新植物生长调节剂缓解盐胁迫对小麦种子生根的影响

2017-12-01

种子 2017年8期

(青岛农业大学化学与药学院，山东青岛 266109)

陈蔚燕

(青岛农业大学化学与药学院，山东青岛 266109)

为了探讨新植物生长调节剂对小麦种子在盐胁迫下的萌发和根系生长的影晌，采用不同种类的中性盐及其不同浓度对小麦生长的影响做了详细实验。结果表明，125 mg/L的RGXA、RGJA、SLXA缓解小麦受硫酸铜、硫酸锌的影响效果较好，实验所用的植物生长调节剂对于缓解小麦受氯化钠和硝酸铅盐溶液影响的效果几乎为零。

盐胁迫；硫酸铜；生根促进率

小麦是我国的主要粮食作物之一，小麦萌发时期的生长状况直接影响小麦以后的生长和产量，我国盐碱土主要分布于西北、华北、东北和海滨地区，而且这些地区都属平原，而平原地区是我国农业作物的主要种植区域，如果能改善盐碱土对农作物的危害性[1-5]，将对我国的农业发展提升无限的升值潜力，所以研究小麦种子在萌发过程中受盐胁迫的影响显得尤为重要[6-8]，可以改善生态环境，缓解粮食问题[9-10]。植物生长调节剂作为农药中的一大类别，在植物抗逆方面起到了重要的作用[11-15]。

本实验使用不同种类的中性盐溶液，研究新植物生长调节剂缓解盐胁迫对小麦种子生根的影响，进而研究盐胁迫下小麦的生理成长变化,对提高植物抗盐性具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 实验药品

氯化钠、硫酸锌、硫酸铜、硝酸铅、硝酸镁、硫酸钴、琼脂粉，均为分析纯，根据实验的需要分别配置质量分数为0.05%、0.01%的溶液。

RGXA(肉桂酰胺类化合物)、RGJA(含肉桂酰胺基团的甜菜碱型植物生长调节剂)、SLXA(山梨酰胺类化合物)、SLJA(含山梨酰胺基团的甜菜碱型植物生长调节剂)、NAXA(萘二甲酰胺)、NAJA(含萘二甲酰胺基团的化合物)，以上药剂均为青岛科技大学化学与分子工程学院农用化学品研究所专利产品，分别稀释400倍制成125 mg/L的溶液。

1.2 生根实验

挑选颗粒大小均匀饱满的小麦种子放入小烧杯，分别用125 mg/L的RGXA、RGJA、SLXA、SLJA、NAXA、NAJA及ck浸泡，在浸泡的过程中小烧杯中的溶液要完全浸没种子从而使种子充分吸水膨胀。一般浸种时间为8～12 h，采用纸床发芽法促使其发芽。

待培养皿中的种子发芽后，选取5个长势一致且根部合适的苗种入小烧杯中的琼脂培养基中生长，在琼脂培养基中分别加入不同浓度的盐溶液进行胁迫。之后测量其主根及侧根的长度、茎的长度，并计算促进率。

2 结果和讨论

药品的代号、药品种类及药品浓度如表1。

表1 实验药品的代号及浓度

药品代号药品种类药品浓度ARGXA125mg/LBRGJA125mg/LCSLXA125mg/LDSLJA125mg/LENAXA125mg/LFNAJA125mg/L

2.1 植物生长调节剂缓解硫酸钴对小麦生根的影响

植物生长调节剂缓解硫酸钴对小麦生根的影响如表2所示，从表2可以看出，RGJA调节剂对于缓解小麦侧根受0.01%和0.05%的硫酸钴的影响效果较好，此时的侧根促进率分别为0.26%和0.36%，实验所用其他调节剂对于小麦主根长受硫酸钴的影响基本没有缓解效果，RGJA在小麦茎高上也起到了一定的缓解盐胁迫的效果。

表2 植物生长调节剂缓解硫酸钴胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%-0．3363-0．0753-0．1352A、0．05%-0．01330．43880．0792B、0．01%-0．22960．2605-0．2009B、0．05%-0．14830．36050．0138C、0．01%-0．3231-0．079-0．339C、0．05%-0．3254-0．0085-0．3234D、0．01%-0．242-0．1889-0．3459D、0．05%-0．2917-0．2609-0．3267E、0．01%-0．2366-0．1842-0．3042E、0．05%-0．06720．0131-0．0645F、0．01%-0．3064-0．1545-0．3613F、0．05%-0．1677-0．2065-0．2639

