海藻提取物作為拌種增效劑對小麥種子生長發育的影響

張 靖, 張超一, 宋海妹

(青島海大生物集團股份有限公司 山東青島 266000)

近年來根據氣候變化進行的統計表明,小麥播種后如果遭遇低溫,會出現發芽遲、出苗慢、幼苗參差不齊且長勢弱的現象,還會影響小麥后期的分蘗、孕穗,致使成穗數不足,最終影響產量[1-3]。 為了促進種子萌發和幼苗生長、防病防蟲,農業生產上進行種子處理已是比較普遍的現象[4]。 海藻中含有大量的陸生生物缺乏的生物活性物質和微量元素[5],其中海藻多糖是一種廣泛存在于海藻中的天然多糖聚合物。 有研究報道,海藻酸鈉寡糖浸種可以促進小麥種子萌發及幼苗生長[6]。 青島海大生物集團股份有限公司(以下簡稱海大生物公司)基于綠藻滸苔和褐藻海帶為原料,開發了一款新型的天然雙藻源海藻提取物,產品自身富含海藻多糖、海藻酸、有機質、生長素、細胞分裂素、甜菜堿等生物活性物質。 為考察新型海藻提取物不同用量浸種及與拌種劑復配拌種對小麥種子發芽及幼苗生長的影響,開展了試驗研究,以期明確新型海藻提取物在種子處理中的應用方向,為農業生產服務。

1 材料和方法

1.1 試驗時間和地點

試驗于2022 年10 月在海大生物公司生態實驗室進行。

1.2 供試材料

拌種劑:海藻提取物(海藻多糖SEA-D30/Seawinner818),w(海藻多糖)≥18%,w(海藻酸)≥30%,海大生物公司自主研發;某拌種劑,質量分數9%的苯醚·咯·噻蟲嗪懸浮種衣劑。

供試小麥:品種為菲達H6756。

供試設備:TU-1810 型紫外-可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 試驗方法

首先進行海藻提取物浸種紙床發芽試驗,目的是探明海藻提取物拌種的適宜濃度范圍。 設置6 個不同海藻提取物用量的浸種處理,海藻提取物添加量分別為小麥種子質量的0、0.007%、0.025%、0.05%、0.1%、0.2%,每個處理重復3 次。 用適量的清水將海藻提取物溶解,然后將相應質量的小麥種子置于海藻提取物溶液中浸泡16 h。 選取大小一致的浸泡后的小麥種子置于已鋪濾紙并加5 mL 自來水的培養皿中進行發芽試驗,每個紙床上放30 粒小麥種子,每個處理重復3 次。 室溫培養,每天視濾紙的干濕度適量補充水分。 以芽長超過種子長度的一半為發芽標準[7],定期觀察小麥種子的發芽情況。

通過海藻提取物浸種紙床發芽試驗,確定0.025%的海藻提取物添加量為最佳拌種量,以該添加量為基礎設計3 個梯度與拌種劑進行復配,然后拌種進行紙床發芽試驗,驗證其與拌種劑復配后拌種對小麥種子萌發及幼苗生長的影響。 試驗設計4 個處理(見表1),每個處理重復3 次。

表1 試驗處理

1.4 測定項目及方法

(1)在培養第3 天、第4 天分別觀測種子發芽情況,發芽率按式(1)計算:

式中:Gv——發芽率,%;

n——發芽種子數;

N——種子總數。

(2)在小麥苗三葉一心期,每個苗床取25 株麥苗測定株高、根長、地上部鮮質量、地下部鮮質量;將鮮樣放入烘箱80 ℃殺青,烘至恒質量測定地上部干質量、地下部干質量;小麥幼苗根系活力采用TTC 法檢測;采集小麥苗干樣測定可溶性糖和可溶性蛋白含量,可溶性糖含量采用硫酸-蒽酮分光光度法測定,可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍法測定。

1.5 數據統計與分析

數據采用軟件Excel 2010 及SPSS 23 進行統計處理,采用LSD 法進行差異性檢驗。

2 結果與討論

2.1 不同海藻提取物用量對小麥種子發芽率的影響

不同海藻提取物用量培養3 ～4 d 的小麥種子發芽率見表2。

表2 不同海藻提取物用量培養3～4 d 的小麥種子發芽率

從表2 可以看出,海藻提取物的用量對小麥種子的萌發有影響,當添加量高于某一數值時,促進種子發芽的效果會降低;海藻提取物用量為0.025%時,小麥種子的發芽率達到最高;在第4 天時,海藻提取物用量為0.025%的小麥種子發芽率與其他用量的差異達到顯著水平,且較清水對照提高了44.3%。 試驗結果表明在促進小麥種子萌發的時候,海藻提取物用量為0.025%較適合,一定程度上為提高小麥出苗整齊度奠定了基礎。 因此,選用0.025%作為海藻提取物與拌種劑復配的用量基礎,設計復配拌種試驗。

