钾、镧对番茄种子萌发和幼苗根系形态的影响

杨德菊

（山东省费县祊河林场，山东 临沂 273400）

钾、镧对番茄种子萌发和幼苗根系形态的影响

杨德菊

（山东省费县祊河林场，山东 临沂 273400）

K+、La3+处理对于番茄幼苗根系长度有一定的抑制作用，但明显增强了根系表面积、根系体积、平均直径、根尖数、分叉数等指标。K+处理对根系平均直径、体积的增加有显著效果，而La3+处理，对于根尖和分叉数的增加有显著效果。

番茄；钾和镧；种子萌发；根系形态

番茄又名西红柿、蕃柿、洋柿子，属茄科番茄属喜钾植物。山东省大田、温室、塑料大棚及其它保护地设施栽培面积已超过80000hm2，且栽培面积仍继续扩大，优质苗木培育已成为番茄高产优质栽培的重要环节之一。根系生长质量是影响番茄苗期生长状况的最重要指标，钾是植物必需的大量营养元素，镧对于植物根系生长发育有比较特殊的效应。本文选用大量元素钾、稀土元素镧施于番茄种子和幼苗，通过对其萌发和形态的分析探索番茄生长变化特点，以期培育具有良好根系的优质苗木，为提高番茄栽培效益奠定基础。

1 实验设计

1.1 萌发实验

实验在临沂大学实验中心进行，供试材料采用北斗圣世樱桃番茄。将每个培养皿内放入滤纸，K+、La3+溶液浸透后，放入20粒种子，置于光照培养箱中。培养条件为：昼温28℃，夜温16℃，光照时间16h（5：00～21：00），光强15000Lx，湿度70%。每天观察三次，种子萌发后，将露白后的种子移入另一个相同处理的培养皿中，研究不同K+、La3+处理对番茄种子胚根生长的影响。

K+采用K2SO4（分析纯），设CK、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5mmol/L共6个处理；La3+采用分析纯La(NO3)3（分析纯），设CK、10-7、10-6、10-5、10-4、10-3、10-2mol/L共7个处理。随机区组排列，3次重复。

1.2 根系生长实验

由松针土、珍珠岩和腐熟锯末（6：3：1）组成混合基质，充填于5×5cm穴盘中，放置托盘，植苗后以塑料薄膜覆盖。随机区组排列，3次重复。

使用上述K+、La3+溶液浇灌，隔3d一次，温度18～25℃，自然生长，常规管理。待番茄苗生长30d、60d后测定根系生长指标。各重复根系完全取出，流水冲洗，吸

水纸吸干后称重并进行相应指标测定。

2 测定指标及方法

2.1 种子萌发指标

测定萌发率、胚根长度、发芽势及活力指数。定期观测，计数萌发种子数，使用游标卡尺测定胚根生长情况。

2.2 根系形态和活力指标

根长、直径、表面积、体积、根尖数、分叉数使用根系测定仪测定；

株高叶面积使用叶面积仪测定；

根系活力测定使用TTC法。

3 结果与分析

3.1 K+、La3+对番茄种子萌发率的影响

表1 不同浓度K+、La3+处理对番茄种子萌发率的影响Table 1Effects of K+、La3+Concentration on Germination of L.Esukurentamu

由表1可知，不同浓度K+处理对于番茄种子的萌发有抑制作用。随着K+浓度升高，番茄种子萌发率先降低后升高，种子的萌发时间有一定的延迟，出苗整齐程度下降。适当浓度的La3+处理对于番茄种子萌发有一定的促进作用。在10-5mol/L处理虽然萌发起始时间较CK稍晚，但萌发高峰时间与CK相同，结束萌发的时间比CK要早，出苗比较整齐，10-4mol/L处理与CK萌发时间相同，其余的浓度处理对于番茄种子的萌发无明显促进作用。10-2mol/L处理由于浓度过大，对于种子萌发有较强的抑制作用。

研究认为，高浓度盐溶液是番茄萌发时期的胁迫因子[3]，该研究的结果与之相一致。6mmol/L的K+浓度和7.5mmol/L处理的萌发率又有所上升，可能是高盐浓度形成胁迫后引发番茄抗逆机制，增强了种子活力，导致萌发率有所增加。

3.2 不同K+、La3+浓度对番茄种子胚根生长的影响

由图1（见下页）可知，适当浓度K+处理对于番茄种子胚根的伸长有促进作用。随着时间的推移，不同浓度K+处理的番茄种子胚根生长的长度由不足CK的二分之一，逐渐增加，至8月23日时，4.5mmol/L和7.5mmol/L处理的番茄胚根生长长度超过了CK，比CK增长了7.63%和2.75%；但其他浓度均低于CK，各处理胚根长度平均降低了6.50%。由此推测，适当浓度的K+处理，对于番茄种子胚根的生长有一定的促进作用，随时间的推移，促进作用越来越明显。

图1 K+浓度对番茄种子胚根生长的影响Fig.1Effects of K+Concentration on Root Length of L.Esukurentamu

图2 La3+浓度处理对番茄种子胚根生长的影响Fig.2Effects of La3+Concentration on Root Length of L.Esukurentamu

由图2可知，不同浓度La3+处理对于番茄根系胚根

伸长有显著的抑制作用。不同浓度La3+处理番茄根系胚根长度均小于CK，但呈现随La3+浓度升高先升高后降低的趋势。至8月23日，与CK相比，10-5mol/L处理胚根长度降低程度最低，为5.65%；10-2mol/L处理降低程度最高，为89.83%，差异极显著；各处理平均下降了31.92%，差异极显著。进一步证实了高盐浓度处理对于番茄种子萌发的抑制作用。

