聚天冬氨酸和生根劑復(fù)配對玉米根系及幼苗生長的影響

王亮亮+高志山+宋濤

摘要： 為探究聚天冬氨酸與生根劑復(fù)配對玉米根系及幼苗生長的影響，設(shè)計(jì)以Hoaglands營養(yǎng)液作對照（CK）及在營養(yǎng)液中分別添加聚天冬氨酸（T1）、生根劑（T2）、聚天冬氨酸加生根劑（T3）等4個(gè)處理的玉米水培試驗(yàn)。結(jié)果表明，與其他處理相比，營養(yǎng)液中同時(shí)添加聚天冬氨酸及生根劑的處理可增加玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數(shù)、根平均直徑及根鮮質(zhì)量，提高根系活力，同時(shí)增加玉米的株高及地上部鮮質(zhì)量。其中，T3處理玉米的根系活力、根鮮質(zhì)量、地上部鮮質(zhì)量較CK分別提高6.10%、31.33%、25.86%；較T1處理分別提高3.14%、12.37%、5.80%；較T2處理分別提高0.46%、2.83%、8.96%，增幅明顯，說明聚天冬胺酸與生根劑復(fù)配在促進(jìn)玉米根系及幼苗的生長方面具有協(xié)同作用，因此，二者復(fù)配具有推廣和使用價(jià)值。

關(guān)鍵詞： 聚天冬氨酸；生根劑；玉米；根系活力；復(fù)配；水培試驗(yàn)

中圖分類號(hào)： S513.06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2017）22-0067-02

根系是作物吸收水分與養(yǎng)分、合成生理活性物質(zhì)、促進(jìn)地上部生長的重要器官[1]。根系生物量、生理活性及其空間分布是決定其作用大小的重要因素[2]，這些因素與作物光合產(chǎn)物的合成及運(yùn)轉(zhuǎn)分配、籽粒結(jié)實(shí)、葉片衰老等密切相關(guān)，是植株生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的重要保證[3-4]。根系的形成與許多因素有關(guān)，尤其是植物激素。其中，生長素在促進(jìn)不定根和側(cè)根生長過程中起著關(guān)鍵作用[5]。已有文獻(xiàn)表明，吲哚丁酸和萘乙酸2種外源生長素類物質(zhì)按照質(zhì)量比1 ∶ 4復(fù)配所獲得的生根劑對玉米根系生長具有明顯的促進(jìn)作用[6]。

聚天冬氨酸是氨基酸的聚合物，近年來常作為肥料增效劑被用在農(nóng)作物生產(chǎn)上，大量研究表明，施用聚天冬氨酸不僅可以提高農(nóng)作物葉綠素含量和光合速率，還可以增加作物地上部干物質(zhì)的積累量[7]，提高作物產(chǎn)量[8-9]。但目前聚天冬氨酸在促進(jìn)作物根系生長方面的報(bào)道并不多見，聚天冬氨酸與生根劑復(fù)配對作物根系生長是否具有協(xié)同作用的研究更未見報(bào)道。因此，本研究系統(tǒng)分析聚天冬氨酸、生根劑、聚天冬氨酸和生根劑復(fù)配等分別對玉米根系生長、根系活力及玉米幼苗生長的影響，探討聚天冬氨酸與生根劑在促進(jìn)玉米根系生長、提高玉米生物量方面是否具有協(xié)同作用，以期為二者在生產(chǎn)上的混配使用和推廣提供一定的理論依據(jù)。

[BT1#] 1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間和地點(diǎn)

試驗(yàn)于2016年4月在山東省金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司功能型肥料實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)材料

吲哚丁酸、α-萘乙酸均為河南春雨農(nóng)業(yè)化工研究所研制；聚天冬氨酸由金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司自產(chǎn)；基礎(chǔ)培養(yǎng)液為Hoaglands營養(yǎng)液；供試玉米品種為魯單981。

1.3 試驗(yàn)方法

挑選飽滿且大小一致的玉米種子，經(jīng)10%雙氧水表面消毒10 min，并用無菌水沖洗8次后，播在鋪有濾紙的托盤中，于LRH-250-G光照培養(yǎng)箱[25 ℃（晝）/15 ℃（夜）]中催芽，待幼苗長至2葉1心時(shí)取生長一致的幼苗分別移至裝有Hoaglands營養(yǎng)液的塑料槽中，每個(gè)塑料槽2株，用氣泵間歇（30 min/h）通氣培養(yǎng)。