2.2 海藻提取物復配拌種劑對小麥種子發芽率的影響

在上述試驗的基礎上,將海藻提取物與拌種劑復配驗證其對種子萌發的效果,以評判其作為拌種增效劑的可行性,不同處理培養3 ～4 d 的小麥種子發芽率見表3。

表3 不同處理培養3～4 d 的小麥種子發芽率

從表3 可以看出:拌種劑中復配一定量的海藻提取物可以促進小麥種子的萌發;T1 處理促進小麥種子萌發的效果最顯著,第3 天、第4 天小麥種子發芽率較CK 處理的提高了8.6%、8.4%。試驗結果表明,拌種劑復配適量的海藻提取物可以促進種子萌發,避免因拌種劑處理不當導致小麥種子發芽率受影響。

2.3 海藻提取物復配拌種劑對小麥幼苗農藝性狀的影響

小麥幼苗根系的伸長有利于其對養分和水分的吸收、傳導,鮮質量和干質量反映了小麥幼苗的物質積累量。 不同處理的小麥幼苗農藝性狀見表4。

表4 不同處理的小麥幼苗農藝性狀

從表4 可以看出:拌種劑中復配一定量的海藻提取物可以促進小麥幼苗的生長;T1 處理的小麥幼苗的株高、根長、地上部鮮質量、地下部鮮質量、地上部干質量、地下部干質量等比CK 處理的分別提高了12.0%、 30.5%、 33.4%、 97.8%、48.1%、19.2%。 因此,常規拌種劑復配適量的海藻提取物,可顯著提高小麥幼苗的根長、株高、鮮質量、干質量等指標,具有壯苗的作用。

2.4 海藻提取物復配拌種劑對小麥根系活力的影響

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官,根的生長情況和活力水平對肥料利用率的提高及產量的形成有非常重要的影響[8]。 不同處理的小麥幼苗根系活力見圖1,圖中不同小寫字母表示處理間差異顯著(P＜0.05),下同。

圖1 不同處理的小麥幼苗根系活力

從圖1 可以看出,T1、T2、T3 處理的小麥幼苗根系活力較CK 處理的分別提高了17.1%、45.7%、29.7%。 因此,加入海藻提取物可不同程度提高小麥幼苗根系活力,有利于增強幼苗根系的適應性。

2.5 海藻提取物復配拌種劑對小麥幼苗葉片中可溶性糖和可溶性蛋白含量的影響

在外界環境脅迫下,可溶性糖、可溶性蛋白的增加可以增強植物的適應能力,使幼苗維持正常代謝[9]。 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖和可溶性蛋白含量見圖2 和圖3。

圖2 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖含量

圖3 不同處理的小麥幼苗葉片中可溶性蛋白含量

從圖2 可以看出,T1、T2 處理的小麥幼苗葉片中可溶性糖含量顯著高于CK 處理的,提高幅度分別為35.1%、28.2%。 因此,添加適量的海藻提取物可以顯著促進小麥葉片中可溶性糖的積累。 可溶性糖含量的增加可以為蛋白質、氨基酸、脂肪的合成和積累提供碳架,且可通過氧化磷酸化作用為它們的合成和積累提供必需的氧化還原動力[6,10]。

從圖3 可以看出,T1 處理的小麥幼苗葉片中可溶性蛋白的含量顯著高于CK 處理的,提高幅度為80.7%。 表明添加適量的海藻提取物可以在一定程度上促進小麥種子中貯藏蛋白質向可溶性蛋白質轉化,從而提高小麥幼苗的生長活力。

3 結語

(1)海藻提取物浸種小麥紙床發芽試驗結果表明,海藻提取物作為小麥拌種劑,當其用量為拌種量的0.025%時,在提高小麥種子發芽率方面效果最佳。

(2)海藻提取物不同用量復配拌種劑小麥紙床發芽試驗結果表明,海藻提取物以一定用量與拌種劑復配,可以提高小麥種子的發芽率;在小麥幼苗的長勢方面,可以顯著提高株高、根長、鮮質量等生長指標,有明顯的生根壯苗效果;通過提高小麥根系活力來提高根系適應力,通過提高可溶性糖含量來提高小麥幼苗的生理活性,通過提高可溶性蛋白含量來增強小麥幼苗的適應能力,進而提高小麥幼苗的抗逆性。

本文對海藻提取物復配拌種劑對小麥幼苗生長的影響主要是通過水培試驗進行驗證,后期將繼續深入開展海藻提取物復配拌種劑的盆栽及大田拌種試驗,為海藻提取物作為拌種增效劑在實際生產中的應用提供參考。