小麥灌漿期葉面噴施香附浸提液對籽粒干物質(zhì)積累的影響

孫君艷,劉俊強,仝勝利,程 琴,劉書含 ,李淑梅(.信陽農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，河南信陽 464000;.河南省財經(jīng)學(xué)校，鄭州 45000)

小麥灌漿期葉面噴施香附浸提液對籽粒干物質(zhì)積累的影響

孫君艷1,劉俊強2,仝勝利1,程 琴1,劉書含1,李淑梅1
(1.信陽農(nóng)林學(xué)院 農(nóng)學(xué)院，河南信陽 464000;2.河南省財經(jīng)學(xué)校，鄭州 450002)

為了解香附有效成分在小麥灌漿期對籽粒干物質(zhì)積累的影響，采用小麥花后葉面噴施的方法，對小麥品種‘周麥18’籽粒灌漿期間可溶性糖、蔗糖、淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)、灌漿速度及α-淀粉酶活性進行分析。結(jié)果表明:在小麥灌漿期間葉面噴施香附浸提液，處理2、3、4的可溶性糖、蔗糖、淀粉、灌漿速度與對照表現(xiàn)一致，說明葉面噴施香附浸提液不影響小麥籽粒干物質(zhì)的正常積累，降雨前，噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液，對籽?？扇苄蕴恰⒄崽堑霓D(zhuǎn)化及淀粉的積累有質(zhì)量濃度效應(yīng)，處理2、3的千粒質(zhì)量比對照高，處理4籽粒千粒質(zhì)量比對照低；降雨后，處理2、3、4的淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)比對照高，表明噴施香附浸提液能抑制淀粉的水解。噴施香附浸提液對α-淀粉酶活性的影響表現(xiàn)為，降雨前，處理1、2、3、4和對照均表現(xiàn)下降，處理2、3、4低于對照，處理1高于對照；降雨后，處理2、3、4比對照低，處理1高于對照，表明香附浸提液可抑制α-淀粉酶活性，水分可促進α-淀粉酶活性，說明葉面噴施香附浸提液不影響小麥灌漿期間籽粒干物質(zhì)的正常積累，但存在質(zhì)量濃度效應(yīng)，對籽粒中α-淀粉酶活性存在抑制作用，因而可減緩淀粉的水解作用，減弱降雨后籽粒萌發(fā)的可能性，可為研發(fā)生物源植物生長調(diào)節(jié)劑提供參考依據(jù)。

香附浸提液；小麥；灌漿；籽粒干物質(zhì)

小麥?zhǔn)侵袊饕Z食作物之一，在中國乃至全世界均占有重要地位，其產(chǎn)量高低關(guān)系到中國的國計民生和糧食安全[1]。小麥灌漿進程受溫度、光照、水分肥分、植物激素等多種因素的影響，截止目前，前人已經(jīng)研究播期[2]、密度[3]、氮肥[4]、鉀肥[5-7]、赤霉素[6]、IAA[8-9]、 GA3[8-9]和 ABA[8-9]等對小麥灌漿特性和干物質(zhì)積累的影響，但噴施植物浸提液的影響作用主要集中在植物的化感作用，例如，王一峰等[10]、來慶捷等[11]、柴夏華等[12]利用半夏、黃花蒿和葎草等植物的浸提液處理小麥種子，對小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長存在化感作用，對小麥種子的發(fā)芽率、苗高、根長等生長指標(biāo)表現(xiàn)出明顯的抑制作用；張建奎等[13]從植物源天然物質(zhì)中提取的物質(zhì)，在小麥抽穗后不同時期噴施，對成熟期小麥的穗發(fā)芽存在抑制作用等，但關(guān)于噴施植物浸提液對小麥灌漿特性和籽粒干物質(zhì)積累影響的研究尚未見報道。

