半葉素對幾種作物苗期的生物活性研究

姚鋒娜，萬 翠，劉繼鵬，許偉長，鄭先福

（1.鄭州鄭氏化工產(chǎn)品有限公司，鄭州 450002；2.河南農(nóng)業(yè)大學(xué)，鄭州 450002）

植物生長物質(zhì)包含植物激素和植物生長調(diào)節(jié)劑。植物激素是植物自身合成量少即能調(diào)節(jié)作物生長的物質(zhì)[1]，而植物生長調(diào)節(jié)劑是一類人工合成的具有類似植物激素活性的物質(zhì)。植物生長調(diào)節(jié)劑具有很高的生物活性，對多種農(nóng)作物具有顯著的增產(chǎn)、抗逆、抗病、改善品質(zhì)、促進成熟等功效，被廣泛用在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。近幾年，由于國家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，在植物生長物質(zhì)的研究方面，行業(yè)內(nèi)專家著力于對安全、低毒、環(huán)保、高效的新型農(nóng)業(yè)功能物質(zhì)的研究。

半葉素，又名N-乙酰硫代脯氨酸、3-乙酰基噻唑烷-4-羧酸。其原是一種對心肌缺血有保護作用的醫(yī)藥中間體，也是一種有機氨基酸的衍生物。據(jù)研究，半葉素可以調(diào)節(jié)作物生長、促進種子發(fā)芽、提高坐果率和果實產(chǎn)量。Debashish等[2]發(fā)現(xiàn)，在杏的落花期使用半葉素，對果實縱徑、橫徑、果重、體積、產(chǎn)量均有增加，增量分別達到15.3%、15.3%、25.9%、27.1%、40.0%。Katrina等[3]發(fā)現(xiàn)，對不同品種蘋果上噴施半葉素，能有效促進花芽分化和果實發(fā)育，顯著增加果數(shù)量、果實產(chǎn)量及平均果重量，而這種效應(yīng)正是通過增加半葉素含量實現(xiàn)的。半葉素作為人工合成的植物生長物質(zhì)，對植物的生物活性在國外已有報道。國內(nèi)亦有相關(guān)專利授權(quán)，顯示其有促進柑橘、蘋果、葡萄等果實著色的生物活性[4]。目前在植物生長物質(zhì)的研究方面，對新型農(nóng)業(yè)功能物質(zhì)的研究成了新的熱點，從現(xiàn)有化合物中篩選含有生物活性的化合物具有重要的現(xiàn)實意義[5]。有關(guān)半葉素對植物的其他生理活性鮮有報道，因此對半葉素的應(yīng)用研究有著重要的參考價值。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

供試藥劑：98%半葉素、90%24-表蕓苔素內(nèi)酯，鄭州鄭氏化工產(chǎn)品有限公司。

儀器設(shè)備：JE1002電子天平、燒杯、移液管、移液器等，上海浦春計量儀器有限公司。

1.2 試驗方法

采用盆栽法試驗，西瓜、番茄室外育苗，西瓜長至2片子葉，1片真葉時施藥。番茄長至大約5 cm時施藥。施藥時，每盆澆100 mL藥液，對照藥劑為24-表蕓苔素內(nèi)酯，清水為空白對照，繼續(xù)放置室外，生長條件正常。水稻在室內(nèi)日光架上培養(yǎng)，白晝/黑暗培養(yǎng)時間為12/12 h，培養(yǎng)溫度為25～30℃（晝/夜），相對濕度為50%。選用籽粒飽滿、大小均勻的水稻種子，用清水洗滌5遍后，放入發(fā)芽盒中，加入一定量清水，使水浸沒過稻種，并及時更換清水，置于實驗室內(nèi)催芽，待大部分已經(jīng)露白后，將露白的稻種播于直徑約10 cm的培養(yǎng)盆中，基質(zhì)采用珍珠巖＋蛭石＋草炭（1∶2∶3），每盆播種約30粒種子。采用單因素試驗，每個藥劑設(shè)置3個濃度，每個濃度為1個處理，清水作為空白對照[5]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