3.3 不同K+、La3+处理对番茄幼苗根系形态的影响

适宜的根系形态使植物更好地吸取水分、养料、无机盐，获得与其他植株根系竞争资源的优势，抵御不利外界环境的胁迫。不同浓度K+和La3+对番茄幼苗根系影响如表2所示。

表2 K+、La3+处理对于番茄根系形态的影响Table 3Effects of K+、La3+Concentration on the Root Morphology of L.Esukurentamu

如表2所示，不同浓度K+显著影响番茄幼苗根系形态。与CK相比，根系长度有所降低，幅度为16.04%～36.18%，均值24.43%；但是其余的指标均比CK有所提高：表面积比CK提高2.65%～50%，均值24.36%；平均直径比CK提高25%～125%，均值60%，K+各处理与CK差异均达到显著水平，其中6.0mmol/L和7.5mmol/L处理差异达到极显著水平；根系体积比CK提高了0～300%，均值140%，其中，4.5mmol/L和6.0mmol/L处理差异达到显著水平；根尖数目比CK提高-8.40%～12.57%，均值3.74%，其中3.0mmol/L处理差异达到显著水平；分叉数目比CK提高了-6.10%～24.27%，均值8.85%。

La3+浓度显著影响番茄幼苗根系形态。随着浓度升

高，各指标数值逐渐增大。根系长度方面，最低的10-7mol/L与CK相比，降低了27.17%，而最高的10-3mol/L则高于CK22.95%，平均降低了6.16%，相对于K+处理而言，根系长度降低程度低了74.79%，随着La3+浓度的增大，对于根系生长有一定的促进作用。表面积与CK相比，数值变化为-28.18%～40.91%，均值10%，相对于K+处理而言，表面积增加程度降低58.95%；平均直径比CK升高了0～50%，均值20%，相对于K+处理而言，平均直径增加程度降低66.67%，其中，10-5mol/L处理差异达到显著水平；根系体积比CK升高0～100%，均值60%，相对于K+处理而言，根系体积增加程度降低57.14%；根尖数目与CK相比，数值变化为-46.74%～38.40%，均值11.73%，相对于K+处理而言，根尖数目增加程度升高213.64%，其中，10-3mol/L处理差异达到显著水平；分叉数目与CK相比，数值变化为42.94%～110.95%，均值74.67%，其中，10-6mol/L、10-5mol/L、10-3mol/L处理差异达到显著水平。相对于K+处理而言，分叉数目增加程度增加743.73%。

由表2可以得出，K+处理对于根系平均直径、体积方面促进作用比较显著，而La3+处理则在根系长度、根尖数、分叉数方面对番茄幼苗根系的促进作用比较显著。

4 结论与讨论

随着K+浓度升高，番茄种子的萌发率先下降后升高，胚根生长则先升高后下降，种子萌发受到一定程度的抑制；随着La3+浓度升高，番茄种子萌发率和胚根生长呈先升高后下降趋势，但均小于CK。但随着La3+处理浓度的升高抑制作用逐渐减小，但浓度过大后，抑制作用又逐渐增大，与K+的抑制作用存在差异。

K+处理增加了番茄的根系表面积、体积、平均直径、根尖数和分叉数。其中对根系平均直径、体积的影响达到显著水平，但减小了根系长度；而La3+处理增加了根系表面积、根系体积、平均直径、根尖数、分叉数，其中，对根尖数、分叉数方面促进作用达到显著水平；对根系长度有所抑制，与K+处理的效果相似。

总之，随K+、La3+浓度的升高，番茄幼苗根系生长均先升高后下降，但La3+处理效果要比K+处理更显著。由于La3+属微量元素，较少的使用量可达到大量使用K+的效果，对于合理施肥，减少土壤富营养化，降低种植成本都有着重要的作用。

[1]张卫君,卢永奋,马春梅.不同预处理对茄子种子萌发的影响[J].广东农业科学,2009,1:45-46.

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[3]金进,叶亚新,刘园渊.镧对镉胁迫下西红柿幼苗生理指标的影响[J].苏州科技学院学报(自然科学版),2008,25(3）: 51-54.

[4]张守才,赵征宇,孙永红,等.设施栽培番茄的氮磷钾肥料效应研究[J].中国土壤与肥料,2016,2:65-71.

[5]廖成章,余翔华.分形理论在植物根系结构研究中的应用[J].江西农业大学学报.2001,23(2):192-196.

[6]王千,张淑香,依艳丽.钾镁水平对番茄苗期生长、根系形态及钾素吸收和生理利用效率的影响[J].中国土壤与肥料,2012, 2:51-55.

Effects of K+and La3+Concentration on Germination and Root Morphology of L.Esukurentamu

YANGDe-ju
(Benghe Forest FarmofShandongProvince,Linyi 273400,China)

The root growth can be inhibited bydifferent concentrations of K+and La3+.But the surface area,volume, diameter,tips and root branch of L.Esukurentamu had all been increased significantly.K+significantly improved the volume and diameter,and La3+significantly increased the number of tips and branches of the root.

L.Esukurentamu；K+and La3+；seed germination；root morphology

S436.412

A

1008-1038(2016)07-0033-04

2016-07-10

杨德菊（1963，07—），主要从事农林技术推广工作