紅三葉種子吸水率和幼苗碘與Vc含量對碘化鉀的響應(yīng)

喬志宏，呂建素，許慶方，樊鵬鵬

（1．山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山西 太谷030801；2．揚州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚州225009）

紅三葉（Trifolium pratense）屬豆科三葉草屬，營養(yǎng)豐富、蛋白質(zhì)含量高，是優(yōu)質(zhì)牧草；根系發(fā)達(dá)，生長迅速，也可作為良好的水土保持植物。目前，紅三葉在我國南方山區(qū)作為生態(tài)型牧草被廣泛栽培［1－3］，在畜牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。

碘雖為植物非必需元素，但對動物來說，碘具有調(diào)節(jié)新陳代謝和生長發(fā)育的作用，是家畜必需微量元素，碘元素缺乏對家畜亦有極大的危害［4－7］。有研究證明，在植物生長過程中適當(dāng)?shù)奶砑拥庠乜纱龠M(jìn)植物的生長，植物在生長過程中可對碘元素進(jìn)行富集，從而改變其營養(yǎng)性狀［8－10］。常規(guī)牧草中碘元素含量較低，難以滿足家畜對碘的日常需求，在養(yǎng)殖過程中需人工添加碘元素。同傳統(tǒng)的在飼料中添加碘元素以補充家畜碘元素需求的方法對比，通過飼喂碘富集牧草以補充家畜碘元素需求的方法具有簡便、快速的特點，是值得探討和采用的簡易補充家畜碘元素的方法。

為探討碘元素對紅三葉生長的影響以及碘元素在紅三葉中的富集效應(yīng)，實現(xiàn)碘富集紅三葉的生產(chǎn)，本試驗采用水培［11］方式，研究碘化鉀對紅三葉發(fā)芽和紅三葉苗期植株對碘的富集效應(yīng)的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗材料與儀器 供試紅三葉種子為市場購得的瑞德紅三葉（Rider），碘化鉀為常規(guī)分析純的碘化鉀試劑（天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心生產(chǎn)），電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)，F(xiàn)A1104），紫外可見光分光光度計（上海奧譜勒儀器有限公司生產(chǎn)，752），電熱恒溫水浴箱（北京東方精瑞科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，HW·SY2－P6）。

1．2 試驗方法 稱取所需種子，滅菌后置于培養(yǎng)皿中，分別加入濃度為0、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0、3．5mg·L－1去離子水碘化鉀溶液作為培養(yǎng)液，其中0為去離子水，設(shè)為對照組，每個處理設(shè)3個重復(fù)。于室溫（20℃）浸泡紅三葉種子12h后，將浸泡好的種子轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中并在避光下進(jìn)行發(fā)芽。每天用相應(yīng)處理濃度的碘化鉀溶液進(jìn)行噴淋，以保持濕度。在種子發(fā)芽7d后，轉(zhuǎn)移到裝有營養(yǎng)液的較大培養(yǎng)皿中繼續(xù)培養(yǎng)。試驗在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)實驗室進(jìn)行。

1．3 測定方法

1．3．1 種子吸水率 將每處理的紅三葉種子于培養(yǎng)前稱量，質(zhì)量記為m0（g）；用碘化鉀溶液浸泡12h后取出，擦干其表面水分，稱量，質(zhì)量記為m（g），按下列公式計算種子吸水率，取其平均值為該處理紅三葉種子吸水率。計算公式為：

1．3．2 種子發(fā)芽勢及發(fā)芽率 從種子轉(zhuǎn)移到裝有營養(yǎng)液的較大培養(yǎng)皿中繼續(xù)培養(yǎng)開始，每天觀察記錄，以芽長達(dá)0．2cm作為萌發(fā)標(biāo)志，進(jìn)行發(fā)芽率統(tǒng)計，計算發(fā)芽率和發(fā)芽勢［13］。