試驗(yàn)共設(shè)Hoaglands營養(yǎng)液（CK）及在營養(yǎng)液中分別添加聚天冬氨酸（T1）、生根劑（T2）、聚天冬氨酸加生根劑（T3）4個(gè)處理，其中按照吲哚丁酸 ∶ 萘乙酸=1 ∶ 4的質(zhì)量比復(fù)配制得生根劑，生根劑及聚天冬氨酸最終使用濃度分別為 2 μmol/mol 及0.02 μmol/mol。每個(gè)處理設(shè)4個(gè)重復(fù)，每隔 2 d 更換1次營養(yǎng)液，2周后每個(gè)處理選取6株進(jìn)行收獲并測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.4 測定方法

采用根系掃描儀分析根系參數(shù)，并用根系分析軟件WinRHIZO對總根長、總根表面積、根分枝數(shù)和根平均直徑進(jìn)行定量分析；根系活力采用TTC法[10]測定；株高用直尺測定；地上部鮮質(zhì)量及根鮮質(zhì)量用電子分析天平測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營養(yǎng)液對玉米根系生長的影響

由表1可以看出，在Hoaglands營養(yǎng)液中無論是單獨(dú)添加聚天冬氨酸或生根劑，還是同時(shí)添加聚天冬氨酸與生根劑均可以不同程度地增加玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數(shù)及根平均直徑，說明聚天冬氨酸與生根劑都具有促進(jìn)玉米根系生長的作用。T3處理玉米根系的總根長、總根表面積、根分枝數(shù)、根平均直徑分別較對照提高7.18%、12.34%、15.57%、9.76%，說明T3處理對玉米根系生長的促進(jìn)效果最好，T2處理次之，T1處理最小。結(jié)果說明，聚天冬氨酸與生根劑復(fù)配在促進(jìn)玉米根系生長方面具有協(xié)同作用。

2.2 不同營養(yǎng)液對玉米根系活力的影響

根系活力指根系的吸收、合成、氧化和還原等能力，是客觀反映根系生命活動(dòng)的一種生理指標(biāo)[11]。由圖1可以看出，在營養(yǎng)液中添加聚天冬氨酸和生根劑后，均可不同程度地增強(qiáng)玉米幼苗的根系活力。其中T1處理與對照差異不顯著，較對照提高2.87%，而T2、T3處理均與對照差異顯著，分別較對照提高5.61%、6.10%。T1、T2、T3處理間差異不顯著，但T3處理的根系活力最高，較T1、T2處理分別提高3.14%、0.46%，說明在提高玉米幼苗根系活力方面，聚天冬氨酸與生根劑復(fù)配具有協(xié)同作用。

[FK（W11][TPWLL1.tif]

2.3 不同營養(yǎng)液對玉米株高、地上部及根鮮質(zhì)量的影響

由表2可以看出，在營養(yǎng)液中添加聚天冬氨酸和生根劑均可促進(jìn)玉米植株株高、地上部鮮質(zhì)量及根鮮質(zhì)量的增加。其中，在玉米株高及地上部鮮質(zhì)量方面，與對照相比，各處理的促進(jìn)效果從大到小依次為T3處理>T1處理>T2處理，T3處理的玉米株高較CK、T1、T2處理分別提高16.73%、5.06%、7.53%，玉米地上部鮮質(zhì)量較CK、T1、T2處理分別提高25.86%、5.80%、8.96%。在根鮮質(zhì)量方面，與對照相比，各處理的促進(jìn)效果從大到小依次為T3處理>T2處理>T1處理，T3處理較CK、T1、T2處理分別提高31.33%、12.37%、2.83%。結(jié)果說明，聚天冬氨酸及生根劑復(fù)配在提高玉米株高、地上部鮮質(zhì)量及根鮮質(zhì)量方面同樣具有協(xié)同作用。

3 結(jié)論與討論

總根長、總根表面積、根平均直徑等是體現(xiàn)根系吸收效率及能力的重要指標(biāo)[6]。相關(guān)研究表明，一定濃度的萘乙酸可促進(jìn)黃瓜根、芽的生長[12]，吲哚丁酸可促進(jìn)側(cè)根的發(fā)生和發(fā)育[13]，萘乙酸與吲哚丁酸復(fù)配得到的生根劑可以促進(jìn)玉米[6]、扦插沙棘雌株[14]、扦插枸杞嫩枝[15]等作物的快速生根，并可增加作物根系的總根長、根分枝數(shù)和總根表面積，提高根系活力。結(jié)果表明，在營養(yǎng)液中添加生根劑增加玉米根系的總根長、根表面積及根平均直徑，使玉米根系分枝數(shù)明顯增多，并提高根系活力，這與前人研究結(jié)果一致。除此之外，添加生根劑增加玉米植株的株高，同時(shí)提高玉米的地上部鮮質(zhì)量及根鮮質(zhì)量。