香附(RhizomacyperiRotundi)，又名雀頭草、莎草根等，是莎草科植物莎草屬(CyperusrotundusL.)的一種多年生草本植物，其干燥根莖可入藥，具有疏肝行氣、調(diào)經(jīng)止痛的功效[14-16]。香附的化學(xué)成分主要含有香附子醇、香附子烴、黃酮類、三萜類及生物堿等[17-19]。姜元啟等[20]用新鮮香附有機溶劑萃取物對玉米象和銹赤扁谷盜成蟲的毒力測試表明，1%的香附粗提物對銹赤扁谷盜成蟲有較強的忌避作用；Seo等[21]研究表明，香附提取物可抑制小鼠巨噬細(xì)胞中一氧化氮和超氧化物的產(chǎn)生；肖剛等[22]研究表明，香附黃酮具有較強的抗氧化活性，對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼和超氧自由基均具有較好的清除作用，而且對自由基的清除作用隨著黃酮液濃度的增加而增強。因此，本試驗在小麥灌漿期葉面噴施香附浸提液，以研究香附浸提液對小麥灌漿過程中籽粒干物質(zhì)的積累是否存在影響，為進一步研發(fā)生物源植物生長調(diào)節(jié)劑提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

小麥品種‘周麥18’，生香附購買于藥材市場。

1.2 香附浸提液的制取

香附浸提液制備具體為：稱取生香附20 g，烘干，計算出生香附的含水量，然后按制備質(zhì)量濃度為150 g/L所需生香附的質(zhì)量，采用沸水煎煮1.5 h，最后過濾獲得母液，將其配制為60 g/L、120 g/L、180 g/L的質(zhì)量濃度梯度。

1.3 試驗設(shè)計

試驗于2015年10月-2016年6月在信陽農(nóng)林學(xué)院實習(xí)農(nóng)場進行，試驗田地勢平坦，地力均勻，小麥播種前試驗田0～20 cm土層的有機質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.25 g/kg，全氮為0.68 g/kg，堿解氮為42.32 mg/kg，速效磷為65.46 mg/kg，速效鉀為125 mg/kg。

試驗共設(shè)5個處理，處理1噴清水，處理2、處理3、處理4葉面噴施香附浸提液，質(zhì)量濃度分別為60 g/L、120 g/L、180 g/L，處理5為對照(既不噴水也不噴香附浸提液)。5個處理于花后3 d用噴霧器按照上述設(shè)計進行葉面噴施，每小區(qū)噴施2 000 mL。花后第20天降雨(小雨，持續(xù)時間8 h，降雨量為60.7 mm)，雨后，處理2、3、4葉面噴施香附浸提液500 mL。

試驗采取隨機區(qū)組，3次重復(fù)，小區(qū)長6 m，寬3 m，每小區(qū)12行，行距0.2 m，2015-10-16播種，小麥揚花后在各處理內(nèi)選擇長勢一致的植株掛牌做標(biāo)記。2016-06-05依成熟先后收獲，其他管理措施同一般高產(chǎn)大田。

1.4 測定項目與方法

可溶性糖測定采用蒽酮比色法[23-24]，蔗糖測定參照文獻[23-24]，淀粉測定采用何照范[25]的方法， α-淀粉酶活性采用3,5-二硝基水楊酸法[26]測定。

籽粒灌漿速率的測定：在開花期選擇各個處理生長勢一致的進行植株掛牌，從花后7 d開始取樣，每隔5 d取樣測定千粒干質(zhì)量，每次在各試驗小區(qū)順次隨機取20穗進行測定，先105 ℃烘籽粒15 min殺青(第1、2、3期由于籽粒過小，不易脫粒，先對穗子殺青而后脫粒),70 ℃烘8 h左右至恒質(zhì)量，測定籽粒干質(zhì)量，計算灌漿速率。灌漿速率=(Gn+5-Gn)/5。其中:Gn+5為第(n+5)天的千粒干質(zhì)量；Gn為第n天千粒干質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用 Excel 2007和 SPSS 13.0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉面噴施香附浸提液對小麥籽?？扇苄蕴堑挠绊?/h3>

不同質(zhì)量濃度的香附浸提液在灌漿期對‘周麥18號’可溶性糖的影響見圖1。由圖1可見：隨著小麥灌漿進程的延長，處理1、2、3、4和對照的籽粒中可溶性糖均呈下降趨勢，從開花到第17天，處理2、3、4的可溶性糖低于對照，表明香附浸提液可促進可溶性糖轉(zhuǎn)化，并存在質(zhì)量濃度效應(yīng)；開花第20天降雨，雨后第27天測得處理3和處理4的可溶性糖低于對照，分別降低17.6%和2.9%，處理1較對照升高35.2%，表明降雨影響可溶性糖的轉(zhuǎn)化，噴施香附浸提液可減緩此影響。

