摘 要:用不同稀釋倍數(shù)的文冠果殼、文冠果枝、葡萄藤、法桐枝、核桃枝、臭椿枝、桃樹枝、艾草枝、栗蓬木醋液對結球甘藍種子(品種為博美48)進行24 h浸種處理,探究各種木醋液對甘藍種子發(fā)芽和幼苗種子根系生長的影響。結果表明:9種木醋液對甘藍種子的發(fā)芽無明顯影響,但文冠果殼、葡萄藤木醋液在1∶500(V木醋液∶V水=1∶500,以下均為木醋液與水體積比)稀釋倍數(shù)下、核桃枝木醋液在1∶500和1∶4 000稀釋倍數(shù)下,顯著增加了主根長度、根系總長度和根系表面積;1∶500法桐枝木醋液主要擴大了根系表面積和總根系長度;其余木醋液在不同稀釋倍數(shù)下,主要促進了種子根和(或)總根系的伸長生長。綜合根系各項指標,文冠果殼、葡萄藤和核桃枝木醋液對結球甘藍種子根系的促進效果最好,可作為種子引發(fā)劑應用于甘藍育苗。
關鍵詞:木醋液;甘藍幼苗;種子根系
中圖分類號:S635.1 文獻標志碼:B 文章編號:1674-7909(2024)16-91-4
DOI:10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.16.019
0 引言
木醋液也叫植物酸、生物質(zhì)熱解液,是各種農(nóng)林剩余物在高溫缺氧條件下熱解產(chǎn)生氣體后冷凝形成的混合物。木醋液含有大量水分(超過80%),還含有有機酸、醛、酮、醇、酚及其衍生物等多種有機化合物,以及少量堿類物質(zhì)和金屬元素[1]。采用不同原料、在不同熱解溫度和熱解時間條件下制取的木醋液,其成分、密度、顏色等均有不同[2]。
諸多研究顯示,木醋液可作為植物生長調(diào)節(jié)劑促進作物種子萌發(fā)和幼苗生長,調(diào)控作物后期生長發(fā)育,提高作物產(chǎn)量[3-9]。但這些研究多以一種木醋液為研究對象,僅有少數(shù)研究涉及多種木醋液生理活性的比較。盧辛成[10]比較了在不同熱解溫度段制備的杉木木醋液對小麥種子發(fā)芽、種子根伸長和側根數(shù)目的影響,發(fā)現(xiàn)在低于150 ℃條件下制備的木醋液成分以酸類物質(zhì)為主,可促進種子發(fā)芽,而在高于150 ℃條件下制備的杉木木醋液抑制種子發(fā)芽。潘靜霞等[11]發(fā)現(xiàn),在不同炭化溫度段收集的銀杏木醋液對小麥種子發(fā)芽和幼苗生長具有不同的影響。筆者所在團隊曾對文冠果枝木醋液、文冠果殼木醋液、葡萄藤木醋液、核桃枝木醋液、法桐枝木醋液、臭椿枝木醋液、桃樹枝木醋液、栗蓬木醋液、艾草枝木醋液進行氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析,發(fā)現(xiàn)其所含的酸類、酚類、酮類等物質(zhì)的具體組分和含量差異較大(實驗室未發(fā)表數(shù)據(jù))。因此,有必要比較研究這些木醋液在不同稀釋倍數(shù)下對種子發(fā)芽和幼苗生長的影響。
結球甘藍在我國居民蔬菜消費中占有重要地位。周傳余等[12]研究發(fā)現(xiàn)適宜濃度的木醋液能顯著提高結球甘藍產(chǎn)量,但有關各種木醋液對結球甘藍種子萌發(fā)及幼苗生長影響的研究還未見報道。為篩選能夠促進結球甘藍種子發(fā)芽和幼苗生長的木醋液及其濃度,用不同稀釋倍數(shù)的9種木醋液對結球甘藍種子進行浸種處理,探究各種木醋液對其種子發(fā)芽和幼苗種子根系生長的影響。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
供試種子為結球甘藍種子(品種為博美48)。
供試木醋液:文冠果枝、文冠果殼、葡萄藤、桃樹枝、臭椿枝、栗蓬、艾草枝、法桐枝、核桃枝木醋液,由唐山新雅諾生物科技有限公司提供。
1.2 試驗方法
