聚天冬氨酸和生根劑復配對玉米根系及幼苗生長的影響

王亮亮+高志山+宋濤

摘要： 為探究聚天冬氨酸與生根劑復配對玉米根系及幼苗生長的影響，設計以Hoaglands營養液作對照（CK）及在營養液中分別添加聚天冬氨酸（T1）、生根劑（T2）、聚天冬氨酸加生根劑（T3）等4個處理的玉米水培試驗。結果表明，與其他處理相比，營養液中同時添加聚天冬氨酸及生根劑的處理可增加玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數、根平均直徑及根鮮質量，提高根系活力，同時增加玉米的株高及地上部鮮質量。其中，T3處理玉米的根系活力、根鮮質量、地上部鮮質量較CK分別提高6.10%、31.33%、25.86%；較T1處理分別提高3.14%、12.37%、5.80%；較T2處理分別提高0.46%、2.83%、8.96%，增幅明顯，說明聚天冬胺酸與生根劑復配在促進玉米根系及幼苗的生長方面具有協同作用，因此，二者復配具有推廣和使用價值。

關鍵詞： 聚天冬氨酸；生根劑；玉米；根系活力；復配；水培試驗

中圖分類號： S513.06 文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）22-0067-02

根系是作物吸收水分與養分、合成生理活性物質、促進地上部生長的重要器官[1]。根系生物量、生理活性及其空間分布是決定其作用大小的重要因素[2]，這些因素與作物光合產物的合成及運轉分配、籽粒結實、葉片衰老等密切相關，是植株生長發育和產量形成的重要保證[3-4]。根系的形成與許多因素有關，尤其是植物激素。其中，生長素在促進不定根和側根生長過程中起著關鍵作用[5]。已有文獻表明，吲哚丁酸和萘乙酸2種外源生長素類物質按照質量比1 ∶ 4復配所獲得的生根劑對玉米根系生長具有明顯的促進作用[6]。

聚天冬氨酸是氨基酸的聚合物，近年來常作為肥料增效劑被用在農作物生產上，大量研究表明，施用聚天冬氨酸不僅可以提高農作物葉綠素含量和光合速率，還可以增加作物地上部干物質的積累量[7]，提高作物產量[8-9]。但目前聚天冬氨酸在促進作物根系生長方面的報道并不多見，聚天冬氨酸與生根劑復配對作物根系生長是否具有協同作用的研究更未見報道。因此，本研究系統分析聚天冬氨酸、生根劑、聚天冬氨酸和生根劑復配等分別對玉米根系生長、根系活力及玉米幼苗生長的影響，探討聚天冬氨酸與生根劑在促進玉米根系生長、提高玉米生物量方面是否具有協同作用，以期為二者在生產上的混配使用和推廣提供一定的理論依據。

[BT1#] 1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2016年4月在山東省金正大生態工程集團股份有限公司功能型肥料實驗室進行。

1.2 試驗材料

吲哚丁酸、α-萘乙酸均為河南春雨農業化工研究所研制；聚天冬氨酸由金正大生態工程集團股份有限公司自產；基礎培養液為Hoaglands營養液；供試玉米品種為魯單981。

1.3 試驗方法

挑選飽滿且大小一致的玉米種子，經10%雙氧水表面消毒10 min，并用無菌水沖洗8次后，播在鋪有濾紙的托盤中，于LRH-250-G光照培養箱[25 ℃（晝）/15 ℃（夜）]中催芽，待幼苗長至2葉1心時取生長一致的幼苗分別移至裝有Hoaglands營養液的塑料槽中，每個塑料槽2株，用氣泵間歇（30 min/h）通氣培養。

試驗共設Hoaglands營養液（CK）及在營養液中分別添加聚天冬氨酸（T1）、生根劑（T2）、聚天冬氨酸加生根劑（T3）4個處理，其中按照吲哚丁酸 ∶ 萘乙酸=1 ∶ 4的質量比復配制得生根劑，生根劑及聚天冬氨酸最終使用濃度分別為 2 μmol/mol 及0.02 μmol/mol。每個處理設4個重復，每隔 2 d 更換1次營養液，2周后每個處理選取6株進行收獲并測定各項指標。

1.4 測定方法

采用根系掃描儀分析根系參數，并用根系分析軟件WinRHIZO對總根長、總根表面積、根分枝數和根平均直徑進行定量分析；根系活力采用TTC法[10]測定；株高用直尺測定；地上部鮮質量及根鮮質量用電子分析天平測定。

