不同保水剂对玉米种子萌发及幼苗抗旱性的影响

第１６卷第３期　２００９年３月　现代农业科学　Ｍｏｄｅｒｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ　Ｖ０１．１６　Ｎｏ．３　Ｍａｒ．２００９　不同保水剂对玉米种子萌发及幼苗抗旱性的影响　吕　彪１，２，王治江１，２，靳晓爱　，石多琴　，王勤礼　・　（１．河西学院农学系，甘肃张掖７３４０００；２．河西绿洲农业研究所，甘肃张掖７３４０００）　摘要：通过砂培实验，研究了３种保水剂在不同施用浓度下对玉米种子萌发、基质持水性以及幼　苗抗旱性能的影响。结果表明：适宜浓度的保水剂能提高玉米种子发芽势、基质持水量，增强幼苗抗旱　性。其中保水剂Ａ质量浓度为Ｏ．２０％、保水剂Ｂ质量浓度为０．２５％、保水荆ｃ质量浓度为Ｏ．２５％时作用　显著，但在保水剂质量浓度高于Ｏ．５０％时会起到抑制作用。在相同浓度下３种保水剂效果为：保水剂Ｂ　＞保水剂Ａ＞保水剂Ｃ。　关键词：保水剂；玉米；种子萌发；抗旱；活力指数　中图分类号：Ｓ１５２．７５；￥５１３　文献标识码：Ａ　文章编号：１ｏ０５～４６５Ｏ（２ｏ０９）０３—００５１－０３　Ｅｆｆｅｃｔｓ　０ｆ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　Ｔｙｐｅ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　Ａｇｅｎｔｓ　０ｎ　Ｍａｉｚｅ　Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｔ０　Ｄｒｏｕｇｈｔ　ＬＶ　Ｂｉａｏ　，ＷＡＮＧ　ｚｎｉ－ｊｉａｎｇｌａ，ＪＩＮ　Ｘｉａｏ－ａｉ。，ＳＨＩ　Ｄｕｏ－ｑｉｎ　，ＷＡＮＧ　Ｑｉｎ－ｌｉ　（１．Ｈｅｘｉ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｏｎｏｍｙ，Ｇａｎｓｕ　Ｚｈａｎｇｙｅ　７３４０００；２．Ｈｅｘｉ　Ｏａｓｉｓ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇａｎｓｕ　Ｚｈａｎｇｙｅ　７３４０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　３　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ａｇｅｎｔｓ　ａｎｄ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｃｅｎ￣ａｔｉｏｎｓ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ，ｖｉｔａｌｉｔｙ　ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ　ｗａｔｅｒ－ｒｅｔａｉｎｉｎｇ，ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　ｏｆ　ｍａｉｚｅ　ｂｙ　ｐｌａｎｔｉｎｇ　ｉｎ　ｓａｎｄｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｓ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｃａｎ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｓｅｅｄ，ｖｉｔａｌｉｔｙ　ｉｎｄｅｘ，ａｎｄ　ｗａｔｅｒ－ｒｅｔａｉｎｉｎｇ，ａｎｄ　ｃａｎ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｔｈｅ　ｏｐｔｉｍｕｍ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ａｇｅｎｔｓ　Ａ，Ｂ　ａｎｄ　Ｃ　ａｒｅ　Ｏ．２０％，Ｏ．２５％ａｎｄ　Ｏ．２５％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｗｈｉｌｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｃｏｎ。ｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ａｇｅｎｔｓ　ｉｓ：ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ａｇｅｎｔ　Ｂ＞Ａ＞Ｃ．　薯　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ａｇｅｎｔｓ；ｍａｉｚｅ；ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｖｉｔａｌｉｔｙ　ｉｎｄｅｘ　中国是一个水资源缺乏的国家之一，干旱缺水是制约中　国农业持续发展的重要因素，实施高效节水农业是中国农业　可持续发展的必由之路。保水剂能增强土壤保水性，改良土　壤结构，减少土壤水分养分流失，提高水肥利用率，具有用途　广，投资少，见效快等优点Ｉｌ１２１。因此业内专家称保水剂是继　化肥、农药、地膜之后的第４种最有希望被农民接受的新型　农用化学制品，是国家鼓励推广并重点支持开发的农、林业　节水新技术产　。　国内外研究表明，保水剂施用得当，可促进植物根系发　育，提高出苗率，促进植株生长发育和延缓凋萎时间。保水剂　在土壤含水量不足的情况下，存在与种子争水问题，影响种　子吸水萌发及出　。相关文献称，适宜浓度保水剂处理能　提高玉米、小麦种子萌发幼苗的株高、鲜重及简化活力指数，　对发芽率与发芽势的影响不显著　。在干旱胁迫下保水剂能　降低超甜玉米幼苗叶的脯氨酸（ｐｍ）和丙二醛（ＭＤＡ）的含量　［７１。为了考察不同类型保水剂的使用性能，我们通过砂培试　验，研究了中国科学院兰州物理化学研究所研制并提供的３　种保水剂在不同施用浓度下对玉米种子萌发及幼苗抗旱性　的影响，为不同保水剂的生产和推广应用提供依据。　１材料及方法　１．１试验材料　玉米品种：辽单自交系。　保水剂：由中国科学院兰州物理化学研究所研制，保水　剂Ａ（有机无机复合）、Ｂ（含腐殖酸有机无机复合）、Ｃ（纯有　机单体聚合）。　１．２试验方法　１．２．１试验设计　试验采用聚乙烯发芽盒（１５　ｅｍ×２０　ｃｍ×１０　ｃｍ），以供　试的３种保水剂Ａ、Ｂ、ｃ为材料，每种保水剂设置０．１０％、　０．２０％、０．２５％、０．５０％、１０％共５个质量浓度梯度，与不施任　何保水剂为对照（ｃＫ），共设置ｌ６个处理，重复３次。每个发　芽盒中装入等量的小于１　ｍｍ砂粒（烘干消毒）做培养基质，　

