磷酸二氢钾、赤霉素浸种对小麦种子萌发的影响

张建，范光发，娄辉

（安徽绿雨种业股份有限公司，安徽蚌埠233000）

小麦是人类主要的粮食作物之一，大田生产上小麦用种量很大，提高小麦的发芽率及发芽势，从而节约成本是人们关心的话题。淀粉酶是分解贮藏淀粉的主要酶类，其活性强弱关系到小麦种子萌发速率和幼苗生长速度[1]。大量研究表明，不同处理的小麦种子，其淀粉酶的活性有很大区别。植物经不同处理后可溶性糖含量也会变化，在小麦浸种处理过程中，糖是不可忽视的渗透调节物之一。

大量研究[2-5]表明，赤霉素（GA）能打破种子休眠，提高种子体内吲哚乙酸（IAA）的含量，诱导α-淀粉酶活力，加速胚乳中淀粉水解，促进种子发芽。钾离子能增强种子活力。赤霉素调控α-淀粉酶的研究是当今植物激素研究领域的热点之一，但是对于其与钾离子共同浸泡小麦种子后，对小麦种子萌发时淀粉酶活力的影响研究还未见报道。笔者通过测定小麦种子发芽率、发芽势、α-淀粉酶及可溶性糖、蔗糖、果糖指标，研究赤霉素和磷酸二氢钾对小麦种子萌发的影响，为大田生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

供试小麦（Triticum aestivum L）为安农0711（安徽绿雨种业股份有限公司生产），浸种剂主要成分为赤霉素、磷酸二氢钾、磷酸二氢钾与赤霉素混合液。

试验采用培养皿浸种。精选的小麦种子用0.1%的升汞溶液消毒后播入培养皿，每个培养皿50 粒种子。分别采用3 种试剂的不同浓度浸种12 h，然后洗净放入20℃的恒温培养箱内培养，保持空气流通、水分充足，每天观察、记录发芽情况。另设1 个清水浸种对照（CK），试验3次重复。

1.2 试验方法

1.2.1 发芽率与发芽势测定。统计每1 个培养皿内小麦发芽个数，芽长超过种子长度的1/2 作为发芽，统计发芽率，计算发芽势。发芽率和发芽势的计算公式为：

1.2.2 α-淀粉酶、可溶性糖、蔗糖、果糖测定。淀粉酶活性采用3，5-二硝基水杨酸比色定糖法测定[6]，可溶性糖含量采用蒽酮法测定[7]，蔗糖含量利用酮糖与间苯二酚反应成色对比标准曲线测定[8]，果糖含量采用紫外分光光度法测定[9]。

2 结果与分析

2.1 发芽率与发芽势测定结果

2.2.1 不同处理对小麦种子发芽率的影响。由图1 可知，各处理下的小麦发芽率均高于对照组，说明不同浓度赤霉素、磷酸二氢钾及其混合液都能提高小麦发芽率。小麦发芽率随赤霉素、磷酸二氢钾及混合液浓度升高呈现先升后降的趋势，在0.2 mol/L 磷酸二氢钾和0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氢钾时达到最高值，说明过高的处理浓度对小麦发芽率产生抑制作用。

2.2.2 不同处理对小麦种子发芽势的影响。由图2 可知，不同浓度赤霉素、磷酸二氢钾及其混合液均使小麦发芽势得到了不同程度的增加。赤霉素及其与磷酸二氢钾混合液浓度的增加使小麦发芽势表现出先升后降的变化趋势，说明赤霉素及其与磷酸二氢钾混合液浓度过高降低小麦发芽势；在0.1 mol/L 和0.2 mol/L 磷酸二氢钾浓度下小麦发芽势不变，当磷酸二氢钾浓度增加到0.4 mol/L 时，小麦发芽势降低，说明钾离子浓度超过一定剂量时降低了小麦的发芽势。当混合液浓度达到赤霉素0.02 mol/L+磷酸二氢钾0.2 mol/L 时小麦发芽势达到最大值。

2.2 α-淀粉酶、可溶性糖、蔗糖、果糖测定结果

2.2.1 不同浓度赤霉素对小麦种子生理生化指标的影响。由图3 可见，α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均随赤霉素浓度增加表现出先增后降的变化趋势，表明赤霉素能增强萌发过程中小麦种子的各生理生化指标，过量的赤霉素对各生理生化指标起抑制作用。在0.02 mol/L 浓度时各指标达到最大值，该浓度为小麦萌发的最适赤霉素浓度。

