34%。說明CaCl-2處理可以顯著提高幼苗葉片SOD、POD活性，消除氧自由基對細胞膜系統的傷害，緩解干旱脅迫對花生幼苗生長的影響。

2.5 不同CaCl-2處理對干旱脅迫下花生幼苗葉片MDA含量的影響

由圖5可見，不同CaCl-2處理花生幼苗葉片MDA含量較CK顯著降低，浸種模式下隨CaCl-2濃度增加葉片MDA含量呈現先降低后升高的變化趨勢，葉面噴施模式下隨CaCl-2濃度增加葉片MDA含量呈逐漸升高趨勢。8個CaCl-2處理中以PS20處理的效果最好，葉片MDA含量較CK降低了21.80%，其次是PS40和JZ40處理，葉片MDA含量分別較CK降低19.08%和18.24%。說明CaCl-2處理可以顯著降低幼苗葉片MDA積累量，從而減輕膜脂過氧化對細胞造成的傷害。

3 結論與討論

夏播花生苗期極易受干旱脅迫影響，從而影響正常生長。鈣是花生生長的第三大營養素[14]，可提高作物保護酶活性，調節生化物質代謝，減緩干旱脅迫對花生造成的傷害[15]。張海平等[16]通過對花生的水培研究發現，高鈣處理的花生植株高大，莖枝粗壯，葉片厚且大顧學花等[17]的研究也表明，鈣可以促進干旱脅迫下花生的營養生長，提高根系活力，緩解干旱的不利影響。本試驗中，CaCl-2浸種和噴施均可顯著提高花生幼苗的株高和根長，促進干物質的積累這與Mansour Heidari等[18]在芝麻上的研究結果一致。CaCl-2浸種和噴施均可緩解干旱對花生苗期主莖和根系生長的抑制作用，促進營養生長。

葉綠體是植物進行光合作用的重要場所，作物遇干旱脅迫時葉綠素分解速率大于合成速率，導致光能吸收效率下降[19]，影響光合作用的進行，而鈣有助于穩定葉綠體的結構，緩解活性氧對葉綠素的破壞，保持較高的光合能力[20]。本研究也發現，不同CaCl-2浸種和噴施均可增加花生幼苗葉片SPAD值，這與孫愛清等[21]的研究結果一致。植物在長期的進化過程中，已形成了完整的清除活性氧自由基、抑制膜脂過氧化的酶促和非酶促系統，而遇逆境脅迫時該機制被破壞，使活性氧自由基大量積累，引起細胞膜脂發生過氧化[22]，造成膜系統損傷，引起一系列代謝紊亂，保護酶系統可清除活性氧自由基，緩解干旱脅迫對作物的傷害，而鈣在提高干旱脅迫下花生葉片的SOD和POD酶活性方面發揮重要作用[23]。本研究發現，CaCl-2浸種和噴施均可顯著提高干旱脅迫下花生幼苗葉片的SOD和POD活性，降低葉片MDA含量，這與林松明等的研究結果一致。說明在干旱脅迫下，通過浸種和噴施CaCl-2可以提高花生葉片SOD和POD活性，降低葉片MDA含量，增強了清除活性氧自由基的能力，減輕了干旱對花生幼苗的傷害。

綜上可知，干旱脅迫下通過浸種和噴施CaCl-2可以促進花生幼苗的生長，增加葉綠素合成，提高葉片保護酶活性，降低葉片MDA含量，增強花生苗期抗旱能力，緩解干旱脅迫對花生幼苗的傷害。本試驗條件下，以40 mmol/L的CaCl-2浸種和20 mmol/L的CaCl-2葉面噴施處理對緩解干旱脅迫的效果最佳。[HJ42x]

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基金項目：河南省科技攻關計劃項目（202102110179）河南省重大科技專項（201300111000）。

第一作者簡介：肖召杰（1973-），男，助理研究員，主要從事作物栽培研究與農業技術推廣工作。

通信作者：劉衛星。