每天觀察作物生長情況，記錄有無藥害和異常現(xiàn)象。1周后，調(diào)查作物株高、根系、鮮重和干重，按式（1）計算株高或根長增長率[5]。

實驗數(shù)據(jù)采用SPASS軟件進行相關(guān)統(tǒng)計分析，采用Duncan新復(fù)極差法進行差異顯著性檢驗，實驗數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)的平均值。

2 結(jié)果與分析

由表1可見，半葉素和24-表蕓苔素內(nèi)酯各處理，均能促進番茄生長，其中24-表蕓苔素內(nèi)酯在0.05和0.1 mg/L處理下株高增長較為突出，株高增長率達到20.2%和22.6%，與空白對照相比具有顯著性差異。其次是25 mg/L半葉素處理，株高增長達到20.2%，與空白對照相比具有顯著性差異。番茄的干重和鮮重與空白對照相比均明顯增加，2種藥劑使用后有利于番茄苗生物量的積累。

由表2可見，半葉素、24-表蕓苔素內(nèi)酯各處理與空白對照相比，在西瓜苗的株高上都有明顯的促進作用，其中半葉素25 mg/L處理、24-表蕓苔素內(nèi)酯0.1 mg/L處理在株高上與空白對照相比差異顯著，株高增長率分別是75.0%和65.2%。半葉素25 mg/L處理、24-表蕓苔素內(nèi)酯0.5mg/L、0.1mg/L處理在鮮重和干重增長方面明顯高于其他處理。該結(jié)果說明半葉素和24-表蕓苔素內(nèi)酯在促進西瓜生長、增加作物干物質(zhì)積累和增加生物量方面有較為顯著的作用。

由表3可見，半葉素25、100 mg/L處理，24表蕓苔素內(nèi)酯0.05、0.1 mg/L處理對水稻均具有明顯促長作用，且差異性顯著。株高促長率分別是10.3%、8.9%和11.8%、16.2%，鮮重和干重也均高于空白對照。該結(jié)果說明半葉素和24-表蕓苔素內(nèi)酯都能在一定程度上促進水稻生長。

表1 不同藥劑處理對番茄生長的影響

表2 不同藥劑處理對西瓜生長的影響

表3 不同藥劑處理對水稻生長的影響

3 結(jié)果與討論

本試驗研究結(jié)果表明，半葉素和24-表蕓苔素內(nèi)酯在一定的濃度范圍內(nèi)能促進作物的生長，對番茄、西瓜、水稻在幼苗期的生長有較好的促進作用。半葉素25 mg/L處理對幾種作物的促長效果與24-表蕓苔素相當，并且能促進作物干物質(zhì)的積累，對作物的增產(chǎn)有積極的意義。

應(yīng)用植物生長活性物質(zhì)調(diào)控作物生長，在農(nóng)業(yè)中已得到廣泛的應(yīng)用。許多已有植物生長調(diào)節(jié)劑品種在大田作物的應(yīng)用上取得成功，使許多作物獲得增產(chǎn)，目前已有不少得以實際應(yīng)用[6]。這也促進了植物生長調(diào)節(jié)劑的研究和技術(shù)的發(fā)展。

因此，通過研究新型的植物生長物質(zhì)促進作物產(chǎn)量的提升，具有很大的經(jīng)濟和社會效益。半葉素本身是一種氨基酸衍生物，對環(huán)境風(fēng)險低，對農(nóng)作物促長增產(chǎn)方面表現(xiàn)出明顯的作用。目前其應(yīng)用方面的研究正在發(fā)展階段，其對作物作用機理等方面也有待進一步研究。隨著研究的深入，我們將會更加全面地了解半葉素，為合理科學(xué)利用半葉素提供更多的依據(jù)。