木醋液浸種處理:先將9種木醋液分別用水按體積比稀釋500、1 000、2 000和4 000倍,然后分別取10 mL稀釋液放入試管中備用;將甘藍種子用75%酒精消毒后分為38組,每組75粒種子,將36組種子放入不同稀釋倍數(shù)的木醋液中、剩余2組放入蒸餾水(對照)中浸種24 h;將浸泡處理后的種子均勻播種在裝有蛭石的塑料盒內(nèi),放入人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)(培養(yǎng)條件:溫度25 ℃,12 h光照,70%相對濕度)。播種后,每天觀察種子萌發(fā)情況及萌發(fā)后幼苗生長情況;播種10 d后,將幼苗全部取出,洗凈蛭石,將幼苗平鋪在塑料平板上,拍照后對其進行形態(tài)分析。
1.3 數(shù)據(jù)分析
使用WinRHIZO軟件對甘藍幼苗根系總長度、根系表面積進行測量分析,使用Image J軟件測量甘藍幼苗主根長。使用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行兩因素方差分析,用T檢驗比較各種木醋液與對照在統(tǒng)計上的差異顯著性。
2 結果與分析
2.1 不同稀釋倍數(shù)木醋液對結球甘藍種子發(fā)芽率與幼苗地上部生長的影響
試驗結果表明,各種木醋液浸種處理對結球甘藍種子的發(fā)芽率沒有明顯影響,與對照處理沒有差異;各種木醋液處理對幼苗地上部生長的影響也不明顯,但對根系生長發(fā)育的影響比較明顯。
2.2 不同稀釋倍數(shù)木醋液對結球甘藍幼苗主根長度影響
由表1可知,不同種類木醋液在適宜稀釋倍數(shù)下對甘藍幼苗主根生長均有促進效果。其中,用按照木醋液與水體積比1∶2 000和1∶4 000稀釋的桃樹枝木醋液、1∶2 000稀釋的栗蓬木醋液、1∶500稀釋的艾草枝木醋液和文冠果殼木醋液、1∶500和1∶1 000稀釋的葡萄藤木醋液,1∶500和1∶4 000稀釋的核桃枝木醋液處理的主根長度與對照相比增加,且在統(tǒng)計上達到極顯著水平;1∶1 000稀釋的栗蓬木醋液處理的主根長度顯著低于對照,可能是因為在幼苗清洗過程中,種子根有斷裂,不夠完整;用1∶500文冠果枝木醋液處理后,種子根長度顯著低于對照,可能是因為木醋液中抑制主根伸長的組分濃度過高,掩蓋了刺激組分的效應。在此試驗所有木醋液處理中,促進主根生長效果最好的是1∶500稀釋文冠果殼木醋液,甘藍幼苗主根長度比對照增加25.18%。
2.3 不同稀釋倍數(shù)木醋液對甘藍幼苗總根長的影響
由表2可知,9種木醋液在適宜稀釋倍數(shù)下均對幼苗初生根系總長度有促進作用,但每種木醋液的最適稀釋倍數(shù)不同,其中臭椿枝木醋液、艾草枝木醋液、法桐枝木醋液、文冠果殼木醋液、葡萄藤木醋液最適稀釋比例為1∶500,文冠果枝木醋液、栗蓬木醋液和桃樹枝木醋液的較優(yōu)稀釋比例分別為1∶1 000、1∶2 000和1∶4 000,核桃枝木醋液的較好稀釋比例為1∶500、1∶1 000和1∶4 000。除臭椿枝木醋液外,上述木醋液處理的總根長與對照相比,在統(tǒng)計上均達到了極顯著水平,其中1∶500葡萄藤木醋液的處理效果最好(比對照高43.75%)。用1∶500桃樹枝木醋液處理的幼苗根總長度低于對照,可能是因為在此稀釋倍數(shù)下,木醋液中抑制側根發(fā)育和伸長生長的成分起主要作用。
2.4 不同稀釋倍數(shù)木醋液對甘藍幼苗根系表面積的影響
由圖1可知,用1∶500文冠果殼、葡萄藤、核桃枝、法桐枝木醋液分別處理甘藍種子后,初生幼苗根系表面積與對照相比均呈增加趨勢,且在統(tǒng)計上達到了極顯著水平;用1∶4 000核桃枝木醋液處理的幼苗根系表面積也極顯著增加。雖然用1∶1 000文冠果枝木醋液處理的初生幼苗根系總長度增加,用1∶2 000和1∶4 000文冠果殼木醋液處理的幼苗總根長與對照相比沒有明顯差異,但這些處理的根系總面積與對照相比極顯著減少,可能是因為用其浸種導致幼苗根系平均直徑顯著減小,進而影響根系表面積。