圖1 香附浸提液對籽?？扇苄蕴堑挠绊慒ig.1 The effects on grain soluble sugar by spraying extracts of Rhizoma cyperi

2.2 葉面噴施香附浸提液對小麥籽粒蔗糖的影響

葉面噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液對‘周麥18’蔗糖的影響見圖2。由圖2可見：整個灌漿期處理1、2、3、4和對照的蔗糖變化呈斜坡式直線下降，在花后7 d蔗糖均達到最大值，然后隨著灌漿期的延長，蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降。降雨前，測的第17天，處理2、3、4的蔗糖分別低于對照1.39%、4.25%、0.49%，處理1高于對照7.5%，表明香附浸提液可促進蔗糖的轉(zhuǎn)化，水分會影響蔗糖的轉(zhuǎn)化；降雨后第27天測得處理3、4的蔗糖低于對照4.55%、2.69%，處理1、處理2高于對照31.0%、1.8%，表明降雨影響蔗糖的轉(zhuǎn)化，噴施一定質(zhì)量濃度的香附浸提液可減緩此影響。

圖2 香附浸提液對籽粒蔗糖的影響Fig.2 The effects on sucrose by spraying extracts of Rhizoma cyperi

2.3 葉面噴施香附浸提液對小麥籽粒淀粉的影響

葉面噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液對‘周麥18’淀粉的影響見圖3。由圖3可見：處理1、2、3、4和對照的籽粒中淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化均表現(xiàn)為在花后7～12 d迅速升高，之后緩慢上升，變化趨于平緩，在灌漿末期淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到最大值。降雨前，第17天處理2、3、4高于對照1.07%、2.68%、0.64%，處理1低于對照2.7%；降雨后，第27天測得處理1、處理4低于對照1.87%、3.6%，處理2、3高于對照1.94%、2.68%，表明噴施香附浸提液可增加籽粒的淀粉積累量，水分對淀粉的積累產(chǎn)生影響。

2.4 葉面噴施香附浸提液對小麥籽粒灌漿速率影響

葉面噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液對‘周麥18’灌漿速率的影響見圖4。由圖4可知，處理1、2、3、4和對照的灌漿速率變化均表現(xiàn)為單峰曲線，在前期(花后17 d)都呈上升趨勢，但處理2、3、4上升的速度高于對照，表明香附浸提液可促進水溶性糖的轉(zhuǎn)換，提高灌漿速率；降雨后，第27天處理2低于對照16%，處理3、4分別高于對照7.2%、1.6%，表明噴施一定非質(zhì)量濃度的香附浸提液可減緩淀粉的水解，保證籽粒中淀粉積累；處理1前期(17 d前)的灌漿速度高于對照，降雨后，第27天灌漿速度低于對照31.2%，表明適宜含水量可促進灌漿，過高含水量會阻礙灌漿，引起淀粉水解，導(dǎo)致灌漿速度下降。

圖3 香附浸提液對籽粒淀粉的影響Fig.3 The effects on starch by spraying extracts of Rhizoma cyperi

2.5 葉面噴施香附浸提液對小麥籽粒千粒質(zhì)量的影響

葉面噴施不同濃度的香附浸提液對‘周麥18’籽粒千粒質(zhì)量的影響見圖5。由圖5可知，花后7～12 d，處理2、3、4和對照千粒質(zhì)量差別不大，花后第17天，處理2、3千粒質(zhì)量分別高于對照2.09%、9.17%，表明噴施香附浸提液加快淀粉轉(zhuǎn)換速度，使處理2、3的籽粒千粒質(zhì)量高于對照；降雨后，第27天處理3、4高于對照0.34%、0.19%，表明葉面噴施一定濃度香附浸提液后可抑制淀粉的水解，從而增加籽粒千粒質(zhì)量。處理1在第17天低于對照22.7%，降雨后第27天依然低于對照，表明水分促進淀粉的水解，影響籽粒千粒質(zhì)量的增加。

圖4 香附浸提液對小麥籽粒灌漿速率的影響Fig.4 The effects on wheat grain filling rate by spraying extracts of Rhizoma cyperi

圖5 香附浸提液對小麥籽粒千粒質(zhì)量的影響Fig.5 The effects on wheat 1 000-grain mass by spraying extracts of Rhizoma cyperi

