不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜生長(zhǎng)特性及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

路博宇，王 凱，杜天慶，薛建福

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，作物生態(tài)與旱作栽培生理山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太谷030801）

鋅是人體所必需的微量元素[1]。在人體中，鋅元素廣泛參與多種酶的合成[2]，對(duì)人體的免疫系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)及代謝系統(tǒng)等有著十分重要的作用。由于人體不能合成鋅元素，必須從外界食物中獲取，但大部分作物中的鋅元素含量較低，而種子浸種是提高作物體內(nèi)鋅元素含量的有效途徑。芽苗菜是一種綠色無(wú)污染、使用安全、清爽可口的新型蔬菜[3-4]，逐漸成為人們餐桌上深受歡迎的一種食物。因此，生產(chǎn)開(kāi)發(fā)富鋅玉米芽苗菜浸種劑對(duì)改善人類(lèi)鋅營(yíng)養(yǎng)具有重要意義。

有研究表明，螯合劑浸種可以促使植物萌發(fā)并增強(qiáng)其生理活性[5]。袁少文[6]進(jìn)行富鋅有機(jī)葉面肥的研究得出，以螯合劑制成的富鋅葉面肥不僅可以噴施而且可以浸種，與對(duì)照組相比，浸種的種子發(fā)芽率得到了提高，幼苗抗性亦有所增加。沈欣[7]研究了氨基酸對(duì)鋅肥相關(guān)方面的應(yīng)用，結(jié)果表明，所研制高濃度氨基酸螯合水溶鋅肥采用噴施或隨水灌施均有良好的應(yīng)用效果，可明顯促進(jìn)小白菜的生長(zhǎng)，提高產(chǎn)量，改善品質(zhì)；除此之外，與其他富鋅肥料相比，噴施與灌施氨基酸螯合水溶鋅肥均能提高植株鋅吸收量和鋅利用率。趙京剛等[5]研究山梨糖醇浸種對(duì)鹽脅迫下無(wú)花果的影響表明，山梨糖醇浸種可以促進(jìn)鹽脅迫下無(wú)花果的萌發(fā)，提高鹽脅迫下無(wú)花果幼苗葉片內(nèi)的SOD、CAT 活性，降低鹽脅迫下無(wú)花果葉片內(nèi)的丙二醛、過(guò)氧化氫含量。當(dāng)前對(duì)富鋅浸種劑的研究較少，基本以七水合硫酸鋅浸種為主，糖醇類(lèi)、氨基酸類(lèi)、檸檬酸、EDTA 與無(wú)機(jī)鋅鹽混合對(duì)玉米進(jìn)行浸種處理的影響尚未明確。

本試驗(yàn)研究5 種不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜的生長(zhǎng)特性、鋅積累及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，確定最佳富鋅浸種劑，為富鋅玉米芽苗菜浸種劑的制備提供技術(shù)支撐。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試玉米品種為萬(wàn)糯2000，由河北省萬(wàn)全縣華穗特用玉米種業(yè)有限責(zé)任公司提供。

1.2 試驗(yàn)方法

表1 不同富鋅浸種劑配方 mg/L

試驗(yàn)于2019 年在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院掛藏樓實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，采用單因素試驗(yàn)，共設(shè)6 個(gè)處理，即七水硫酸鋅（Z-Zn）、木糖醇 + 七水硫酸鋅（X-Zn）、檸檬酸+七水硫酸鋅（C-Zn）、甘氨酸+七水硫酸鋅（G-Zn）、EDTA+ 七水硫酸鋅 （E-Zn） 和對(duì)照組（CK），重復(fù)3 次。在18 個(gè)一次性飯盒中對(duì)玉米種子進(jìn)行浸種24 h，然后放置于由一次性飯盒和紗布組裝的培養(yǎng)盒中進(jìn)行培養(yǎng)，每個(gè)培養(yǎng)盒中選擇50 粒飽滿(mǎn)、均勻一致的玉米籽粒，室溫培養(yǎng)，培養(yǎng)時(shí)間為10 d。試驗(yàn)中6 個(gè)處理配方如表1 所示。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

1.3.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)的測(cè)定 每天統(tǒng)計(jì)玉米芽苗菜出芽數(shù)量，根據(jù)公式計(jì)算玉米種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率，并計(jì)算種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)。

式中，GP為發(fā)芽勢(shì)，G3為第 3 天發(fā)芽總數(shù)，TS為一個(gè)重復(fù)供試種子總數(shù)，GF為發(fā)芽率，G7為第7 天發(fā)芽總數(shù)，GI為發(fā)芽指數(shù)，VI為活力指數(shù)，GT為第t 天的發(fā)芽數(shù)，DT為相應(yīng)的天數(shù)（d），S 為發(fā)芽結(jié)束時(shí)幼苗單株鮮質(zhì)量（mg）。

