β—环糊精—尿素包合物对青稞种子萌发的影响

廖文菊++仁青志玛++程蕾++何琳

摘要：为研究β-环糊精-尿素包合物溶液对青稞种子萌发的影响，用不同浓度的纯尿素、纯β-环糊精和β-环糊精-尿素包合物溶液处理青稞种子，结果表明，尿素浓度为5.0 g/L时，包合物可使青稞种子发芽率达82.0%，而纯尿素仅为30.5%，包合作用还能有效降低尿素对青稞种子根和幼苗生长的影响。

关键词：β-环糊精；尿素；包合物；青稞；萌发

中图分类号： Q945.34文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）06-0172-02

收稿日期：2015-05-14

基金项目：四川省教育厅项目（编号：15ZB0328）。

作者简介：廖文菊（1984—），女，重庆人，硕士，讲师，研究方向为主客体缓控释肥料。 E-mail：wenjuliao@126.com。β-环糊精（β-CD）由于其分子特殊的空腔结构，可选择性地结合有机小分子或离子形成不同稳定程度主客体包合物，并对客体分子形成一定的缓控释性能，这一性能在缓控释药物的制备上已广泛应用[1-2]。目前，也有将其用于缓控释肥料制备方面的初步研究[3]，前期研究表明环糊精-尿素缓控释肥料在降低尿素淋失方面表现出优良性能[4]。为进一步研究环糊精缓控释肥料对作物生长的影响，本试验以青稞种子为研究对象，考察不同浓度β-CD-尿素包合物溶液对青稞种子萌发的影响，为将环糊精—尿素缓控释肥料用于生产实践提供进一步的理论基础。

1材料与方法

1.1试验材料

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）品种为康青9号，由四川省甘孜藏族自治州农业科学研究所提供；β-环糊精（分子量1 134.98）、尿素（分子量60.06），均购自四川省成都市科龙化工试剂厂。

1.2试验方法

1.2.1β-CD-尿素包合溶液的制备分别配制浓度为0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的尿素溶液，将每一浓度的尿素溶液平分为2份，向其中1份加入β-CD，使β-CD与尿素质量比分别为1 ∶ 1，将β-CD与尿素混合溶液置于摇床中，在30 ℃下培养12 h，转速100 r/min；同时配制一组浓度为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的β-CD溶液作为CK组。

1.2.2种子萌发试验精选颗粒饱满、大小一致的青稞种子，用10%双氧水消毒10 min，用蒸馏水反复冲洗，将种子浸入蒸馏水置于5 ℃的冰箱中处理24 h，再放入铺有3层滤纸、直径为10 cm的培养皿中，每个培养皿50粒种子，向各培养皿中分别加入试验“1.2.1”配制的各浓度尿素、β-环糊精-尿素包合溶液及纯β-环糊精溶液后，置于培养箱中培养，每天定时滴入相应的不同浓度的溶液，保持芽床湿润，光照强度2 000 lx，每天光照时间为12 h，每组4个平行样。每天观察各处理发芽数，以胚根和胚芽长度等于种子长度为生根、发芽标准[5]。种子置床3 d后，根据国家种子检验标准测定发芽势、根长及出根数，5 d后测定苗长。

发芽率=7 d内正常发芽种子数/供试种子数×100%；

发芽势=前3 d正常发芽种子数/供试种子数×100%。

2结果与分析

2.1β-CD-尿素包合物对青稞种子发芽率和发芽势的影响

由表1可知，未作任何处理时青稞种子的发芽率为855%，尿素、β-CD和包合物处理的发芽率均低于85.3%，表明尿素、β-CD和包合物对青稞种子的萌发均具有抑制作用。其中，尿素的抑制作用最为明显，尿素处理的青稞种子发芽率均低于35%；β-CD和包合物对青稞种子的萌发抑制作用较尿素小，β-CD浓度为3.0 g/L时，抑制作用最小，种子发芽率可达76.5%；包合物浓度为5.0 g/L时，抑制作用最小，种子发芽率可达82.0%，主要是由于β-CD的包合作用屏蔽了尿素对青稞种子萌发的影响，从而提高了发芽率。

比较不同处理的发芽率和发芽势数据（表1、表2）可知，浓度较低时，尿素处理的发芽率与发芽势接近，浓度≥5.0 g/L尿素处理的发芽势均大于其发芽率30.5%，其原因在于种子萌发后由于尿素浓度较高而烧苗死亡；β-CD和包合物处理的青稞种子发芽率和发芽势数据则相差较大，发芽势均低于发芽率，表明β-CD和包合物均会使青稞种子延迟萌发，原因在于环糊精对种子萌发具有一定的抑制作用[6]。

