半叶素对几种作物苗期的生物活性研究

姚锋娜，万 翠，刘继鹏，许伟长，郑先福

（1.郑州郑氏化工产品有限公司，郑州 450002；2.河南农业大学，郑州 450002）

植物生长物质包含植物激素和植物生长调节剂。植物激素是植物自身合成量少即能调节作物生长的物质[1]，而植物生长调节剂是一类人工合成的具有类似植物激素活性的物质。植物生长调节剂具有很高的生物活性，对多种农作物具有显著的增产、抗逆、抗病、改善品质、促进成熟等功效，被广泛用在现代农业生产中。近几年，由于国家产业政策的调整，在植物生长物质的研究方面，行业内专家着力于对安全、低毒、环保、高效的新型农业功能物质的研究。

半叶素，又名N-乙酰硫代脯氨酸、3-乙酰基噻唑烷-4-羧酸。其原是一种对心肌缺血有保护作用的医药中间体，也是一种有机氨基酸的衍生物。据研究，半叶素可以调节作物生长、促进种子发芽、提高坐果率和果实产量。Debashish等[2]发现，在杏的落花期使用半叶素，对果实纵径、横径、果重、体积、产量均有增加，增量分别达到15.3%、15.3%、25.9%、27.1%、40.0%。Katrina等[3]发现，对不同品种苹果上喷施半叶素，能有效促进花芽分化和果实发育，显著增加果数量、果实产量及平均果重量，而这种效应正是通过增加半叶素含量实现的。半叶素作为人工合成的植物生长物质，对植物的生物活性在国外已有报道。国内亦有相关专利授权，显示其有促进柑橘、苹果、葡萄等果实着色的生物活性[4]。目前在植物生长物质的研究方面，对新型农业功能物质的研究成了新的热点，从现有化合物中筛选含有生物活性的化合物具有重要的现实意义[5]。有关半叶素对植物的其他生理活性鲜有报道，因此对半叶素的应用研究有着重要的参考价值。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

供试药剂：98%半叶素、90%24-表芸苔素内酯，郑州郑氏化工产品有限公司。

仪器设备：JE1002电子天平、烧杯、移液管、移液器等，上海浦春计量仪器有限公司。

1.2 试验方法

采用盆栽法试验，西瓜、番茄室外育苗，西瓜长至2片子叶，1片真叶时施药。番茄长至大约5 cm时施药。施药时，每盆浇100 mL药液，对照药剂为24-表芸苔素内酯，清水为空白对照，继续放置室外，生长条件正常。水稻在室内日光架上培养，白昼/黑暗培养时间为12/12 h，培养温度为25～30℃（昼/夜），相对湿度为50%。选用籽粒饱满、大小均匀的水稻种子，用清水洗涤5遍后，放入发芽盒中，加入一定量清水，使水浸没过稻种，并及时更换清水，置于实验室内催芽，待大部分已经露白后，将露白的稻种播于直径约10 cm的培养盆中，基质采用珍珠岩＋蛭石＋草炭（1∶2∶3），每盆播种约30粒种子。采用单因素试验，每个药剂设置3个浓度，每个浓度为1个处理，清水作为空白对照[5]。

1.3 数据统计

每天观察作物生长情况，记录有无药害和异常现象。1周后，调查作物株高、根系、鲜重和干重，按式（1）计算株高或根长增长率[5]。

实验数据采用SPASS软件进行相关统计分析，采用Duncan新复极差法进行差异显著性检验，实验数据均为3次重复的平均值。

2 结果与分析

由表1可见，半叶素和24-表芸苔素内酯各处理，均能促进番茄生长，其中24-表芸苔素内酯在0.05和0.1 mg/L处理下株高增长较为突出，株高增长率达到20.2%和22.6%，与空白对照相比具有显著性差异。其次是25 mg/L半叶素处理，株高增长达到20.2%，与空白对照相比具有显著性差异。番茄的干重和鲜重与空白对照相比均明显增加，2种药剂使用后有利于番茄苗生物量的积累。

由表2可见，半叶素、24-表芸苔素内酯各处理与空白对照相比，在西瓜苗的株高上都有明显的促进作用，其中半叶素25 mg/L处理、24-表芸苔素内酯0.1 mg/L处理在株高上与空白对照相比差异显著，株高增长率分别是75.0%和65.2%。半叶素25 mg/L处理、24-表芸苔素内酯0.5mg/L、0.1mg/L处理在鲜重和干重增长方面明显高于其他处理。该结果说明半叶素和24-表芸苔素内酯在促进西瓜生长、增加作物干物质积累和增加生物量方面有较为显著的作用。

由表3可见，半叶素25、100 mg/L处理，24表芸苔素内酯0.05、0.1 mg/L处理对水稻均具有明显促长作用，且差异性显著。株高促长率分别是10.3%、8.9%和11.8%、16.2%，鲜重和干重也均高于空白对照。该结果说明半叶素和24-表芸苔素内酯都能在一定程度上促进水稻生长。

表1 不同药剂处理对番茄生长的影响

表2 不同药剂处理对西瓜生长的影响

表3 不同药剂处理对水稻生长的影响

3 结果与讨论

本试验研究结果表明，半叶素和24-表芸苔素内酯在一定的浓度范围内能促进作物的生长，对番茄、西瓜、水稻在幼苗期的生长有较好的促进作用。半叶素25 mg/L处理对几种作物的促长效果与24-表芸苔素相当，并且能促进作物干物质的积累，对作物的增产有积极的意义。

应用植物生长活性物质调控作物生长，在农业中已得到广泛的应用。许多已有植物生长调节剂品种在大田作物的应用上取得成功，使许多作物获得增产，目前已有不少得以实际应用[6]。这也促进了植物生长调节剂的研究和技术的发展。

因此，通过研究新型的植物生长物质促进作物产量的提升，具有很大的经济和社会效益。半叶素本身是一种氨基酸衍生物，对环境风险低，对农作物促长增产方面表现出明显的作用。目前其应用方面的研究正在发展阶段，其对作物作用机理等方面也有待进一步研究。随着研究的深入，我们将会更加全面地了解半叶素，为合理科学利用半叶素提供更多的依据。