楊小環(huán)，楊文秀，李衛(wèi)東，馬金虎

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西 太谷 030801；2.云南熱帶作物職業(yè)學(xué)院，云南 普洱 665000）

稀土元素是由原子序數(shù)為57～71的La，Ce，Pr，Nd等15種鑭系元素以及與之性質(zhì)相似的Sc，Y共17種元素組成，其被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。許多研究表明，一定濃度的稀土元素及其化合物對(duì)植物生長(zhǎng)具有刺激促進(jìn)作用[1-8]。稀土元素對(duì)玉米的影響，大部分研究集中在某一種系列的稀土元素對(duì)玉米各種指標(biāo)和產(chǎn)量構(gòu)成因素的影響上。關(guān)于復(fù)合型稀土浸種處理對(duì)玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響報(bào)道不多。

本試驗(yàn)研究了復(fù)合型稀土浸種處理對(duì)玉米種子萌發(fā)和苗期生長(zhǎng)特性的影響，以期為稀土在玉米農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

供試玉米品種為夏雜5號(hào)（太100×黃早4），供試稀土為38%的復(fù)合硝酸稀土（RENO3）。

1.2 種子處理

挑選均勻飽滿一致的玉米種子適量，置于培養(yǎng)皿中，加入質(zhì)量濃度分別為0（對(duì)照），50，200，500，1000，2000，4000 mg/L的稀土水溶液適量（以浸沒(méi)種子為宜），將培養(yǎng)皿置25℃恒溫培養(yǎng)箱中，種子浸泡24 h。之后倒掉稀土溶液，用去離子水沖洗種子3次，用濾紙吸干種子表面水分，在室溫下晾干備用。

1.3 種子膜透性測(cè)定

取15粒用不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理的種子，經(jīng)去離子水反復(fù)沖洗干凈，然后用濾紙吸干種子表面水分，置100 mL錐形瓶中，加去離子水30 mL，加塞置于35℃恒溫箱中24 h。室溫條件下用上海精密科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)的DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀測(cè)種子的電導(dǎo)，測(cè)完后將錐形瓶置水浴鍋中沸水浴5 min，殺死種子。取出錐形瓶，冷卻至室溫后搖勻，測(cè)種子殺死后的電導(dǎo)值，計(jì)算種子相對(duì)電導(dǎo)率。每處理重復(fù)3次。

種子相對(duì)電導(dǎo)率=（種子煮前電導(dǎo)值/種子煮后電導(dǎo)值）×100%

1.4 幼苗培養(yǎng)

試驗(yàn)于2010年5—7月在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)實(shí)踐基地進(jìn)行。采用營(yíng)養(yǎng)缽進(jìn)行盆栽試驗(yàn)。取黃土狀母質(zhì)上發(fā)育的碳酸鹽褐土（有機(jī)質(zhì)含量17.4 g/kg，全氮含量0.94 g/kg，速效磷含量14.69 mg/kg，速效鉀含量125.2 mg/kg），加入干凈的細(xì)河沙混勻（V（土壤）∶V（沙）=7∶3），按 2 g/kg施入復(fù)合肥（N∶P∶K=10∶4∶6）作為土壤基質(zhì)。稱取600 g土壤基質(zhì)裝入直徑14 cm、高16 cm的塑料營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)。播種前每缽先澆200 mL自來(lái)水。挑選均勻一致的不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理過(guò)的種子，每缽播種10粒，然后覆3 cm（約200 g）的土壤基質(zhì)，再澆150 mL自來(lái)水。每處理種5缽。將營(yíng)養(yǎng)缽置室外遮雨進(jìn)行幼苗培養(yǎng)。播種后視墑情用自來(lái)水補(bǔ)充種子所失水分。

1.5 幼苗葉綠素含量測(cè)定

參照高俊鳳[9]的方法測(cè)定幼苗葉綠素含量。稱取0.1 g新鮮葉片，剪碎置具塞試管中，加入10 mL80%的丙酮，室溫下置暗室浸提48 h（葉片發(fā)白后為止）。用分光光度計(jì)測(cè)定浸提液的吸光度，計(jì)算葉綠素含量。

1.6 種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

采用GB/T 3543.4—1995技術(shù)規(guī)定[10]，統(tǒng)計(jì)不同處理的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)。幼苗長(zhǎng)至15 d，計(jì)算不同處理的幼苗活力指數(shù)，并將植株地上和地下兩部分分開(kāi)，計(jì)算植株的根冠比。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)束后，將幼苗地上和地下兩部分于105℃殺青，80℃的烘箱中烘干至恒質(zhì)量。按公式計(jì)算植株的含水量。

1.7 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計(jì)分析軟件DPS 6.5進(jìn)行處理，用Duncan’s新復(fù)極差檢驗(yàn)法進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。圖表采用Excel 2000進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對(duì)玉米種子膜透性的影響

由圖1可知，經(jīng)不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸泡處理后，玉米種子的相對(duì)電導(dǎo)率呈先逐漸下降而后升高的變化趨勢(shì)。但所有質(zhì)量濃度浸種處理，電導(dǎo)率均不同程度降低。200，500，1000 mg/L的稀土溶液浸種處理與對(duì)照相比差異達(dá)顯著水平，分別比對(duì)照降低32.4%，33.4%和33.5%。說(shuō)明低質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理，對(duì)玉米種子細(xì)胞膜的修復(fù)有顯著的促進(jìn)作用。

2.2 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對(duì)種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