2 結果與分析

2.1 不同營養液對玉米根系生長的影響

由表1可以看出，在Hoaglands營養液中無論是單獨添加聚天冬氨酸或生根劑，還是同時添加聚天冬氨酸與生根劑均可以不同程度地增加玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數及根平均直徑，說明聚天冬氨酸與生根劑都具有促進玉米根系生長的作用。T3處理玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數、根平均直徑分別較對照提高7.18%、12.34%、15.57%、9.76%，說明T3處理對玉米根系生長的促進效果最好，T2處理次之，T1處理最小。結果說明，聚天冬氨酸與生根劑復配在促進玉米根系生長方面具有協同作用。

2.2 不同營養液對玉米根系活力的影響

根系活力指根系的吸收、合成、氧化和還原等能力，是客觀反映根系生命活動的一種生理指標[11]。由圖1可以看出，在營養液中添加聚天冬氨酸和生根劑后，均可不同程度地增強玉米幼苗的根系活力。其中T1處理與對照差異不顯著，較對照提高2.87%，而T2、T3處理均與對照差異顯著，分別較對照提高5.61%、6.10%。T1、T2、T3處理間差異不顯著，但T3處理的根系活力最高，較T1、T2處理分別提高3.14%、0.46%，說明在提高玉米幼苗根系活力方面，聚天冬氨酸與生根劑復配具有協同作用。

[FK（W11][TPWLL1.tif]

2.3 不同營養液對玉米株高、地上部及根鮮質量的影響

由表2可以看出，在營養液中添加聚天冬氨酸和生根劑均可促進玉米植株株高、地上部鮮質量及根鮮質量的增加。其中，在玉米株高及地上部鮮質量方面，與對照相比，各處理的促進效果從大到小依次為T3處理>T1處理>T2處理，T3處理的玉米株高較CK、T1、T2處理分別提高16.73%、5.06%、7.53%，玉米地上部鮮質量較CK、T1、T2處理分別提高25.86%、5.80%、8.96%。在根鮮質量方面，與對照相比，各處理的促進效果從大到小依次為T3處理>T2處理>T1處理，T3處理較CK、T1、T2處理分別提高31.33%、12.37%、2.83%。結果說明，聚天冬氨酸及生根劑復配在提高玉米株高、地上部鮮質量及根鮮質量方面同樣具有協同作用。

3 結論與討論

總根長、總根表面積、根平均直徑等是體現根系吸收效率及能力的重要指標[6]。相關研究表明，一定濃度的萘乙酸可促進黃瓜根、芽的生長[12]，吲哚丁酸可促進側根的發生和發育[13]，萘乙酸與吲哚丁酸復配得到的生根劑可以促進玉米[6]、扦插沙棘雌株[14]、扦插枸杞嫩枝[15]等作物的快速生根，并可增加作物根系的總根長、根分枝數和總根表面積，提高根系活力。結果表明，在營養液中添加生根劑增加玉米根系的總根長、根表面積及根平均直徑，使玉米根系分枝數明顯增多，并提高根系活力，這與前人研究結果一致。除此之外，添加生根劑增加玉米植株的株高，同時提高玉米的地上部鮮質量及根鮮質量。

聚天冬氨酸是同時含有羧基和氨基活性基團的一個大分子物質，可與營養元素離子發生絡合反應，并將養分離子不斷地運輸到作物根部，與根系進行離子交換，以供作物吸收利用，從而更好地促進作物生長[16]。結果表明，在營養液中添加聚天冬氨酸除了可以增加玉米株高及地上部鮮質量外，還可促進玉米根系的生長，但促進根系生長的程度不及生根劑，且在提高玉米根系活力方面的效果并不顯著。分析原因可能是因為聚天冬氨酸為氨基酸聚合物，本身并不直接被作物吸收利用，而是通過絡合營養元素離子并將養分運輸到作物根部，以供根系吸收利用，間接促進根系生長[16]；生根劑則是通過調節植物代謝強度，強化調控植物內源激素的含量和重要酶的活性，促進生物大分子的合成，從而直接誘導根系的形成[17]。結果表明，營養液中同時添加聚天冬氨酸和生根劑處理的玉米幼苗各項指標均明顯優于其他處理，說明二者通過不同的方式促進玉米根系及幼苗的生長，二者復配具有協同作用。

綜上所述，聚天冬氨酸、生根劑可分別通過間接、直接作用協同促進玉米根系及幼苗生長，因此二者復配具有推廣和使用價值。

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