2.2β-CD-尿素包合物对青稞种子出根数和根长的影响

由表3可知，尿素处理时，低浓度尿素对青稞种子根的生长具有促进作用，而当尿素浓度达到5.0 g/L时，则表现出抑制作用，且浓度越高抑制作用越大。β-CD处理时，不同浓度的β-CD均对青稞种子根生长表现出抑制作用，但浓度变化对抑制作用的影响不大。包合物处理时，包合物浓度≤3.0 g/L 时，表现出对青稞种子根生长的强烈抑制作用；而当包合物浓度达到4.0 g/L时，表现出对根生长的促进作用；当浓度≥8.0 g/L时，又表现出抑制作用，表明一定浓度下，

环糊精与尿素的协同作用有利于青稞幼苗根的生长；当尿素浓度达到4.0 g/L时，相同尿素浓度下，包合物处理的青稞种子根长度较纯尿素长一些，表明尿素浓度较高时，β-CD的包合作用可在一定程度上屏蔽尿素对青稞根生长的影响，且其自身对青稞根生长的影响也因包合了尿素而减弱。

由表4可知，浓度较低时尿素、β-CD和包合物对青稞种子出根数的影响均不大，纯尿素浓度为3.0 g/L、β-CD浓度为4.0 g/L、包合物浓度为3.0 g/L时，对青稞种子出根还有一定的促进作用；但当浓度达到8.0 g/L时，则三者均表现出对出根的抑制作用，表明浓度过高时不利于青稞种子出根。

表4不同浓度尿素、β-CD、β-CD-尿素包合物对青稞种子出根数的影响

处理

不同浓度下的根数（条）

0 g/L1.0 g/L2.0 g/L3.0 g/L4.0 g/L5.0 g/L8.0 g/L10.0 g/L

尿素2.38±0.122.20±0.151.92±0.112.51±0.122.03±0.152.01±0.121.43±0.151.49±0.11

β-CD2.38±0.122.02±0.132.08±0.122.36±0.112.78±0.142.30±0.101.83±0.131.54±0.12

包合物2.38±0.122.10±0.112.15±0.162.42±0.112.37±0.122.28±0.101.64±0.131.72±0.10

2.3β-CD-尿素包合物对青稞种子苗长的影响

由表5可知，尿素对青稞种子幼苗生长具有一定的抑制作用，虽然从苗长数据来看，尿素浓度对青稞苗长影响不大，但实际试验中，当尿素浓度高于3.0 g/L时，叶片顶部开始出现枯萎现象（即烧苗现象），尿素浓度越高烧苗现象越明显，表明较高的尿素浓度不利于幼苗生长；低浓度β-CD对青稞幼苗的生长具有促进作用，但当β-CD浓度达到4.0 g/L时，开始表现出对幼苗生长的抑制作用，当β-CD浓度达到10.0 g/L 时，青稞幼苗苗长仅为2.60 cm，远低于不作任何处理的4.73 cm；比较包合物与尿素和β-CD的数据可知，包合作用可以在一定程度上降低尿素对青稞幼苗生长的抑制作用，当尿素浓度≤5.0 g/L时，在含有相同尿素的情况下，包合物处理的青稞种子苗长均大于纯尿素，且能有效避免烧苗现象的发生，而当尿素浓度≥8.0 g/L时，包合物的抑制作用则更明显，原因在于较高浓度的β-CD和尿素均对青稞幼苗的生长具有抑制作用，二者浓度均较高时，作用叠加会导致抑制作用更大。

表5不同浓度尿素、β-CD、β-CD-尿素包合物对青稞幼苗苗长的影响

处理

幼苗苗长（cm）

0 g/L1.0 g/L2.0 g/L3.0 g/L4.0 g/L5.0 g/L8.0 g/L10.0 g/L

尿素4.73±0.194.40±0.353.75±0.193.93±0.332.80±0.364.15±0.313.93±0.353.28±0.22

β-CD4.73±0.194.75±0.135.38±0.244.95±0.174.23±0.264.33±0.394.28±0.212.60±0.37

包合物4.73±0.194.43±0.224.40±0.264.03±0.223.73±0.174.75±0.333.70±0.143.13±0.19

3结论与讨论

试验结果表明，尿素对青稞种子萌发具有较强的影响，用浓度为1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的尿素溶液处理时， 青稞种子的发芽率均低于35%， 而β-CD包合作用可