收稿日期：２００９—０２—１９　基金项目：中国科学院兰州化学物理研究所资助　作者简介：吕彪（１９６４一），男。汉族，副教授，主要从事土地生态、土壤改良与植物营养方面的耖学、

研究工作　５２　现代农业科学　２００９钲　并使其含水量一致（１４３．０　ｇ，ｌｃｇ），分别用上述不同保水剂的　质量浓度与砂粒培养基质拌均匀，均匀地铺在盒中。每盒播　种玉米２５粒，播深一致，置于生化培养箱中，在温度２５ｑｃ条　件下培养。试验第４　ｄ进行初次计数，第８　ｄ统计幼苗株高、　茎粗、根长、发芽势、发芽率，同时计算发芽指数、活力指数，　第９　ｄ测定基质水分含量，并观察记录萎焉天数，同时测定　丙二醛（ＭＤＡ）、脯氨酸（ｐｒｏ）含量。　１．２．２测定方法　发芽势＝初次记数Ｅｔ发芽种子总数／供试种子粒数×　１００％；发芽率＝发芽的种子粒数／供试种子粒数×１００％；发　芽指数：在时间ｔ日内的发芽数／相应发芽Ｅｔ数；活力指数　＝发芽指数×幼苗长度；丙二醛含量测定采用硫代巴比妥　酸法；脯氨酸含量测定采用酸性茚三酮法嗍。数据采用ＳＰＳＳ　软件进行统计分析。　２结果与分析　２．１　不同保水剂对玉米种子萌发及种子活力的影响　２．１．１不同保水剂对玉米种子发芽率和发芽势的影响　由表１分析可知，不同保水剂在不同浓度下的各处理对　玉米种子发芽率无显著影响。但在试验过程中发现，没有施　加任何保水剂处理（ｃＫ）的玉米种子最先萌发出苗，且不同　保水剂由底浓度到高浓度处理的玉米种子出苗速度逐渐变　慢，这与张丽等［６１的研究结论相同。这是囚为种子萌发吸涨　过程需要吸收大量水分，在水分供应一定的情况下，高浓度　保水剂吸水能力强，这样就形成了保水剂与种子争水现象。　发芽势是反映种子发芽能力的指标，发芽势高，说明种子发　芽整齐迅速。从表１可知，不同保水剂由底浓度到高浓度处　理的玉米种子的发芽势逐渐减小，说明不同类型保水剂在不　同施用浓度下的各处理对玉米种子发芽有程度不同的不利　影响。在保水剂Ａ、Ｂ、ｃ中均只有浓度为０．５０％、１．０％处理的　玉米种子发芽势与ＣＫ的差异达到显著水平，其余处理的玉　米种子发芽势与ＣＫ的差异不显著，说明当保水剂浓度等于　或高于０．５％时则会显著降低玉米种子的发芽势，即影响种　子发芽的速度和整齐程度。　表１　不同保水剂对玉米种子萌发及种子活力影响　