2.2.2 不同浓度磷酸二氢钾对小麦种子生理生化指标的影响。由图4 可知，0.4 mol/L 磷酸二氢钾对蔗糖、果糖的含量没有影响，其他指标均大于CK 值。α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均随磷酸二氢钾浓度增加呈逐渐降低趋势，在该试验条件下，磷酸二氢钾浓度的增加抑制了各生理生化指标的变化。

2.2.3 不同浓度混合液对小麦种子生理生化指标的影响。由图5 可知，α-淀粉酶活性、可溶性糖含量、蔗糖含量、果糖含量均随赤霉素和磷酸二氢钾混合液浓度增加表现出先升高后降低的变化规律，表明过量的混合液对各生理生化指标起抑制作用，混合液对小麦种子各生理生化指标的影响与磷酸二氢钾不同，说明磷酸二氢钾和赤霉素有协同作用。在0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氢钾混合液时各指标达到最大值且大于其他任一处理，表明该浓度为小麦萌发的最适宜浓度。

3 结论与讨论

试验结果显示以不同浓度的赤霉素溶液与磷酸二氢钾溶液处理小麦种子，对小麦种子的萌发都有一定影响，赤霉素与磷酸二氢钾单独处理及磷酸二氢钾和赤霉素复合液处理对小麦种子的萌发都起到一定的促进作用。其中以0.02 mol/L 赤霉素溶液+0.2 mol/L 磷酸二氢钾溶液处理的种子发芽率和发芽势最高。一定浓度的磷酸二氢钾和赤霉素处理对小麦种子萌发和淀粉酶活性有一定的促进作用。另外，磷酸二氢钾和赤霉素复合液处理效果明显高于赤霉素单独处理或磷酸二氢钾单独处理的作用，表明磷酸二氢钾和赤霉素对小麦种子萌发有相互加成的促进作用。经过适当的试剂处理后，小麦种子的萌发活力更强，利于种子的后续生长，在农业上能起较好的生产及经济效果。淀粉酶几乎存在于所有植物中，其水解淀粉为麦芽糖、葡萄糖，是植物萌发时物质和能量的主要来源，其中以禾谷类种子的淀粉酶活性最强，但α-淀粉酶的活性因植物的种类、生长发育时期、环境等不同而有所变化，该试验中测得的小麦种子α-淀粉酶与可溶性糖有一定的关系，其中α-淀粉酶的活性越高可溶性糖含量也越高，因此，对淀粉酶活力的调控研究，可为促进种子萌发、种子发芽后的生长及达到最佳的生长状态奠定基础，这是科研工作者长期努力的方向和目标。

由该试验可得小麦淀粉酶活力是高于对照组的，并且当赤霉素浓度在0～0.04 mol/L 范围内时种子的淀粉酶活力与可溶性糖不是逐渐升高的，超过0.02 mol/L 时酶活力则会出现下降趋势，赤霉素0.02 mol/L 时种子α-淀粉酶和可溶性糖最高，分别是1.45 mg/（g·min）和16.5 mg/g，比磷酸二氢钾处理后的小麦淀粉酶活力要强，但是低于0.02 mol/L 赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氢钾混合溶液处理的种子。这表明赤霉素与磷酸二氢钾一起处理小麦种子时，更能促进小麦种子萌发时淀粉酶的活力，且以0.02 mol/L赤霉素+0.2 mol/L 磷酸二氢钾混合溶液浸种处理的小麦种子淀粉酶活性最高，可溶性糖含量也最高。

糖是高等植物主要的代谢产物之一[11]，它不仅作为呼吸底物为植物的生长发育提供能量和代谢中间产物，而且还能通过多种代谢途径合成其他物质[12-13]，同时也是基因表达的重要因子，而且在信号转导具有类似激素的初级信使作用[14]。种子的发育过程包含了一系列的组织分化、细胞伸长和贮藏过程所有这些过程都受到糖代谢的影响。可溶性糖包括蔗糖、葡萄糖、果糖等，是种子发育中一种重要的信号分子，糖的浓度水平控制了胚胎从发育到衰老的整个过程[15]。

由试验结果可知，各处理的生理生化指标均高于对照组，表明赤霉素、磷酸二氢钾以及它们的混合液处理小麦种子，能增强小麦的发芽率与发芽势，提高小麦种子萌发时淀粉酶的活性和可溶性糖、蔗糖、果糖的含量，以0.02 mol/L 赤霉素和0.2 mol/L 磷酸二氢钾混合溶液处理效果最佳。