1．3．3 紅三葉苗期植株Vc含量 將紅三葉培養(yǎng)至苗期，取整株植物為樣本。稱100g鮮樣品，加2%草酸100g，倒入高速搗漿機打成均勻的漿狀。稱出10～30g漿狀物，倒入100mL量瓶中，并用1%草酸稀釋至100mL，進(jìn)行過濾，棄去最初數(shù)毫升濾液。用吸管吸取5～10mL濾液于100mL三角瓶內(nèi)，立即用標(biāo)定過的2，6－二氯酚靛酚染料溶液滴定，直到淡粉紅色能存在15s為止（開始很快加入，變色后一滴一滴地加入，并不時的搖動三角瓶），采用2，6－二氯酚靛酚滴定法測定不同碘化鉀濃度處理下紅三葉苗期植株Vc含量［14］。

1．3．4 紅三葉植株碘含量 將紅三葉培養(yǎng)至苗期，取整株植物為樣本。將樣本烘干稱取2g樣品，加入10%的氫氧化鉀－乙醇溶液20mL，浸泡24h，在水浴中蒸干，500℃灰化4h，用少量1∶1鹽酸溶解，加蒸餾水5mL，蒸取過量的鹽酸，以蒸餾水定容至50mL。利用催化－分光光度法測定苗期紅三葉植株碘含量［14］。

1．4 數(shù)據(jù)分析 用SAS軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同濃度的碘化鉀溶液對紅三葉種子吸水率的影響 采用濃度為0．5～3．5mg·L－1碘化鉀溶液對紅三葉種子進(jìn)行浸種時，各濃度處理種子吸水率均較對照極顯著增加（P＜0．01），且吸水率隨碘化鉀溶液濃度上升呈現(xiàn)先上升后下降趨勢；在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時，種子吸水率達(dá)到最大，為144．60%（圖1）；說明碘化鉀溶液浸種可顯著提高紅三葉種子的吸水率。

2．2 不同濃度的碘化鉀溶液對紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響 紅三葉種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率隨著碘化鉀溶液濃度的升高而降低（表1）。在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時，種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率極顯著降低。這說明隨著碘化鉀溶液濃度的增加，種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率可能繼續(xù)下降。

圖1 不同濃度碘化鉀溶液浸種對紅三葉種子吸水率的影響Fig．1 Effects of different concentrations of potassium iodine solution on water absorption rate of red clover seeds

表1 不同濃度碘化鉀浸種對紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響Table 1 Effects of different concentrations of potassium iodine concentration on seed germination potential and germination rate of red clover seeds

2．3 不同濃度碘化鉀溶液對紅三葉植株Vc、碘含量的影響 碘化鉀濃度極顯著影響紅三葉苗期生長（P＜0．01），苗期Vc含量隨著碘化鉀濃度升高而降低（圖2）。這說明碘可能影響紅三葉苗期Vc的合成。

圖2 不同濃度的碘化鉀溶液培養(yǎng)對紅三葉苗期植株Vc含量的影響Fig．2 Effects of different concentrations of potassium iodine solution on vitamin C content of red clover seedling

圖3 不同濃度碘化鉀溶液處理對紅三葉苗期植株碘含量的影響Fig．3 Effects of different KI on iodine content of red clover seedling

苗期紅三葉碘含量隨著碘化鉀處理濃度的上升而增加（圖3）。碘化鉀濃度為3．0mg·L－1時，苗期紅三葉碘含量達(dá)到最大值；當(dāng)?shù)饣洕舛壤^續(xù)增加時，苗期紅三葉的碘含量又會下降。這說明在水培條件下，苗期紅三葉植株出現(xiàn)最佳碘富集效應(yīng)的碘化鉀溶液處理濃度應(yīng)為3．0mg·L－1左右。