1.3.2 干鮮質(zhì)量的測(cè)定 玉米芽苗菜生長(zhǎng)周期結(jié)束后，測(cè)定其干質(zhì)量和鮮質(zhì)量。在各處理組中隨機(jī)選取玉米芽苗菜5 株，在陰涼處放置1 h，等水分瀝盡，稱(chēng)質(zhì)量，即為其鮮質(zhì)量，再將其放入烘箱中，在40 ℃溫度下烘干至恒質(zhì)量，稱(chēng)質(zhì)量，即為其干質(zhì)量。

1.3.3 過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定 采用愈創(chuàng)木酚法，以每20 s 內(nèi)引起OD420（420 nm 波長(zhǎng)下樣品光密度的增大值）增加0.1 的酶量為1 個(gè)POD 活性單位計(jì)算。

1.3.4 可溶性糖和丙二醛含量的測(cè)定 采用硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定可溶性糖和丙二醛（MDA）的含量。

1.3.5 維生素C 含量的測(cè)定 采用鉬酸銨比色法測(cè)定玉米芽苗菜維生素C 含量。

1.3.6 鋅元素含量的測(cè)定 稱(chēng)取粉碎烘干的玉米芽苗菜0.200 g，加入混合酸液（濃硝酸∶30%雙氧水＝3∶2（V/V））10 mL，浸泡過(guò)夜，于消煮爐上消煮至無(wú)色（或淺黃色）透明，過(guò)濾定容至50 mL 的容量瓶中，再用原子吸收光譜儀測(cè)定鋅元素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)方法

采用Microsoft Excel 2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖，使用SPSS 16.0 分析軟件的新復(fù)極差法（Duncan）（P＜0.05）對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)的影響

從表2 可以看出，不同富鋅浸種劑對(duì)發(fā)芽率產(chǎn)生了一定的影響。X-Zn、E-Zn 和Z-Zn 處理下玉米芽苗菜的發(fā)芽率分別較CK 顯著提高了29.4%、19.3%和14.7%，X-Zn 處理下玉米芽苗菜的發(fā)芽率較E-Zn 和Z-Zn 處理分別顯著提高了8.6%和12.8%，E-Zn 和Z-Zn 處理下玉米芽苗菜的發(fā)芽率差異不顯著。G-Zn 處理下玉米芽苗菜發(fā)芽率較CK有所提高，但差異不顯著。C-Zn 處理下玉米芽苗菜的發(fā)芽率較CK 顯著降低了17.4%。在X-Zn 富鋅浸種劑處理下玉米芽苗菜發(fā)芽勢(shì)最高，與G-Zn、E-Zn 和Z-Zn 處理間無(wú)顯著性差異，較CK 增加了29.8%。G-Zn、E-Zn 和 Z-Zn 處理下玉米芽苗菜分別較 CK 提高了 14.9%、10.4%、6.0%，且 E-Zn、Z-Zn處理和CK 間差異不顯著。在C-Zn 富鋅浸種劑處理下玉米芽苗菜發(fā)芽勢(shì)最低，較CK 降低14.9%。表2 結(jié)果表明，不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜的活力指數(shù)影響不明顯。與 CK 相比，X-Zn、E-Zn、G-Zn和Z-Zn 處理都增加了玉米芽苗菜的活力指數(shù)，在X-Zn 處理下活力指數(shù)最高，較活力指數(shù)最低的C-Zn 處理高38.1%。

表2 不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)的影響

2.2 不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜干鮮質(zhì)量的影響

由圖1 可知，不同處理之間玉米芽苗菜的干質(zhì)量和鮮質(zhì)量均無(wú)顯著差異。6 個(gè)處理組之間的鮮質(zhì)量在 2.19～2.38 g，干質(zhì)量在 383～407 mg。

2.3 不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜POD 活性和MDA 含量的影響

由圖2 可知，在E-Zn 浸種劑處理下玉米芽苗菜POD 活性達(dá)到了最高，為35.7 U/（min·g），顯著高于其他處理。G-Zn 處理和CK 間無(wú)顯著性差異，較E-Zn 處理降低了27.5%。在Z-Zn 浸種劑處理下玉米芽苗菜POD 活性最低，為15.7 U/（min·g），但與C-Zn、X-Zn 處理間差異不顯著。在X-Zn 處理下玉米芽苗菜MDA 含量最低，為9.4 nmol/g，較E-Zn 處理低30.2%，與C-Zn、CK 間無(wú)顯著性差異。E-Zn處理下玉米芽苗菜MDA 含量最高，與Z-Zn、G-Zn處理間差異不顯著，E-Zn、Z-Zn、G-Zn 處理較 CK分別高19.3%、7.7%、3.6%。