2.6 葉面噴施香附浸提液對小麥籽粒α-淀粉酶活性的影響

葉面噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液對‘周麥18’籽粒中α-淀粉酶活性的影響見圖6, 處理1、2、3、4和對照的α-淀粉酶活性在花后7 d到32 d均呈下降趨勢，降雨前，處理1、2、3、4和對照的α-淀粉酶活性差別不大，降雨后，第27天處理2、3、4的α-淀粉酶活性分別比對照低9.5%、12.3%、17.8%，處理1比對照高9.6%，說明香附浸提液可抑制α-淀粉酶活性，且隨質(zhì)量濃度升高，抑制效應(yīng)明顯，而水分則提高α-淀粉酶活性，因此處理1的α-淀粉酶活性高于處理2、3、4。

圖6 香附浸提液對小麥籽粒α-淀粉酶活性的影響Fig.6 The effects on α-amylase activity by spraying extracts of Rhizoma cyperi

3 討 論

小麥灌漿期間籽粒的蔗糖、可溶性糖及淀粉的合成與積累、灌漿速率的變化等方面，前人已有較多報道，在本試驗中，無論是否噴施香附浸提液，小麥籽粒的蔗糖、可溶性糖、淀粉的積累與合成、灌漿速率的變化均與岳鵬莉等[27]、姜東等[28]、李友軍等[29]、王旭東等[30]、高松潔等[31]、吳少輝等[32]的研究結(jié)果表現(xiàn)一致，小麥灌漿期間，籽粒中蔗糖、可溶性糖均表現(xiàn)為隨灌漿時間的延長而逐漸下降，在花后7 d達到最大值；淀粉的合成與積累，表現(xiàn)為隨著灌漿期的延長，同化物不斷轉(zhuǎn)化，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸上升，在灌漿期末達到最大值；灌漿速率呈現(xiàn)單峰曲線，籽粒的千粒質(zhì)量表現(xiàn)為隨著灌漿期延長，千粒質(zhì)量增加，說明葉面噴施香附浸提液對于小麥灌漿過程中蔗糖、可溶性糖、淀粉積累與合成、灌漿速率以及千粒質(zhì)量的形成沒有顯著影響。

在降雨前，處理2、3、4和對照灌漿速率差別不大；降雨后，花后27 d，處理2低于對照，處理3、4分別高于對照，表明噴施一定非濃度的香附浸提液可減緩淀粉的水解，保證籽粒中淀粉積累，處理3、4的千粒質(zhì)量高于對照。

對α-淀粉酶活性的分析，處理1、2、3、4和對照雖都呈下降趨勢，但降雨前，處理2、3、4和對照差別不大；降雨后，花后27 d，處理2、3、4的α-淀粉酶活性比對照低，處理1比對照高，說明香附浸提液可抑制α-淀粉酶活性，且隨質(zhì)量濃度升高，抑制效應(yīng)增強，而水分則提高α-淀粉酶活性，故處理1的α-淀粉酶活性高于處理2、3、4。

籽粒的千粒質(zhì)量都表現(xiàn)為隨灌漿期延長，千粒質(zhì)量增加，但降雨前處理2、3、4和對照沒有明顯差別，但降雨后(花后27 d)處理2、3、4和對照差別明顯，主要因為小麥花后第20天降雨，對照籽粒含水量增加，使α-淀粉酶活性增強，淀粉水解，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低，籽粒千粒質(zhì)量下降；而處理2、3、4由于噴施不同質(zhì)量濃度的香附浸提液，則表現(xiàn)出抑制α-淀粉酶活性的作用，從而減緩淀粉水解，使蔗糖和可溶性糖沒有明顯變化，蔗糖可正常轉(zhuǎn)化為淀粉，因而處理3、4的蔗糖在第27、32天明顯低于對照，籽粒千粒質(zhì)量高于對照，此與任江萍等[33]和高松潔等[31]的研究結(jié)論一致；但另一方面，噴施香附浸提液又表現(xiàn)出質(zhì)量濃度效應(yīng)，導(dǎo)致處理2在第27、32天千粒質(zhì)量低于對照。