１）：表中数据为３次重复的平均值；ａ．ｂ．ｃ和Ａ．Ｂ．Ｃ分别表示处理间在５％和１％时的差异显著水平（Ｄｕｎｃａｎ，ｓ检验）。　２．１．２不同保水剂对玉米种子活力的影响　发芽指数和活力指数是反映种子生活力的重要指标。从　表１可知，不同保水剂由低浓度到高浓度，玉米种子的发芽　指数在逐渐减小。在保水剂Ａ、Ｂ、Ｃ中只有浓度为０．５０％、　１．Ｏ％处理的玉米种子发芽指数减小的程度与ＣＫ的差异达　到显著水平，１．０％处理的玉米种子发芽指数减小的程度与　ＣＫ的差异达到极显著水平，其余处理与ＣＫ的差异不显著。　由表１中可见，适宜的保水剂浓度能提高玉米种子活力　指数，而浓度过高反而会降低。３种保水剂的浓度在１．Ｏ％时　活力指数最低，且低于ＣＫ，其余处理的活力指数均高于　ＣＫ。其中，保水剂Ａ的浓度为０．２０％时活力指数最高，较ＣＫ　增加８３．５８％，但与ｃＫ之间差达异不显著；保水剂Ｂ的浓度　为０．２０％、０．２５％时活力指数与ＣＫ之间差达异显著水平，其　中施用浓度为Ｏ．２５％的活力指数最高，较ＣＫ增加８６．５６％，　即为适宜浓度；保水剂ｃ的施用浓度为Ｏ．２５％时活力指数与　ＣＫ之间差达异显著水平，较ｃＫ增加８３．３２％，即为适宜浓　度。所以，保水剂Ｂ、Ｃ提高玉米活力指数的适宜施用浓度为　０．２５％。３种保水剂提高玉米种子活力的效果为：保水剂Ｂ＞　保水剂Ａ＞保水剂Ｃ。

　第３期　不同保水剂对玉米种子萌发及幼苗抗旱性的影响　５３　２．２不同保水剂对玉米幼苗抗旱性的影响　２．２．１不同保水剂对玉米幼苗丙二醛（ＭＤＡ）含量的影响　ＭＤＡ是膜质过氧化产物，其含量的高低反映了膜系统　受伤害的程度和植物对逆境条件反映的强弱。在其他条件适　宜的情况下，干旱胁迫强度越大，植物体内会形成过多的生　物自由基，使膜系统受到破坏。保水剂对玉米幼苗叶片ＭＤＡ　含量的影响结果分析表明，对照（ＣＫ）的ＭＤＡ含量均高于施　用不同保水剂不同浓度的处理组，且与ＣＫ中的ＭＤＡ含量　之问差异达极显著水平。不同保水剂Ａ、Ｂ、Ｃ的施用浓度为　０．２％、０．２５％、０．２５％时玉米幼苗叶片中的ＭＤＡ含量最低，分　别比ＣＫ降低了６３．８２％、６４．４３％、５４．９５％。同一种保水剂施　用不同浓度处理的玉米幼苗叶片ＭＤＡ含量与浓度之问的　变化趋势不一致（见图１），有等进一步探讨。试验表明施用　保水剂对由于干旱影响玉米幼苗叶片膜系统的伤害能起到　保护作用，这与余红英等１７１的研究结果一致。　２．２．２不同保水剂对玉米幼苗脯氨酸（ｐｒｏ）含量的影响　植物体内ｐｒｏ含量是作物抗旱性生理指标之一，在干旱　条件下，植物体Ｐｒｏ含量积累的现象已有研究证实。关义新　等［１　１］的研究结果表明，在土壤干旱条件下玉米叶片中Ｐｒｏ　含量右迅速积累，积累量与叶片的水分状况密切相关。本试　验结果证实，当加入适宜浓度的保水剂后，由于基质的水分　状况得到了缓解，玉米幼苗叶片中Ｐｒｏ含量降低，说明施用　保水剂后玉米幼苗抗旱性能增强了。经分析施用保水剂各处　理玉米幼苗叶片中的Ｐｒｏ含量与ＣＫ之间差异均显著。３种　保水剂Ａ、Ｂ、Ｃ的施用浓度均为０．２５％时玉米幼苗叶片中的　Ｐｒｏ含量最低，说明在施用浓度为０．２５％为适宜浓度，抗旱性　能最好。同一种保水剂在施用浓度过低或过高时　口保水剂Ａ＿ｌ保水剂阳保水剂（口　ｌ　蛔｛　抽　舌　图　

