海藻多糖对玉米种子萌发及幼苗生理生化特性的影响

刘海燕 李岩 陈建伟

摘要    试验用不同浓度的海藻多糖45分别对玉米种子进行浸种，以清水作对照，观察其对玉米种子萌发及幼苗生理生化特性的影响，据此为生产应用推荐最佳使用浓度。结果表明，海藻多糖45 100倍液处理在促进根系生长、提高叶绿素含量、促进幼苗茎粗生长方面表现较好，且100倍液处理的植株干物质量最多、壮苗指数值最大、淀粉酶活性最强、可溶性糖和可溶性蛋白含量最多;而50倍液处理在玉米种子萌发及生理生化特性上表现差于清水对照组，表现出抑制作用;200倍液处理在多方面的表现均稍差于100倍液处理。因此，在玉米萌发和幼苗生长期使用海藻多糖45最佳浓度为100倍液。

关键词    海藻多糖;玉米;种子萌发;生理特性

中图分类号    S143.8        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）18-0003-03                                                                                     開放科学（资源服务）标识码（OSID）

Abstract    The maize seed was soaked with different concentrations of seaweed polysaccharide 45，and the effect on maize seed germination and physiological and biochemical characteristics of seedlings was observed with water as the control. The results showed that the 100 times dilution treatment showed good performance in promoting root growth，increasing chlorophyll content，and promoting seedling stem thick growth，and the 100 times dilution treatment had the largest dry matter mass，the largest strong seedling index value，the strongest amylase activity，and the highest soluble sugar and soluble protein content. However，the germination and physiological and biochemical characteristics of maize seeds treated with 50 times dilution were worse than those treated with water. The results of 200 times dilution were slightly worse than that of 100 times dilution in many aspects. Therefore，the optimal concentration of seaweed polysaccharide 45 is 100 times dilution during the germination and seedling growth of maize.

Key words    seaweed polysaccharide;maize;seed germination;physiological characteristic

海藻提取物作为生物刺激剂中迅速崛起的新星，近年来，凭借其在作物生长上的卓越表现，获得了业内的高度关注和众多农户的喜爱。目前，行业较为认可的生物刺激剂定义为内含某些成分和（或）微生物的物质，当施用于作物或其根际周围时，能够促进作物的自然生物代谢，增强营养物质的吸收和利用，提升非生物胁迫抗性，提高品质和产量[1-2]。近年来，许多试验也先后证实了海藻多糖在植物生长调节和诱导抗病领域确实发挥着重要的作用，对于植物来说，其作为一种重要的信号分子在植物转导中起着重要的作用。本试验系统性地研究了在相同条件下，不同浓度海藻多糖45处理后的玉米种子在萌发及生理生化指标方面的差异，探索出最佳使用浓度，为海藻多糖45在农业生产上的推广应用提供依据。

1    材料与方法

1.1    供试材料

试验用肥为青岛海大生物集团有限公司生产的海藻多糖45，主要技术指标海藻多糖≥45%、海藻酸≥21.0%、N≥0.5%、有机质≥30%、pH值5～7，全溶。供试作物为玉米，品种为隆平206。

1.2    试验设计

试验在室内进行，共设4个处理，分别为海藻多糖45 50倍液（T1）、100倍液（T2）、200倍液（T3），以清水作对照（CK），3次重复。4月24日将玉米种子分别使用相应浓度的溶液浸种9 h，种子晾干后摆放于铺有双层滤纸的方形育苗盘中，每处理随机挑选饱满玉米种子50粒，定期定量浇自来水保持湿润，使其在30 ℃温度下恒温培养。

1.3    测定方法

叶绿素含量采用手持叶绿素测定仪（型号：TYS-A）测定;叶片厚度采用手持螺旋测微千分尺（型号：211-101）测定;植株干重测定为80 ℃烘箱烘至恒重后称重;可溶性蛋白含量的测定和可溶性糖含量的测定均参照张志良等[3]的方法;淀粉酶活力测定参照王秀奇等[4]的方法，1个酶活力单位定义为37 ℃时5 min内水解淀粉释放1 mg麦芽糖所需酶量。

1.4    数据处理

试验数据差异性采用SPSS 21.0进行统计分析，用Excel 2016处理数据与作图。

2    结果与分析

2.1    不同处理对种子发芽率的影响

由图1可知，发芽率最高的是处理T3，最低的是处理T1，其中处理T1、T2的发芽率低于CK。表明海藻多糖45 50倍液、100倍液处理对玉米种子发芽有一定的抑制作用。

2.2    不同处理对根系生长的影响

由图2可知，玉米根系数目最多的是处理T2，数目最少的是处理T1;最长根系平均值最大的是处理T2，最小的是处理T1。由此表明，海藻多糖45 100倍液对根系的促生长作用最明显，50倍液对根系生长有抑制作用。海藻多糖45对根系促生作用的强弱顺序为100倍液>200倍液>清水>50倍液。