由表1可知，不同質(zhì)量濃度的稀土浸種處理，對(duì)種子的發(fā)芽率沒(méi)有影響。稀土浸種處理的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)，除4000 mg/L處理外，其余處理均有不同程度提高，尤其是200，500，1000mg/L處理效果明顯。200，500，1000 mg/L處理，種子發(fā)芽勢(shì)分別比對(duì)照提高12.0%，12.0%和16.1%；發(fā)芽指數(shù)分別比對(duì)照提高6.0%，7.3%和8.5%；活力指數(shù)分別比對(duì)照提高10.2%，19.7%和22.1%。從表1還可以看出，高質(zhì)量濃度（2000，4000 mg/L）稀土浸種處理與對(duì)照相比，種子發(fā)芽指標(biāo)變化不明顯；與較低質(zhì)量濃度（200，500，1000 mg/L）稀土浸種處理相比，其對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)有一定的抑制作用，表現(xiàn)出種子發(fā)芽 勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均明顯降低。

表1 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理對(duì)玉米種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

2.3 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

由表2可知，不同濃度的稀土溶液浸種處理后，幼苗總鮮質(zhì)量均有不同程度的增加。500，1000 mg/L稀土溶液浸種處理，幼苗總鮮質(zhì)量分別比對(duì)照增加26.1%和26.2%，且差異達(dá)顯著水平。不同濃度的稀土溶液浸種處理后，除50，200，2000 mg/L處理外，其他處理幼苗總干質(zhì)量均明顯增加，500，1000 mg/L稀土溶液浸種處理的幼苗總干質(zhì)量分別比對(duì)照增加17.8%和10.1%。不同質(zhì)量濃度的稀土浸種處理后，除4000 mg/L處理外，其他處理幼苗含水量均有不同程度的增加，但與對(duì)照之間差異均未達(dá)顯著水平。不同質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理后，幼苗根冠比也有明顯的變化，50，200，500，1000 mg/L 處理，幼苗根冠比均高于對(duì)照，200 mg/L處理幼苗根冠比比對(duì)照高24.4%，二者之間差異達(dá)顯著水平；2000，4000 mg/L處理幼苗根冠比有所降低。

表2 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種處理對(duì)幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

2.4 不同質(zhì)量濃度稀土溶液浸種對(duì)幼苗葉綠素含量的影響

由圖2可知，不同質(zhì)量濃度的稀土溶液浸種處理對(duì)幼苗葉綠素含量也有一定的影響。500，4000 mg/L處理的幼苗葉綠素含量升高，分別比對(duì)照高 1.9%和 12.3%；200，1000，2000 mg/L處理的幼苗葉綠素含量降低，分別比對(duì)照降低9.7%，12.3%和1.9%。

3 結(jié)論與討論

稀土元素被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，一定質(zhì)量濃度的稀土元素及其化合物對(duì)植物生長(zhǎng)具有刺激促進(jìn)作用。洪法水等[11]研究認(rèn)為，硝酸鑭處理的水稻種子，其淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等水解酶的活性升高，呼吸作用加強(qiáng)，種子活力明顯提高，從而促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng)。郭秀林等[12]采用不同質(zhì)量濃度的硝酸鑭溶液處理玉米幼苗，認(rèn)為硝酸鑭可不同程度地增加根數(shù)，提高根系和幼苗的干質(zhì)量、鮮質(zhì)量，并能促進(jìn)根系和幼苗的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，還顯著提高了葉綠素含量。方能虎等[13]認(rèn)為，低質(zhì)量濃度稀土可促進(jìn)水稻種子萌發(fā)、生根及植株生長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，稀土溶液浸種后，種子質(zhì)膜透性降低，種子的大多數(shù)發(fā)芽指標(biāo)明顯提高，幼苗總鮮質(zhì)量也不同程度增加。除2000，4000 mg/L處理外，其他質(zhì)量濃度處理幼苗根冠比有不同程度增大。500，4000 mg/L處理幼苗葉綠素含量提高。說(shuō)明用稀土溶液浸種能在一定范圍內(nèi)促進(jìn)玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。這可能是由于稀土溶液浸種處理促進(jìn)了種子細(xì)胞膜的修復(fù)，降低了種子內(nèi)溶物外滲，從而提高了種子的萌發(fā)質(zhì)量[14-16]。同時(shí)，稀土溶液浸種促進(jìn)了幼苗根系的生長(zhǎng)，擴(kuò)大了根系吸收表面積，增強(qiáng)了對(duì)養(yǎng)分吸收的競(jìng)爭(zhēng)能力，從而促進(jìn)了幼苗的生長(zhǎng)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，不同質(zhì)量濃度稀土浸種處理促進(jìn)玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的效應(yīng)不同，500，1000 mg/L浸種處理促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的效應(yīng)比較明顯，低質(zhì)量濃度和高質(zhì)量濃度浸種處理促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)效應(yīng)不明顯，高質(zhì)量濃度處理甚至對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)還有抑制效應(yīng)。因此，玉米稀土浸種處理應(yīng)選擇500～1000 mg/L為宜。試驗(yàn)中稀土浸種處理，幼苗葉綠素含量大致呈“W”變化趨勢(shì)。1000 mg/L處理的葉綠素含量最低，而4000 mg/L處理的葉綠素含量最高，與種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)質(zhì)量明顯相悖，可能與葉綠素含量測(cè)定的是葉片鮮質(zhì)量、而葉片含水量又會(huì)影響葉綠素的絕對(duì)含量有關(guān)。

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