曹珊珊,杜 錦,林建華
(1.天津市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)示范中心,天津 300061;2.天津農(nóng)學院 農(nóng)學與資源環(huán)境學院,天津300392;3.天津市薊州區(qū)種植業(yè)發(fā)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(chǎn)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(zhì),普遍存在于高等植物體內(nèi),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(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)0.1~1 mmol·L-1SA處理提高了鹽脅迫下小麥種子發(fā)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(fā)現(xiàn),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(fā)的影響,為外源水楊酸在玉米苗期的施用提供依據(jù)。
供試玉米品種:“農(nóng)單113”,由河北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院提供。
1.2.1 發(fā)芽試驗 試驗采用室內(nèi)砂培法進行幼苗培養(yǎng),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(fā)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(fā)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(yǎng),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(fā)芽個數(shù),第4天測定玉米種子發(fā)芽勢,第7天測定玉米種子發(fā)芽率。發(fā)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(fā)芽勢(GE)= 第4天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%
發(fā)芽率(GR)= 第7天發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%
1.2.3 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析采用SPSS軟件進行。
表1表明,“農(nóng)單113”種子發(fā)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(fā)芽勢和發(fā)芽率的方差分析
由表2可以看出,鹽脅迫條件下,“農(nóng)單113”種子發(fā)芽勢隨水楊酸濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢。T1處理下,種子發(fā)芽勢最低為84.67%,T2和T3處理種子發(fā)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(nóng)單113”種子發(fā)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(fā)芽勢均高于其他處理,顯著高于T1處理;T3~T6處理的種子發(fā)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(fā)芽勢、發(fā)芽率的影響
表3顯示,“農(nóng)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(nóng)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(xiàn)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
表5表明,“農(nóng)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(nóng)單113”玉米苗干重和根干重均隨水楊酸濃度的升高呈現(xiàn)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
本研究發(fā)現(xiàn),鹽脅迫下玉米種子的發(fā)芽和幼苗的生長均受到抑制,加入外源水楊酸后,玉米的發(fā)芽勢和發(fā)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(fā)玉米胚乳內(nèi)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(nèi)貯藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和幼苗干物質(zhì)的形成與積累,進而促進玉米幼苗的快速生長[4]。
研究發(fā)現(xiàn),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(fā)和幼苗生長的抑制作用,提高玉米種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、苗高、根長、苗干重和根干重等指標。鹽脅迫下,促進“農(nóng)單113”玉米種子萌發(fā)較適宜的水楊酸濃度為0.1 mmol·L-1。