2.3    不同处理对地上部分性状的影响

由表1可知，对玉米苗茎粗的影响，处理T1、T2、T3均好于CK，以处理T1最大，但与处理T2和处理T3间没有明显差异;各处理对玉米株高和叶厚的影响较小，相互之间没有明显差异;各处理的叶绿素值中，以处理T2最大，且与其他处理间差异显著，表明海藻多糖45适宜倍数会提高玉米苗叶绿素含量。

2.4    不同处理对植株干重的影响

试验开始后的第15天，对各处理选15株代表长势的玉米幼苗茎叶和根系分别烘干后称重，对统计结果进行分析，结果如图3所示。可以看出，根干重方面，以处理T2根系干重值最大，其次为CK;茎叶干重方面，以处理T3最大，处理T2次之。由此表明，海藻多糖45 100倍液处理全株干物质量最多，即促生长作用最强，各处理促生作用强弱顺序为100倍液>200倍液>清水>50倍液。

2.5    不同处理对壮苗指数的影响

壮苗指数是综合评价幼苗生长质量的一个常用指标，壮苗指数值越大，说明幼苗生长势越强[5]。本试验通过计算玉米的壮苗指数可知，处理T2的壮苗指数值最大，且与其他处理间差异显著，表明海藻多糖45 100倍液处理的幼苗生长最强壮，各处理间壮苗指标大小顺序为100倍液>清水>200倍液>50倍液（图4）。

2.6    不同处理对淀粉酶活力的影响

玉米种子的主要贮存物质是淀粉，种子萌发过程中淀粉被水解并转化为可溶性糖，供幼苗生长。α-淀粉酶是主要的淀粉水解酶，它在水解淀粉中的作用是全能的，既能水解直链淀粉，也能水解支链淀粉。因此，种子内α-淀粉酶活性的高低将直接影响种子萌发和幼苗的生长[6]。选芽长平均5 cm的发芽种子进行淀粉酶活力测定[7]，结果表明，处理T2的玉米种子的淀粉酶活性最大（图5）。

2.7    不同处理对可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响

由图6、7可知，处理T2、T3均可提高玉米幼苗可溶性蛋白含量及可溶性糖含量，表明海藻多糖45可增强玉米幼苗对无机氮的同化作用，促进幼苗叶片蛋白质合成，提高叶片光合速率，增强植株光合产物的合成积累，所有处理中，以处理T2的效果最好，处理T1表现出抑制作用。

3    结论与讨论

通过对不同处理的玉米发芽率、根系长度、根系数量、株高、叶厚、叶绿素值以及植株干重进行测量分析发现，海藻多糖45 100倍液处理在促进根系生长、提高叶绿素含量、促进幼苗茎粗生长方面表现较好，且100倍液处理的植株干物质量最多，壮苗指数值最大，淀粉酶活性，可溶性糖和可溶性蛋白的含量也最高;而在发芽率、叶绿素含量、植株干物质量、壮苗指数、淀粉酶活性、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等方面，50倍液处理的表现均差于清水对照，表现出抑制作用，100倍液处理在很多方面的表现均优于200倍液处理。

综上所述，适宜稀释倍数的海藻多糖能够提高种子发芽率，增强淀粉酶活性，从而促进种子的萌发和幼苗生长，能够增加叶绿素含量，增强玉米幼苗对无机氮的同化作用，促进幼苗叶片蛋白质合成，提高叶片光合速率，促进植株光合产物的合成积累，对作物生长和产量的形成具有重要的促进作用。整体来看，海藻多糖45 100倍液处理为玉米种子萌发与幼苗生长期最佳使用浓度，该结果可为海藻多糖45在生产上的推广提供参考[8]。

4    参考文献

[1] 黄伟龙.海藻提取型生物刺激剂市场大热[J].农药市场信息，2016（10）：38.

[2] 谢尚强，王文霞，张付云，等.植物生物刺激素研究进展[J].中国生物防治学报，2019（3）：17.

[3] 张志良，瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2002：127-128.

[4] 王秀奇，秦淑媛，高天慧，等.基础生物化学试验[M].北京：高等教育出版社，1999.

[5] 盧红霞，王光锋，孙利利，等.番茄工厂化育苗基质配方试验研究[J].安徽农业科学，2016，44（19）：24-27.

[6] 盛玮，张晓梅，薛建平，等.壳聚糖对小麦种子萌发及幼苗生理生化特性的影响[J].生物学杂志，2007，24（2）：51-53.

[7] 何士敏，秦家顺，高艳梅，等.几种玉米种子萌发期淀粉酶活性变化的研究[J].种子，2010，29（11）：47-50.

[8] 吕家本.海洋生物制品：沙克1号获全国科技成果金奖[J].海军医学，1996（3）：197.