前人研究，穗發(fā)芽能力高的小麥籽粒內(nèi)部含有較高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的可溶性糖，籽粒內(nèi)α-淀粉酶活性也較高，穗發(fā)芽率與可溶性糖及α-淀粉酶活性呈正相關(guān)，可溶性糖與α-淀粉酶活性呈極顯著正相關(guān)[34-35]。孫果忠等[36]研究也表明，小麥在揚花后20 d的離體胚的萌發(fā)率均達100%，在花后 25 d是抑制穗萌的關(guān)鍵期，本試驗中，花后20 d降雨，處理2、3、4噴施香附浸提液，可溶性糖轉(zhuǎn)化沒有受到影響，而對照卻受到降雨的影響導(dǎo)致可溶性糖轉(zhuǎn)化受阻，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降，因此，葉面噴施香附浸提液對抑制小麥穗萌具有一定的效果，但是香附浸提液抑制穗萌的機制、抑制最佳時間及最佳抑制濃度，還有待于進一步研究，但可為利用香附植物浸提液開發(fā)相關(guān)的抑制穗萌生物制劑提供參考依據(jù)。

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EffectofSprayingExtractsofRhizomacyperionGrainDryMatterAccumulationinWheat

SUN Junyan1,LIU Junqiang2,TONG Shengli1,CHENG Qin1,LIU Shuhan1and LI Shumei1
(1.College of Agronomy,Xinyang Agriculture and Forestry University,Xinyang Henan 464000,China;2.Henan Finance and Economics School，Zhengzhou 450002,China)

In order to explore the effects of sprayingRhizomacyperion dry matter accumulation of wheat, wheat after anthesis by foliar spraying method of wheat cultivar ‘Zhoumai 18’ during grain filling of soluble sugar, sucrose, starch mass fraction,amylase activity and a grouting speed are analyzed. The results show that the grain filling in wheat during foliar leaching ofRhizomacyperiextract, soluble sugar,sucrose, starch mass fraction,grain filling rate of treament 2,3,4 and the control performance is consistent, that foliar extracts ofRhizomacyperidoes not affect the normal accumulation of dry matter, grain before rainfall, the effects of different mass concentrations of extracts ofRhizomacyperi, soluble sugar, sucrose conversion and the accumulation of starch mass concentration effect, low mass concentration promoted, has the effect of high mass concentration, with treatment 2,3 mass higher than the control,treatment 4 grain mass was lower than the control; after the rainfall,treatment 2,3,4 mass concentration of starch was higher than the control, showed that spraying leaching extracts could inhibit the hydrolysis ofCyperusstarch. Spraying ofRhizomacyperieffects of leaching liquid of α-amylase activity before rainfall,treatment 1,2,3,4 and control were decreased,treatment 2,3,4 was lower than that of the control,treatment 1 higher than that of control group; after the rainfall,treatment 2,3,4 lower than the control,treatment 1 higher than the control group, showed that the extracts ofRhizomacypericould inhibit α-amylase activity.That water can promote α-amylase activity, this study showed that foliar application ofCyperusextract does not affect wheat during grain filling of grain dry matter accumulation of normal, but there exist mass concentration effect, inhibition of α-amylase activity in grains, which can slow down the hydrolysis of starch, weaken the possibility of seed germination after rainfall, which can provide a reference the basis for development of biological source of plant growth regulators.

Extracts ofRhizomacyperi；Wheat； Grouting；Grain dry matter

2017-06-26

2017-10-09

Henan Province Science and Technology Research Project(No.162102110025);Xinyang Agriculture and Forestry College Quality Course Construction Project.

SUN Junyan，female，master,associate professor.Research area:plant stress physiology. E-mail:xysjy66@163.com

TONG Shengli,male,master,lecturer.Research area:plant stress physiology. E-mail:517425423@qq.com

成敏ResponsibleeditorCHENGMin)

日期：2017-12-21

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171221.1650.008.html

2017-06-26

2017-10-09

河南省科技攻關(guān)項目(162102110025)；信陽農(nóng)林學(xué)院精品課程建設(shè)項目。

孫君艷，女，碩士，副教授，主要從事作物抗逆栽培研究。E-mail:xysjy66@163.com

仝勝利，男，碩士，講師，主要從事小麥栽培研究。E-mail: 517425423@qq.com

S512.1

A

1004-1389(2017)12-1761-07