聚天冬氨酸是同時(shí)含有羧基和氨基活性基團(tuán)的一個(gè)大分子物質(zhì)，可與營養(yǎng)元素離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，并將養(yǎng)分離子不斷地運(yùn)輸?shù)阶魑锔?，與根系進(jìn)行離子交換，以供作物吸收利用，從而更好地促進(jìn)作物生長[16]。結(jié)果表明，在營養(yǎng)液中添加聚天冬氨酸除了可以增加玉米株高及地上部鮮質(zhì)量外，還可促進(jìn)玉米根系的生長，但促進(jìn)根系生長的程度不及生根劑，且在提高玉米根系活力方面的效果并不顯著。分析原因可能是因?yàn)榫厶於彼釣榘被峋酆衔?，本身并不直接被作物吸收利用，而是通過絡(luò)合營養(yǎng)元素離子并將養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)阶魑锔?，以供根系吸收利用，間接促進(jìn)根系生長[16]；生根劑則是通過調(diào)節(jié)植物代謝強(qiáng)度，強(qiáng)化調(diào)控植物內(nèi)源激素的含量和重要酶的活性，促進(jìn)生物大分子的合成，從而直接誘導(dǎo)根系的形成[17]。結(jié)果表明，營養(yǎng)液中同時(shí)添加聚天冬氨酸和生根劑處理的玉米幼苗各項(xiàng)指標(biāo)均明顯優(yōu)于其他處理，說明二者通過不同的方式促進(jìn)玉米根系及幼苗的生長，二者復(fù)配具有協(xié)同作用。

綜上所述，聚天冬氨酸、生根劑可分別通過間接、直接作用協(xié)同促進(jìn)玉米根系及幼苗生長，因此二者復(fù)配具有推廣和使用價(jià)值。

[HS2][HT8.5H]參考文獻(xiàn)：

[1] 馬存金，劉 鵬，趙秉強(qiáng)，等. 施氮量對不同氮效率玉米品種根系

[KG1*2/3] 時(shí)空分布及氮素吸收的調(diào)控[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2014，20（4）：845-859.

[2]齊文增，劉慧慧，李 耕，等. 超高產(chǎn)夏玉米根系時(shí)空分布特性[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2012，18（1）：69-76.

[3]王敬鋒，劉 鵬，趙秉強(qiáng)，等. 不同基因型玉米根系特性與氮素吸收利用的差異[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，44（4）：699-707.

[4]張傳勝，王余龍，龍銀成，等. 影響秈稻品種產(chǎn)量水平的主要根系性狀[J]. 作物學(xué)報(bào)，2005，31（2）：137-143.

[5]王金祥，嚴(yán)小龍，潘瑞熾. 不定根形成與植物激素的關(guān)系[J]. 植物生理學(xué)通訊，2005，41（2）：133-142.

[6]王 紅，宋 濤，劉 輝，等. 不同濃度生根劑對玉米根系生長的影響[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（2）：57-59.

[7]姜 雯，周登博，張洪生，等. 不同施肥水平下聚天冬氨酸對玉米幼苗生長的影響[J]. 玉米科學(xué)，2007，15（5）：121-124.

[8]祁 飛，尚 平，楊 永. 綠色聚合物聚天冬氨酸的研究進(jìn)展[J]. 河北化工，2010，33（8）：14-16.

[9]冷一欣，芮新生，何佩華. 施用聚天冬氨酸增加玉米產(chǎn)量的研究[J]. 玉米科學(xué)，2005，13（3）：100-102.

[10] 鄭 堅(jiān)，陳秋夏，金 川，等. 不同TTC法測定楓香等闊葉樹容器苗根系活力探討[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（1）：39-42.

[11]劉海龍，鄭桂珍，關(guān)軍鋒，等. 干旱脅迫下玉米根系活力和膜透性的變化[J]. 華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2002，17（2）：20-22.

[12]唐為萍，陳樹思，陳丹生，等. 萘乙酸對黃瓜根、芽生長的影響[J]. 長江蔬菜，2008（21）：39-41.

[13]杜美娥，張 偉，劉 潔. 不同濃度IBA對大葉黃楊扦插生根效果的影響[J]. 湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，54（24）：6268-6271.

[14]王建風(fēng)，黃生福. 不同濃度的吲哚丁酸和萘乙酸對中國沙棘雌株嫩枝扦插的影響[J]. 安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（11）：5578-5579.

[15]奎萬花. 不同濃度的吲哚乙酸和萘乙酸對寧夏枸杞嫩枝扦插成苗的影響[J]. 河北林果研究，2010，25（3）：249-251.

[16]王海平，海 霞，李春梅，等. 聚天冬氨酸的研究及應(yīng)用進(jìn)展[J]. 河北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008，32（4）：517-522.

[17]成仿云，張文娟，于曉南，等. 赤霉素及生根粉對芍藥促成栽培的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào)，2005，32（6）：1129-1132.