2．4 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與不同濃度碘化鉀溶液之間的相關(guān)分析 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與碘化鉀溶液間的簡單相關(guān)性分析（表2）表明，Vc含量與碘化鉀的濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0．05），而苗期植株碘含量與碘化鉀溶液的濃度呈顯著正相關(guān)（P＜0．01）。碘含量與碘化鉀溶液濃度的二次回歸方程為y＝－5．474 4x2＋27．684x＋4．884 8（R2＝0．923 3）。說明碘化鉀溶液培養(yǎng)會極顯著降低紅三葉苗期植株的Vc含量，但會顯著增加植株碘含量，使碘在紅三葉植株內(nèi)出現(xiàn)富集現(xiàn)象。

表2 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與碘化鉀培養(yǎng)溶液之間的簡單相關(guān)分析Table 2 Simple correlation analysis between vitamin C，iodine content of red clover seedling and potassium iodine solution

3 討論

3．1 碘化鉀處理對紅三葉種子吸水率、發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響 采用不同濃度碘化鉀溶液浸種時，均可促進(jìn)紅三葉種子的吸水，并表現(xiàn)出了隨溶液濃度增加吸水率先增加后降低的變化趨勢。在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時，紅三葉種子吸水率達(dá)到最大值（144．6%）。由此可看出，一定濃度的碘化鉀溶液對于紅三葉種子萌發(fā)時的吸水無副作用，反而會促進(jìn)種子吸水。但隨碘化鉀溶液上升，對紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率具有顯著負(fù)效應(yīng)。

3．2 碘化鉀處理對紅三葉苗期Vc的影響本研究表明，在碘化鉀溶液濃度為0～3．5mg·L－1時，添加碘化鉀使紅三葉植株的Vc含量顯著下降，且隨碘化鉀溶液濃度的增加下降趨勢明顯，當(dāng)?shù)饣浫芤簼舛葹?．5mg·L－1時，紅三葉植株Vc含量較對照組減少70．58%。由此可看出，在紅三葉水培過程中添加碘化鉀會顯著降低紅三葉苗期植株的Vc的含量；同時表明，額外添加碘化鉀可能對紅三葉的營養(yǎng)品質(zhì)會造成一定的影響，其影響機理以及正常大田條件下的影響情況有待進(jìn)一步探討。但Shkolnik［15］研究發(fā)現(xiàn)，碘可使水培的植物體內(nèi)的Vc含量增加，這種差異是來自試驗材料還是其他因素亦有待進(jìn)一步研究。

3．3 碘化鉀處理對紅三葉苗期碘含量的影響

植物對碘表現(xiàn)出富集能力，紅三葉苗期植株碘含量亦隨著外源碘化鉀的添加而表現(xiàn)出了明顯的碘富集現(xiàn)象。在0～3．5mg·L－1的碘化鉀溶液濃度下，植株碘的含量隨添加碘化鉀濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在濃度為3．0mg·L－1時，幼苗植株碘含量達(dá)到最大值（38．898μg·g－1）。碘在普通牧草中的含量為0．06～0．50mg·kg－1［7］，而根據(jù) NRC建議的奶牛的日攝入量為0．05～0．10mg·kg－1，我國規(guī)定肉用牛的可添加碘劑量為0．25～0．60 mg·kg－1［16］。可見，能夠通過添加碘富集的紅三葉飼料來實現(xiàn)家畜飼養(yǎng)中補充碘元素的需求，且通過飼喂常規(guī)牧草實現(xiàn)家畜日糧碘元素的補充在實際飼養(yǎng)中操作簡便、可行，值得做進(jìn)一步的探討。

4 結(jié)論

在額外添加0～3．5mg·L－1碘化鉀溶液的水培條件下，紅三葉種子吸水率、植株碘含量會明顯增加，在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時達(dá)到最大；苗期植株Vc含量會隨著碘化鉀溶液濃度增加而顯著降低?？梢酝ㄟ^在紅三葉生長過程中額外補充碘的方式，改善紅三葉的碘元素營養(yǎng)性狀，實現(xiàn)紅三葉對碘元素的富集。

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