2.2 植物生长调节剂缓解硫酸铜对小麦生根的影响

研究表明，铜离子能够破坏小麦种子根系的细胞膜，使细胞失水增加从而抑制了根系的生长[16]。植物生长调节剂缓解硫酸铜对小麦生根的影响数据如表3所示，从表3可以看出，RGXA、RGJA、SLXA 3种植物生长调节剂在缓解硫酸铜对小麦主根长上有较明显的作用，其中RGXA调节剂对0.01%硫酸铜的缓解作用可以达到0.85%，对0.05%硫酸铜的缓解作用可以达到0.53%，其次SLXA调节剂对0.01%硫酸铜的缓解作用可以达到0.48%，对0.05%硫酸铜的缓解作用可以达到0.57%，供试调节剂对小麦侧根长和茎高的缓解作用不明显。

表3 植物生长调节剂缓解硫酸铜胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%0．8438-0．6960．1182A、0．05%0．5328-0．7291-0．0907B、0．01%0．0599-0．7333-0．0747B、0．05%0．0209-0．6951-0．3244C、0．01%0．47560．083-0．0107C、0．05%0．5676-0．32670．0397D、0．01%-0．318-0．0907-0．5321D、0．05%-0．696-0．0913-0．7291E、0．01%-0．2692-0．32670．0026E、0．05%-0．4017-0．2917-0．5273F、0．01%-0．12130．5328-0．0752F、0．05%0．2678-0．26020．2238

2.3 植物生长调节剂缓解硫酸锌对小麦生根的影响

有研究表明，适量的硫酸锌溶液浸种促进了水稻幼苗的生长和干物质量的积累，但超过植物的锌耐受范围则会产生重金属毒害作用[17]。植物生长调节剂缓解硫酸锌对小麦生根的影响数据如表4所示，由表4可见，RGXA、RGJA、SLXA 3种调节剂在缓解硫酸锌对小麦主根长、侧根长和茎高上都有显著的作用，其中RGXA和RGJA对于缓解0.01%硫酸锌的作用在根长和茎高方面均高于缓解0.05%硫酸锌的作用，RGXA缓解0.01%硫酸锌侧根长的促进率达1.34%，而NAXA、NAJA、SLJA 3种调节剂基本没有缓解盐胁迫对小麦生根的作用。

表4 植物生长调节剂缓解硫酸锌胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%0．75341．34520．6514A、0．05%0．4950．82310．3679B、0．01%0．53990．80220．5094B、0．05%0．28630．48260．1519C、0．01%0．27240．38120．1243C、0．05%0．07640．493-0．1091D、0．01%-0．5495-0．6465-0．4654D、0．05%-0．102-0．1138-0．114E、0．01%-0．3255-0．3212-0．2064E、0．05%-0．4508-0．4572-0．4198F、0．01%-0．4248-0．7295-0．4081F、0．05%-0．2619-0．2413-0．3587

2.4 植物生长调节剂缓解氯化钠对小麦生根的影响

氯化钠是一种最为常见的盐胁迫类型，它在植物生长表现、离子代谢、水分与渗透调节等方面都会起到一定的作用[18]，植物生长调节剂缓解氯化钠对小麦生根的影响数据如表5所示，由表5可看出，对于小麦受到氯化钠胁迫后，不论是0.01%还是0.05%浓度的，供试的所有调节剂均在根长和茎高上没有缓解作用，实验数据给出了全部是负的促进作用。

表5 植物生长调节剂缓解氯化钠胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%-0．252-0．2036-0．3175A、0．05%-0．3725-0．4902-0．4103B、0．01%0．0561-0．0362-0．0854B、0．05%-0．2314-0．284-0．3766C、0．01%-0．2199-0．0211-0．2163C、0．05%-0．1173-0．08-0．1068D、0．01%-0．3072-0．3512-0．3558D、0．05%-0．0683-0．0871-0．1904E、0．01%-0．1866-0．1334-0．1666E、0．05%-0．2874-0．2384-0．3558F、0．01%-0．293-0．2854-0．2191F、0．05%-0．0164-0．1727-0．0162

2.5 植物生长调节剂缓解硝酸镁对小麦生根的影响

植物生长调节剂缓解硝酸镁对小麦生根的影响数据如表6所示，由表6可以看出，NAJA、SLJA在缓解小麦受硝酸镁胁迫后根长和茎高有明显的作用，其中SLJA缓解0.05%硝酸镁对小麦的根长促进率超过0.53%，茎高达0.70%，NAJA缓解高浓度的硝酸镁的作用强于缓解低浓度硝酸镁的作用，NAXA也具有和NAJA相同的作用。

