3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子萌發的影響

劉淑芳，呂俊平，馮 佳，劉 琪，郭 珺，焦曉燕，謝樹蓮

（1.山西大學生命科學學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子萌發的影響

劉淑芳1，呂俊平1，馮 佳1，劉 琪1，郭 珺2，焦曉燕2，謝樹蓮1

（1.山西大學生命科學學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院農業環境與資源研究所，山西太原030031）

微藻具有生物量大、生長周期短以及易于培養等優點。為了了解其在液體肥方面的應用潛力，研究了蛋白核小球藻、四尾柵藻和卷曲魚腥藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子萌發的影響。結果表明，不同濃度3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子的發芽勢和發芽率沒有明顯影響；對黃瓜和番茄苗的根長、須根數、根干質量、莖長、莖葉干質量均有不同程度的促進作用，但提取液濃度過大或過小，效果均不理想，只有合適的濃度才有促進作用。

微藻；種子萌發；液體肥

有機農產品是純天然、無污染、安全營養的食品，也稱為“生態食品”。隨著生活水平的提高和環保意識的增強，人們迫切需求高品位的有機農產品。據推測，我國有機農產品市場潛力巨大，即將進入快速成長期[1]。

藻類分布廣泛，在大氣CO2循環中起著重要的作用，藻類產品已被應用到各個領域[2-3]。研究發現，海藻普遍具有較好的生物活性，小分子海藻多糖具有與細胞激動素、植物生長素、甜菜堿等活性物質同樣的生物活性，可刺激植物體內產生非特異活性因子和平衡內源激素[4-7]。Thirumaran等[8]研究表明，施用海藻（Rosenvingea intricata）液體肥對秋葵種子的發芽、生長和葉綠素含量等具有良好的促進作用。王強等[9]研究也發現，海藻液體肥浸種可以使番茄提早發芽且發芽整齊、增加株高、提高葉片的葉綠素含量以及增強光合速率。溫延臣等[10]利用海藻液在玉米苗期進行水培試驗，結果發現，其能促進植株生長，增加玉米干物質積累。

提取海藻活性物質的方法有物理提取法、化學提取法和生物提取法[11]。近年來，海藻液體肥的研制已注重保留其天然活性成分，最常用的是超聲波破碎提取法，利用超聲的空化、粉碎、攪拌等作用破壞植物細胞，使溶媒滲透到其中，以便植物中有效成分溶于溶媒，另一方面使大分子物質降解為可溶且易被吸收的小分子物質，然后通過分離和提純獲得所需成分[12-14]。

相比海藻，淡水藻在液體肥方面的研究滯后很多，而很多淡水微藻具有生物量大、生長周期短以及易培養等優點，也具有液體肥方面的應用潛力。

本研究以3種淡水微藻為材料，研究了其提取物對黃瓜和番茄種子萌發的影響，旨在為微藻液體肥的開發提供依據。

1 材料和方法

1.1 供試材料

供試微藻為小球藻（蛋白核小球藻Chlorella pyrenoidosa）、柵藻（四尾柵藻Scenedesmus quadricauda）和魚腥藻（卷曲魚腥藻Anabeana circinalis），購于中國科學院水生生物研究所淡水藻種庫。黃瓜（Cucumis sativus）和番茄（Lycopersicon esculentum）種子，購于山西省太原市永晟昌種子有限公司，常溫儲藏。

1.2 微藻提取液的制備

取生長狀態良好的藻液100 mL（小球藻和柵藻細胞密度為1.2×107個/mL，魚腥藻細胞密度為7.8×106個/mL），搖勻，離心（6 000 r/min，8 min），去掉上清液。加入無菌水搖勻，再次離心沉淀，反復2次得到藻泥。向藻泥中加入80%乙醇制成懸濁液。放入超聲波破碎儀（Sciienzd II-D，寧波新芝），冰浴破碎15 min（超聲6 s，間隔4 s）。搖動破碎液1 h，再次離心（8 000 r/min，15 min）。離心后的上清液為提取物濃縮液，減壓蒸餾除去乙醇，得到提取液母液[12，15-17]。

1.3 種子的處理

分別選取大小一致飽滿的黃瓜和番茄種子各480粒，用0.5%的次氯酸鈉浸泡0.5 h[18]，無菌水沖洗數次。小球藻提取液母液分別稀釋50倍、100倍、150倍、250倍，柵藻提取液母液分別稀釋150倍、300倍、450倍、600倍，魚腥藻提取液母液分別稀釋400倍、600倍、800倍、1 000倍，分別浸泡黃瓜和番茄種子5，8 h，以蒸餾水浸泡作空白對照。之后用蒸餾水沖洗種子表面，將沖洗過的種子置于鋪有2層濾紙直徑為10 cm的玻璃培養皿中。每個處理20粒種子，6個平行。以無菌水保持濕潤，室溫自然光照培養發芽，每天定時通風換氣[19-21]。每12 h觀察、記錄發芽粒數，黃瓜24 h計數發芽勢，72 h計數發芽率；番茄48 h計數發芽勢，144 h計數發芽率。黃瓜6 d發芽結束，番茄8 d發芽結束。發芽結束后每個處理記錄苗的根長、莖長、須根數，之后將處理苗烘干并分別記錄根和莖葉干質量[22-23]。

1.4 統計分析

試驗結果以“平均值±標準差”表示。試驗所得的各項數據采用SPSS 17.0統計軟件進行方差分析（One-Way ANOVA），應用Duncan's法對數據進行顯著性分析（P＜0.05）。