3 結論與討論
諸多研究表明,木醋液可以調(diào)控作物種子發(fā)芽及幼苗生長發(fā)育。周嶺等[3]研究發(fā)現(xiàn),鋸末木醋液的稀釋倍數(shù)與玉米種子發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽率存在顯著相關性,稀釋倍數(shù)高有助于種子發(fā)芽。梁鳳臣等[5]發(fā)現(xiàn)用木醋液進行浸種處理可以提升西葫蘆種子發(fā)芽勢和主根長,但對發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)影響不顯著,且提升效果與其稀釋倍數(shù)有關。胡小鳳等[8]研究發(fā)現(xiàn),0.5 mL/L柞木木醋液能夠促進水培生菜幼苗生長,使幼苗株高、根系長度、地上部質(zhì)量增加。LU等[13]研究發(fā)現(xiàn),在低溫段制備的木醋液可促進小麥種子發(fā)芽和根系生長發(fā)育,而在高溫段制備的木醋液對其起抑制作用,認為在不同熱解條件下制備的木醋液所含化學物質(zhì)種類和含量不同。有研究發(fā)現(xiàn),稀釋500~800倍的木醋液可作為油菜種子引發(fā)劑,能促進幼苗根系生長[14]。常青等[15]研究發(fā)現(xiàn),稀釋50倍的木醋液能顯著提高茄子種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù),并降低平均發(fā)芽天數(shù)。此試驗發(fā)現(xiàn),在正常條件下,結球甘藍種子發(fā)芽率超過95%,用不同種類、不同稀釋倍數(shù)的木醋液進行浸種處理對種子的發(fā)芽率影響不大,但不同種類、不同稀釋倍數(shù)的木醋液浸種處理對結球甘藍幼苗根系發(fā)育影響不同;其中,以1∶500稀釋的文冠果殼木醋液、葡萄藤木醋液、核桃枝木醋液表現(xiàn)最好,經(jīng)這幾種木醋液浸泡的種子發(fā)芽后幼苗主根長度、根系總長度和根系表面積與對照相比均極顯著增加,1∶500法桐枝木醋液主要增加根系表面積和總根系長度,其余木醋液在不同稀釋倍數(shù)下主要促進種子根和(或)總根系的伸長生長。
木醋液含有酸類、酚類、酮類、酯類和醛類物質(zhì)。木醋液中的酚類物質(zhì)可以刺激生長素、赤霉素合成,提高各種酶活性,從而促進植物發(fā)育[16]。也有研究發(fā)現(xiàn),木醋液中所含的有機酸及其衍生物可促進水稻種子發(fā)芽和幼苗生長[17];所含的乙酸、丁酸、吡啶、丙酸等物質(zhì)在促進油菜生長發(fā)育方面效果顯著[18];所含的丁烯內(nèi)酯具有刺激種子發(fā)芽、促進植物生長的作用[19];所含的酚類物質(zhì)中的二元酚和多酚在適宜濃度下能夠刺激植物生長素、赤霉素合成,促進植物生長[20];而其中的一元酚主要是通過增強相關酶活性,逐步分解吲哚乙酸,使植物生長發(fā)育受到抑制[21]。曲昭杰[22]發(fā)現(xiàn),2,5-二甲基苯酚能顯著提高油菜出苗率,而2-甲氧基-4-甲基苯酚、愈創(chuàng)木酚可顯著提高幼苗活力。此研究結果表明,試驗所用9種木醋液在調(diào)控甘藍幼苗根系生長發(fā)育方面的功效不同。這可能是因為其化學組分和相對含量各不相同。今后將利用木醋液中各種單一成分進行試驗,以明確木醋液中促進或抑制甘藍及其他蔬菜作物生長的活性成分,進而解析各類不同生物質(zhì)來源的木醋液活性差異機制。
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