表6 植物生长调节剂缓解硝酸镁胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%-0．3688-0．1788-0．3013A、0．05%-0．3061-0．0333-0．2042B、0．01%-0．08650．44970．0026B、0．05%-0．27890．0699-0．3278C、0．01%-0．1370．1625-0．1114C、0．05%-0．02560．1861-0．0836D、0．01%0．19090．1256-0．0844D、0．05%0．59470．47160．2293E、0．01%-0．6271-0．8638-0．4601E、0．05%0．08260．0459-0．0462F、0．01%0．38560．34220．4778F、0．05%0．53650．8680．7077

2.6 植物生长调节剂缓解硝酸铅对小麦生根的影响

重金属铅对植物生长影响的研究表明，铅毒对植物的生长有较高的影响[19-21]，植物生长调节剂缓解硝酸铅对小麦生根的影响数据如表7所示，由表7可以看出，硝酸铅溶液对小麦种子根部的各项指标都有比较明显的抑制性，而各调节剂也没有很明显的缓解作用，重金属铅离子能够破坏植物生长，使植物整体的生长状况受损，而对小麦的根部影响最大，在调节剂的作用下，硝酸铅仍然对根长和茎高有很大的负促进作用。

表7 植物生长调节剂缓解硝酸铅胁迫对根系的影响

药品及盐浓度主根长促进率(%)侧根长促进率(%)茎长促进率(%)A、0．01%-0．1275-0．0871-0．1602A、0．05%0．0770．4388-0．0073B、0．01%-0．2647-0．2609-0．1392B、0．05%-0．36270．0792-0．1697C、0．01%-0．1275-0．1334-0．1317C、0．05%-0．1246-0．06050．0657D、0．01%0．4767-0．0258-0．0343D、0．05%0．4322-0．29750．0208E、0．01%0．0378-0．32670．1419E、0．05%-0．1711-0．2917-0．208F、0．01%-0．07770．0792-0．1636F、0．05%-0．0144-0．4103-0．0012

3 结论

实验采用不同种类的中性盐及其不同浓度对小麦生长的影响做了详细实验。结果表明，125 mg/L的RGXA、RGJA、SLXA在缓解小麦受硫酸铜、硫酸锌的效果较好，RGXA和RGJA对于缓解0.01%硫酸锌的作用在根长和茎高方面均高于缓解0.05%硫酸锌的作用，RGXA缓解0.01%硫酸锌侧根长的促进率达1.34%，实验所用的植物生长调节剂对于缓解小麦受氯化钠和硝酸铅的盐溶液影响的效果几乎为零，NAJA、SLJA在缓解小麦受硝酸镁胁迫后根长和茎高有明显的作用，其中SLJA缓解0.05%硝酸镁对小麦的根长促进率超过0.53%，茎高达0.70%，NAJA缓解高浓度的硝酸镁的作用强于缓解低浓度硝酸镁的作用。从实验可以得知，几种新型调节剂对于缓解小麦受盐胁迫的影响不尽相同，在实际使用过程中应该根据植物所处的环境的不同灵活运用相应的调节剂进行抗逆，以达到保护植物促进生长的作用。

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(本栏目责任编辑：曾勇)

表6 沈爆4号的植株性状

年份地点株高(cm)穗位(cm)空秆率(%)双穗率(%)2013山东220．085．00．011．0陕西219．493．32．115．9天津261．0109．09．329．6河南254．0124．03．923．0吉林279．2123．21．78．6新疆315．0152．00．03．8辽宁266．0131．02．07．1平均259．2116．82．714．1山东283．0102．00．00．0陕西222．8105．82．945．6天津263．0132．00．00．9河南224．079．01．919．82014吉林239．0113．00．02．6新疆280．0160．00．012．4辽宁253．0119．00．07．2上海249．0112．00．00．0平均251．7115．40．611．12年平均255．5116．11．712．6

3 结论

在保证品质的前提下，只有获得最高产量才能取得最大效益[10]。本试验结果表明，沈爆4号在2013—2014年区域试验的平均单产359.1 kg/667 m2，比对照沈爆3号增产17.4%，增产试验点比例为93.8%；2014年生产试验，平均单产377.2 kg/667 m2，比对照沈爆3号增产18.0%，增产试验点比例为100%。该品种除了产量突出外，商品性和加工品质也表现较好。籽粒橙黄而光亮，百粒重15 g。粒度64粒/10 g，属于珍珠型大粒品种。膨爆倍数32倍，花形为蝶形花，爆花率为99.5%。此外，与其他品种一样，沈爆4号在不同种植区的产量和商品品质差异较大，从产量上来看，新疆点的产量最高但商品性一般。从商品性来看，辽宁、吉林点的品质最好。综合产量和商品品质，沈爆4号最适宜在辽宁地区种植，在该区域产量和品质等综合技术指标达到最优。

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Effects of New Plant Growth Regulators on the Rooting of Wheat Under Salt Stress