微量元素對小麥種子發(fā)芽狀況的影響

劉自成等

摘要[目的]研究不同濃度Zn2+、MoO42-、BO32-對不同小麥品種種子發(fā)芽狀況的影響。[方法]供試小麥品種分別為隴育0456和隴育4號。ZnSO4·7H2O、Na2MO4·2H2O、H2BO3、1%次氯酸鈉溶液濃度均分別為0.1%、0. 3%、0.5%。[結(jié)果]濃度0.1%的Zn2+對小麥種子發(fā)芽表現(xiàn)為促進(jìn)作用，濃度0.3%、0.5%的Zn2+對小麥種子發(fā)芽有抑制作用；濃度0.1%～0.5%的MoO42-、BO32-對小麥種子發(fā)芽均有脅迫作用，且隨濃度的增加脅迫作用增強(qiáng)；BO32-對小麥種子發(fā)芽脅迫作用最大，MoO42-對小麥種子發(fā)芽的影響居中。[結(jié)論]同一離子不同濃度對同一品種小麥種子萌發(fā)有不同效應(yīng)。同一離子同一濃度對不同小麥品種種子發(fā)芽效應(yīng)不同。不同離子同一濃度對同一品種小麥種子發(fā)芽率亦不同。適宜的微量元素種類及濃度可促進(jìn)小麥種子發(fā)芽。

關(guān)鍵詞Zn2+、MoO42-、BO32-；小麥種子；發(fā)芽狀況

中圖分類號S512文獻(xiàn)標(biāo)識碼

A文章編號0517-6611（2014）06-01650-03

Abstract [Objective] The aim was to study the effects of Zn2+， MoO42-， BO32- on germination of different wheat varieties. [Method] The wheat varieties were Longyu 0456 and Longyu No. 4. The concentration of ZnSO4·7H2O， Na2MO4·2H2O， H2BO3， 1%NaClO solution was all 0.1%， 0. 3%， 0.5%， resp.. [Result] 0.1% Zn2+ showed positive effect on wheat seed germination rate， 0. 3%， 0.5% Zn2+ showed inhibition effect； 0. 1%-0.5% MoO42- and BO32- both showed stress effect on wheat seed germination rate， and which enhanced with increasing of stress concentration； BO32- had the biggest stress effect on wheat germination rate， and which of MoO42- was medium. [Conclusion] The same ion of different concentrations has different effect on germination rate of the same wheat variety. The same ion with the same concentration has different effect on different wheat varieties. Different ion with the same concentration also has different effect on the same wheat variety. The suitable species of microelements and their concentration promotes the germination of wheat seeds.

Key wordsZn2+， MoO42-， BO32-； Wheat seed； Germination condition

微量元素鉬（Mo）、鋅（Zn）、硼（B）等雖然在作物體內(nèi)含量甚微，但它們在作物生長發(fā)育過程中起著不可替代的重要作用[1] 。隨著氮磷鉀化學(xué)肥料的大量施用，作物產(chǎn)量雖然不斷提高，但生產(chǎn)效益有逐年下降的趨勢。農(nóng)業(yè)中對微量元素的需要逐漸迫切。相對于大量元素而言，微量元素在生物體內(nèi)含量極少，但與動植物的生存和健康息息相關(guān)，具有至關(guān)重要的作用。微量元素通過與蛋白質(zhì)和其他有機(jī)基團(tuán)結(jié)合，形成了酶、激素、維生素等生物大分子，發(fā)揮著重要的生理生化功能。微量元素構(gòu)成了體內(nèi)重要的載體與電子傳遞系統(tǒng)，參與激素與維生素的合成，對遺傳信息的攜帶者核酸的物理、化學(xué)性質(zhì)均可產(chǎn)生影響。多種RNA聚合酶中含有鋅，鋅是植物體內(nèi)多種酶的組成成分和活化劑。 小麥缺鋅表現(xiàn)為麥苗葉片失綠，心葉白化，后期植株矮小，葉小而脆，根系變黑，空秕粒多，千粒重低[2]。

微量元素對種子的萌發(fā)起著不同程度的調(diào)節(jié)作用，利用一定濃度的微量元素浸種處理，可活化種子體內(nèi)的酶系統(tǒng)，促進(jìn)種子貯藏物質(zhì)的分解，加速種子萌發(fā)的進(jìn)程[3]。01%ZnSO4處理玉米（Zea mays L.）種子后，其發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)均有提高[4]。0.1%ZnSO4處理水稻（Oryza sativa L.）種子12～14 h，促進(jìn)了萌芽進(jìn)程[5]。0.5%和0.1% ZnSO4浸種處理柳杉（Cryptomeria fortunei Hooibrenk）種子，可以明顯提高種子脫氫酶的活性、呼吸速率、可溶性糖含量和蛋白質(zhì)含量，而相對電導(dǎo)率卻呈下降趨勢[6]。筆者研究3種微量元素對小麥種子發(fā)芽率的影響，旨在探討其促進(jìn)小麥種子萌發(fā)的適宜濃度，為生產(chǎn)上采用它們處理小麥種子及在種衣劑中添加這些成分提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料供試小麥品種分別為隴育0456、隴育4號。供試藥劑分別為ZnSO4.·7H2O、Na2MO4·2H2O、H2BO3、1%次氯酸鈉溶液。