‘　、　嘲　托　２　Ｏ．２　０－２５　０．５　１．Ｏ　浓度　响　

图２不同保水剂对玉米幼苗叶片中Ｐｒｏ含量的影响　玉米幼苗叶片Ｐｒｏ积累并未得到有效地控制（见图２）。　３种保水剂玉米幼苗叶片中Ｐｒｏ含量与施用浓度之间的变　化趋势不一致。这是由于幼苗生长受保水剂浓度的影响，生　长快慢不一致。测Ｐｒｏ和ＭＤＡ的含量时有的处理处于４叶　期、有的处于５叶期，因此造成上述不一致。也有人认为，在　水分胁迫期间，脯氨酸含量的变化、胁迫程度与品种所处的　生育期有关　。　３结论　使用不同保水剂对玉米幼苗的发芽率影响不显著，但是　施用适宜浓度的保水剂能提高种子的发芽势、活力指数，最　适宜浓度为保水剂Ａ为０．２％、保水剂Ｂ为０．２５％、保水剂Ｃ　为０．２５％。当保水剂浓度等于或高于０．５％时会使种子发芽　势降低，影响种子发芽的速度和整齐度。　在干旱胁迫的条件下，施入不同保水剂能降低玉米幼苗　叶片中的ＭＤＡ和Ｐｒｏ含量，对由于干旱影响玉米幼苗叶片　膜系统的伤害能起到保护作用。三种保水剂Ａ、Ｂ、Ｃ的施用　浓度为０．２５％时玉米幼苗叶片中的ＭＤＡ含量和Ｐｒｏ含量最　低，说明在施用浓度为０．２５％时保水剂的抗旱性最强。　参考文献　【１】李先珍，王耀林，张去斌．京效蔬菜大棚土壤盐离子积累状况研　究初报　．中国蔬菜，１９９３（４）：１５—１７．　［２］候云霞，钱光熹，王建民，等．上海蔬菜保护地的土壤盐分状况　Ⅱ】．上海学报，１９８７，３（４）：３１－３８．　［３】王亚飞，毕红梅．保水剂的应用现状及发展前景［Ｊ】．嘿龙江八一　农垦学报，２００６（１０）：７７—８０．　【４１高凤文，罗盛国，姜佰文髁水剂对土壤蒸发及玉米幼苗抗旱性　的影响［Ｊ］．东北农业大学学报，２００５（２）：１１－１４．　［５］潭国波，边少锋，马虹，等．保水剂对玉米出苗率及土壤水分的　影响［Ｓ］．吉林农业学报，２００５，３０（５）：２６—２７、３２．　【６］张丽，祝利海．保水剂对玉米、小麦种子萌发的影响ｆＪ］．安徽农业　学报，２００２，３０（６）：９２１—９２２．　［７］余红英，邓世嫒，尹艳，等．保水剂对水分胁迫下超甜玉米生理　生化性状的影响叨．玉米学报，２００６，１４（３）：８７—８９．　［８】李合生．脯氨酸含量的测定ｍ．植物生理生化实验原理和技术，　２０００（７）：２５８－２６０．　【９】李永胜，杜建军，刘士哲，等．保水剂对番茄生长及水分利用效　率的影响ｆＪ１．生态环境，２００６，１５（１）：１４０—１４４．　【ｌＯ】李永胜，杜谢军，谢勇．保水剂对基质持水特性及水分耗竭下番　茄生长的影响【Ｊ】．现代化农业，２００６（１１）：２１—２４．　【１１】关义新，戴俊英，陈军，等．土壤干旱下玉米叶片游离脯氨酸的　累积及其与抗旱性的关系［Ｊ］．玉米科学，１９９６，４（１）：４３—４４．　【ｌ２】薛吉全，任建宏，马国胜，等．玉米不同生育期水分胁迫条件下　脯氨酸变化与抗旱性的关系　．西安联合大学学报（自然科学版），　２００６，３（２）：２１—２５．　几¨＝＝＝＝＝＝＝＝几　］●●●　几＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝［＝＝Ｊ　．ｎ＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝Ｕ●Ｊ