β—環(huán)糊精—尿素包合物對青稞種子萌發(fā)的影響

廖文菊++仁青志瑪++程蕾++何琳

摘要：為研究β-環(huán)糊精-尿素包合物溶液對青稞種子萌發(fā)的影響，用不同濃度的純尿素、純β-環(huán)糊精和β-環(huán)糊精-尿素包合物溶液處理青稞種子，結果表明，尿素濃度為5.0 g/L時，包合物可使青稞種子發(fā)芽率達82.0%，而純尿素僅為30.5%，包合作用還能有效降低尿素對青稞種子根和幼苗生長的影響。

關鍵詞：β-環(huán)糊精；尿素；包合物；青稞；萌發(fā)

中圖分類號： Q945.34文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）06-0172-02

收稿日期：2015-05-14

基金項目：四川省教育廳項目（編號：15ZB0328）。

作者簡介：廖文菊（1984—），女，重慶人，碩士，講師，研究方向為主客體緩控釋肥料。 E-mail：wenjuliao@126.com。β-環(huán)糊精（β-CD）由于其分子特殊的空腔結構，可選擇性地結合有機小分子或離子形成不同穩(wěn)定程度主客體包合物，并對客體分子形成一定的緩控釋性能，這一性能在緩控釋藥物的制備上已廣泛應用[1-2]。目前，也有將其用于緩控釋肥料制備方面的初步研究[3]，前期研究表明環(huán)糊精-尿素緩控釋肥料在降低尿素淋失方面表現(xiàn)出優(yōu)良性能[4]。為進一步研究環(huán)糊精緩控釋肥料對作物生長的影響，本試驗以青稞種子為研究對象，考察不同濃度β-CD-尿素包合物溶液對青稞種子萌發(fā)的影響，為將環(huán)糊精—尿素緩控釋肥料用于生產(chǎn)實踐提供進一步的理論基礎。

1材料與方法

1.1試驗材料

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）品種為康青9號，由四川省甘孜藏族自治州農(nóng)業(yè)科學研究所提供；β-環(huán)糊精（分子量1 134.98）、尿素（分子量60.06），均購自四川省成都市科龍化工試劑廠。

1.2試驗方法

1.2.1β-CD-尿素包合溶液的制備分別配制濃度為0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的尿素溶液，將每一濃度的尿素溶液平分為2份，向其中1份加入β-CD，使β-CD與尿素質(zhì)量比分別為1 ∶ 1，將β-CD與尿素混合溶液置于搖床中，在30 ℃下培養(yǎng)12 h，轉速100 r/min；同時配制一組濃度為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的β-CD溶液作為CK組。

1.2.2種子萌發(fā)試驗精選顆粒飽滿、大小一致的青稞種子，用10%雙氧水消毒10 min，用蒸餾水反復沖洗，將種子浸入蒸餾水置于5 ℃的冰箱中處理24 h，再放入鋪有3層濾紙、直徑為10 cm的培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿50粒種子，向各培養(yǎng)皿中分別加入試驗“1.2.1”配制的各濃度尿素、β-環(huán)糊精-尿素包合溶液及純β-環(huán)糊精溶液后，置于培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，每天定時滴入相應的不同濃度的溶液，保持芽床濕潤，光照強度2 000 lx，每天光照時間為12 h，每組4個平行樣。每天觀察各處理發(fā)芽數(shù)，以胚根和胚芽長度等于種子長度為生根、發(fā)芽標準[5]。種子置床3 d后，根據(jù)國家種子檢驗標準測定發(fā)芽勢、根長及出根數(shù)，5 d后測定苗長。

發(fā)芽率=7 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%；

發(fā)芽勢=前3 d正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。

2結果與分析

2.1β-CD-尿素包合物對青稞種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由表1可知，未作任何處理時青稞種子的發(fā)芽率為855%，尿素、β-CD和包合物處理的發(fā)芽率均低于85.3%，表明尿素、β-CD和包合物對青稞種子的萌發(fā)均具有抑制作用。其中，尿素的抑制作用最為明顯，尿素處理的青稞種子發(fā)芽率均低于35%；β-CD和包合物對青稞種子的萌發(fā)抑制作用較尿素小，β-CD濃度為3.0 g/L時，抑制作用最小，種子發(fā)芽率可達76.5%；包合物濃度為5.0 g/L時，抑制作用最小，種子發(fā)芽率可達82.0%，主要是由于β-CD的包合作用屏蔽了尿素對青稞種子萌發(fā)的影響，從而提高了發(fā)芽率。

比較不同處理的發(fā)芽率和發(fā)芽勢數(shù)據(jù)（表1、表2）可知，濃度較低時，尿素處理的發(fā)芽率與發(fā)芽勢接近，濃度≥5.0 g/L尿素處理的發(fā)芽勢均大于其發(fā)芽率30.5%，其原因在于種子萌發(fā)后由于尿素濃度較高而燒苗死亡；β-CD和包合物處理的青稞種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢數(shù)據(jù)則相差較大，發(fā)芽勢均低于發(fā)芽率，表明β-CD和包合物均會使青稞種子延遲萌發(fā)，原因在于環(huán)糊精對種子萌發(fā)具有一定的抑制作用[6]。

2.2β-CD-尿素包合物對青稞種子出根數(shù)和根長的影響

由表3可知，尿素處理時，低濃度尿素對青稞種子根的生長具有促進作用，而當尿素濃度達到5.0 g/L時，則表現(xiàn)出抑制作用，且濃度越高抑制作用越大。β-CD處理時，不同濃度的β-CD均對青稞種子根生長表現(xiàn)出抑制作用，但濃度變化對抑制作用的影響不大。包合物處理時，包合物濃度≤3.0 g/L 時，表現(xiàn)出對青稞種子根生長的強烈抑制作用；而當包合物濃度達到4.0 g/L時，表現(xiàn)出對根生長的促進作用；當濃度≥8.0 g/L時，又表現(xiàn)出抑制作用，表明一定濃度下，

環(huán)糊精與尿素的協(xié)同作用有利于青稞幼苗根的生長；當尿素濃度達到4.0 g/L時，相同尿素濃度下，包合物處理的青稞種子根長度較純尿素長一些，表明尿素濃度較高時，β-CD的包合作用可在一定程度上屏蔽尿素對青稞根生長的影響，且其自身對青稞根生長的影響也因包合了尿素而減弱。

由表4可知，濃度較低時尿素、β-CD和包合物對青稞種子出根數(shù)的影響均不大，純尿素濃度為3.0 g/L、β-CD濃度為4.0 g/L、包合物濃度為3.0 g/L時，對青稞種子出根還有一定的促進作用；但當濃度達到8.0 g/L時，則三者均表現(xiàn)出對出根的抑制作用，表明濃度過高時不利于青稞種子出根。

表4不同濃度尿素、β-CD、β-CD-尿素包合物對青稞種子出根數(shù)的影響

處理

不同濃度下的根數(shù)（條）

0 g/L1.0 g/L2.0 g/L3.0 g/L4.0 g/L5.0 g/L8.0 g/L10.0 g/L

尿素2.38±0.122.20±0.151.92±0.112.51±0.122.03±0.152.01±0.121.43±0.151.49±0.11

β-CD2.38±0.122.02±0.132.08±0.122.36±0.112.78±0.142.30±0.101.83±0.131.54±0.12

包合物2.38±0.122.10±0.112.15±0.162.42±0.112.37±0.122.28±0.101.64±0.131.72±0.10

2.3β-CD-尿素包合物對青稞種子苗長的影響

由表5可知，尿素對青稞種子幼苗生長具有一定的抑制作用，雖然從苗長數(shù)據(jù)來看，尿素濃度對青稞苗長影響不大，但實際試驗中，當尿素濃度高于3.0 g/L時，葉片頂部開始出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象（即燒苗現(xiàn)象），尿素濃度越高燒苗現(xiàn)象越明顯，表明較高的尿素濃度不利于幼苗生長；低濃度β-CD對青稞幼苗的生長具有促進作用，但當β-CD濃度達到4.0 g/L時，開始表現(xiàn)出對幼苗生長的抑制作用，當β-CD濃度達到10.0 g/L 時，青稞幼苗苗長僅為2.60 cm，遠低于不作任何處理的4.73 cm；比較包合物與尿素和β-CD的數(shù)據(jù)可知，包合作用可以在一定程度上降低尿素對青稞幼苗生長的抑制作用，當尿素濃度≤5.0 g/L時，在含有相同尿素的情況下，包合物處理的青稞種子苗長均大于純尿素，且能有效避免燒苗現(xiàn)象的發(fā)生，而當尿素濃度≥8.0 g/L時，包合物的抑制作用則更明顯，原因在于較高濃度的β-CD和尿素均對青稞幼苗的生長具有抑制作用，二者濃度均較高時，作用疊加會導致抑制作用更大。

表5不同濃度尿素、β-CD、β-CD-尿素包合物對青稞幼苗苗長的影響

處理

幼苗苗長（cm）

0 g/L1.0 g/L2.0 g/L3.0 g/L4.0 g/L5.0 g/L8.0 g/L10.0 g/L

尿素4.73±0.194.40±0.353.75±0.193.93±0.332.80±0.364.15±0.313.93±0.353.28±0.22

β-CD4.73±0.194.75±0.135.38±0.244.95±0.174.23±0.264.33±0.394.28±0.212.60±0.37

包合物4.73±0.194.43±0.224.40±0.264.03±0.223.73±0.174.75±0.333.70±0.143.13±0.19

3結論與討論

試驗結果表明，尿素對青稞種子萌發(fā)具有較強的影響，用濃度為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、8.0、10.0 g/L的尿素溶液處理時， 青稞種子的發(fā)芽率均低于35%， 而β-CD包合作用可