2 結果與分析

2.1 3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子發芽勢和發芽率的影響

從表1可以看出，與對照相比，不同濃度3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子的發芽勢與和發芽率影響不大，沒有顯著性差異（P＞0.05）。

表1 不同濃度3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄發芽勢和發芽率的影響 %

2.2 3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗根生長的影響

由表2可知，與對照相比，3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗根長有明顯影響。當小球藻提取液母液稀釋100倍和150倍、柵藻提取液母液稀釋300倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍和800時，對黃瓜苗根長有明顯促進作用（P＜0.05）；當小球藻提取液母液稀釋100倍、150倍和250倍、柵藻提取液母液稀釋300倍、450倍和600倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍和800倍時，對番茄苗根長有明顯促進作用（P＜0.05）。

與對照相比，3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗須根數有明顯影響。當小球藻提取液母液稀釋150倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍時，黃瓜苗須根數有明顯增加（P＜0.05）；當小球藻提取液母液稀釋100倍和150倍、柵藻提取液母液稀釋300倍和450倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍和800倍時，番茄苗須根數有明顯增加（P＜0.05）。

與對照相比，3種微藻提取液浸種對番茄苗根干質量有明顯影響。當小球藻提取液母液稀釋100倍和150倍、柵藻提取液母液稀釋300倍和450倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍時，對番茄苗根干質量有明顯促進作用（P＜0.05）；而3種微藻提取液浸種對黃瓜苗根干質量均無顯著影響（P＞0.05）。

表2 不同濃度三種微藻提取液浸種對黃瓜和西紅柿苗根生長的影響

2.3 3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗莖葉生長的影響

由表3可知，與對照相比，3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗莖長有明顯影響。當小球藻提取液母液稀釋100倍和150倍、柵藻提取液母液稀釋300倍和450倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍和800時，對黃瓜苗和番茄苗莖長均有明顯促進作用（P＜0.05）。

與對照相比，3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄苗莖葉干質量有明顯影響。當小球藻提取液母液稀釋100倍和150倍、柵藻提取液母液稀釋300倍、魚腥藻提取液母液稀釋600倍時，對黃瓜苗莖葉干質量有明顯促進作用（P＜0.05）；當柵藻提取液母液稀釋450倍時，對番茄苗莖葉干質量長有明顯促進作用（P＜0.05）。

3 討論和結論

種子萌發是指種子從吸脹作用開始的一系列有序生理過程和形態發生過程。萌發的標志就是發芽。種子的萌發除了本身具有健全的發芽力及解除休眠外，還需要一定的環境條件，即充足的水分、適宜的溫度、足夠的空氣。種子萌發首先是吸水，只有吸水后，種子細胞中的原生質才能由凝膠轉變為溶膠，細胞器結構得以恢復，進而進行一系列代謝活動。由此可見，種子胚根和胚芽突破種皮，吸收水分起關鍵作用，而對其他成分的吸收并無特殊要求[24-27]。本試驗中不同濃度3種微藻提取液浸種對黃瓜和番茄種子的發芽勢與和發芽率沒有明顯影響，也說明了這點。

種子發芽后，幼苗形成過程中則主要是形態建成，即生物量的增加。除了轉化種子中儲藏的有機物，也需要從外界吸收營養[24-27]。本試驗的結果也證明了這點。施用3種微藻提取液對黃瓜和番茄苗的根長、須根數、根干質量、莖長、莖葉干質量均有不同程度的促進作用，有的影響差異顯著。

本試驗結果還表明，并不是施用微藻提取液的稀釋倍數越低、濃度越大，促進作用越明顯，而是濃度過大或過小，效果均不理想，只有合適的濃度才有促進作用。這可能是因為濃度過小時，可用的成分含量太少，不足以起作用，而濃度過大，又影響了植物對水分的吸收，也起不到積極作用。因此，在實際操作中，還需要不斷摸索，以便對作物施用最合適濃度的微藻液體肥。

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Effects of Extracts of Three M icroalgae on Cucumber and Tomato Seed Germ ination

LIU Shufang1，Lü Junping1，FENG Jia1，LIU Qi1，GUO Jun2，JIAOXiaoyan2，XIE Shulian1
（1.College of Life Sciences，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.InstituteofAgricultural Environmentand Resources，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

Microalgae possess some advantages,such as large biomass,short growth cycle and easy cultivation.To understand the potential applicationsof liquid fertilizer,the effectsofextractsof threemicroalgae,Chlorella pyrenoidosa,Scenedesmus quadricauda and Anabaena circinalis,on cucumberand tomato seed germinationwere studied.The results showed that therewas no significant difference in the germination potential and germination rate of cucumber and tomato seeds soaked with the extracts of three microalgae in different concentrations.But therewasa significantenhancementon the root length,fibrous rootnumber,rootdryweight,stem length and shootdry weightofcucumberand tomato seedlingswhen the seedswere soaked with the extractsof threemicroalgae in appropriate concentrations.

microalgae;seed germination;liquid fertilizer

S642.2；S641.2

A

1002-2481（2016）07-0941-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.07.12

2016-03-23

山西省煤基重點科技攻關項目（FT201402-15）；山西省科技平臺建設項目（2015091004-0102）

劉淑芳（1990-），女，山西臨縣人，在讀碩士，研究方向：植物系統演化與資源利用。謝樹蓮為通信作者。