1.2方法

將供試小麥種子過4號篩，用1%次氯酸鈉溶液浸種40 min，然后用大量清水反復(fù)沖洗，用清水浸泡4 h備用。選擇直徑12 cm的培養(yǎng)皿，每皿放入濾紙3張，在烘干箱105 ℃下滅菌6 h。隨機(jī)取出100粒小麥種子在每個(gè)培養(yǎng)皿中擺放整齊，種子腹溝朝下，使每粒種子留有均勻的間距，保證與水分良好接觸且有足夠的生長空間，以防止發(fā)霉的種子互相感染。

分別稱取4.40、13.10、21.98 g ZnSO4·7H2O定容至1 L，配制成濃度0.1% 、0.3%、0.5%的Zn2+溶液；分別稱取252、7.57、12.61 g Na2MO4·2H2O定容至1 L，配制成濃度0.1%、0.3%、0.5%的MO42-溶液；分別稱取5.73、17.18、28.63 g H2BO3定容至1 L，配制

成0.1%、0.3%、0.5%的BO32-溶液。以蒸餾水為對照，3次重復(fù)。在發(fā)芽皿底盤的外側(cè)貼上標(biāo)簽，注明置床日期樣品、編號、重復(fù)等。加入10 ml處理液于20 ℃下進(jìn)行發(fā)芽，以后每天在每個(gè)培養(yǎng)皿中加入相應(yīng)的處理液，以保證培養(yǎng)濃度一致，供小麥正常萌發(fā)，以芽長達(dá)種子長1/2時(shí)為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，從第4天初次計(jì)數(shù)，連續(xù)6 d后結(jié)束，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。發(fā)芽率=﹙發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)﹚×100%。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論

3.1.1同一離子不同濃度對同一小麥品種萌發(fā)有不同效應(yīng)。

0.1%Zn2+對隴育0456種子發(fā)芽有促進(jìn)作用，而0.3%、0.5%Zn2+有抑制作用，0.5%Zn2+的抑制作用強(qiáng)于0.3%Zn2+。0.1%～0.5% Zn2+對隴育4號均有抑制作用，抑制作用從弱到強(qiáng)依次為0.1%、0.3%、0.5%。MO42-、BO32-對兩個(gè)小麥品種種子發(fā)芽的抑制作用也是隨著離子濃度的增大依次增強(qiáng)。

3.1.2同一離子同一濃度對不同小麥品種萌發(fā)效應(yīng)不同 。01%Zn2+對隴育0456有促進(jìn)作用，對隴育4號有抑制作用。

3.1.3不同離子同一濃度對同一小麥品種種子發(fā)芽率亦不

同。0.1%Zn2+對隴育0456有促進(jìn)作用，0.1%MoO42-、BO32-對隴育0456均有抑制作用。

3.2討論

微量元素調(diào)節(jié)種子萌發(fā)生理過程的作用機(jī)理主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：①影響種子萌發(fā)過程中多種酶的活性。種子萌發(fā)所需的能量來源于種子貯存物質(zhì)的氧化分解，貯存物質(zhì)的分解需要大量酶的參與，因此種子萌發(fā)時(shí)酶的變化是最為明顯的現(xiàn)象[7]。②影響種子萌發(fā)過程中各種代謝作用。種子萌發(fā)伴隨著種子吸水、呼吸作用的變化和酶的形成以及有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)變[8]。一定濃度的Zn2+、MoO42-、BO32-等都能不同程度地促進(jìn)種子的呼吸作用[9]，加快物質(zhì)的分解速度，產(chǎn)生能量供給胚的生長。③某些微量元素間對種子萌發(fā)存在交互作用。

該研究僅針對Zn2+、MoO42-、BO32-對不同小麥品種種子發(fā)芽狀況的影響進(jìn)行探討，Zn2+、MoO42-、BO32-等多種離子的交互影響有待于進(jìn)一步研究和完善。Zn2+處理對隴育0456發(fā)芽的促進(jìn)作用相對對照并不顯著，未能驗(yàn)證濃度小于0.1%對該品種是否有作用，但前人研究表明，低濃度Zn2+一般對種子發(fā)芽率表現(xiàn)為促進(jìn)作用。該試驗(yàn)中只涉及了01%、0.3%、0.5% 3個(gè)濃度梯度，MO42-、BO32-在試驗(yàn)中只表現(xiàn)出抑制作用。因此，小于0.1%的濃度是否會對種子發(fā)芽率有促進(jìn)作用有待于進(jìn)一步研究，同一種離子為何對不同小麥品種種子發(fā)芽率不同也有待于進(jìn)一步探討。

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