2.4 不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜可溶性糖和維生素C 含量的影響

從圖3 可以看出，在C-Zn 處理下玉米苗芽菜可溶性糖含量最低，為65.7 mmol/g，較CK、E-Zn 處理分別降低了14.7%、11.3%，且無(wú)顯著差異。G-Zn處理可溶性糖含量最高，達(dá)84.2 mmol/g，與X-Zn、Z-Zn、CK、E-Zn 處理間差異不顯著，各處理較C-Zn處理可溶性糖含量分別增加28.2%、28.1%、24.4%、17.2%。在C-Zn 處理下玉米芽苗菜的維生素C 含量最高，達(dá)0.5 mg/g，顯著高于其他各處理，且其他處理間差異不顯著。

2.5 不同富鋅浸種劑對(duì)鋅元素含量的影響

圖4 結(jié)果表明，各富鋅浸種劑處理較CK 均顯著增加玉米芽苗菜鋅元素含量，Z-Zn、E-Zn、C-Zn、X-Zn、G-Zn 分別較 CK 增加 227.2%、211.7%、202.6%、198.3%、112.0%。從圖4 還可以看出，經(jīng)過(guò)富鋅浸種劑處理，各處理都增加了單株玉米芽苗菜體內(nèi)的鋅元素含量。E-Zn 處理下單株鋅元素含量最高，為19.76 μg，和CK 相比顯著增加了215.1%，略微高于Z-Zn 處理。

3 結(jié)論與討論

種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率是檢測(cè)種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，除去C-Zn 處理外，各處理均增加了玉米芽苗菜的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)，這與楊系玲等[8]、HARRIS 等[9]研究結(jié)果類(lèi)似。相對(duì)CK，C-Zn 處理降低了玉米芽苗菜的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和活力指數(shù)，這可能是檸檬酸酸化抑制了玉米芽苗菜的發(fā)芽生長(zhǎng)。研究表明，不同富鋅浸種劑對(duì)玉米芽苗菜的干鮮質(zhì)量影響不顯著。這與王景安等[10-11]的研究結(jié)果不同，可能由于鋅濃度或者玉米品種不一有關(guān)。

POD、MDA 代表植株抗逆性的重要指標(biāo)。劉家慶等[12]研究認(rèn)為，外源鋅有利于提高植物體內(nèi)POD活性。徐建明等[13]研究認(rèn)為，利用不同鋅濃度處理可以增加水稻葉片中的POD 活性。在本試驗(yàn)條件下，除E-Zn 處理有類(lèi)似的結(jié)果外，其余處理結(jié)果并未顯著增加甚至顯著減小POD 活性，這可能由于各處理的螯合劑配方螯合微量元素的強(qiáng)度不同導(dǎo)致的[14]。楊系玲等[8]研究認(rèn)為，一定范圍的鋅浸種可以減少不同基因型玉米幼苗體內(nèi)的丙二醛含量。同時(shí)也有研究表明，高鋅會(huì)對(duì)作物產(chǎn)生毒害作用[15]。本試驗(yàn)表明，在E-Zn 處理下MDA 含量值達(dá)到最高，可能是由于EDTA 螯合鋅元素能力較強(qiáng)導(dǎo)致的。

可溶性糖、維生素C 是重要的品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)。王妍[16]研究認(rèn)為，提供鋅元素可以增加玉米幼苗體內(nèi)的可溶性糖含量。而本試驗(yàn)結(jié)果表明，鋅元素并未顯著增加可溶性糖含量，甚至在C-Zn 處理可溶性糖含量顯著降低，這與王妍[16]的研究結(jié)果不一致。鋅可提高細(xì)胞分裂活性[17]，促進(jìn)維生素C 的合成。本試驗(yàn)C-Zn 浸種處理顯著增加了玉米芽苗菜維生素C 含量，但其他處理組與CK 之間無(wú)顯著性差異。這可能是由于維生素C 的合成是由多種基因共同調(diào)控決定的[18]，螯合劑結(jié)構(gòu)不一致導(dǎo)致的。

本試驗(yàn)表明，各處理都顯著增加了玉米芽苗菜的鋅含量。這與王景安等[10]研究結(jié)果趨于一致。按照中國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)的推薦，4 歲以上的兒童及成年的男性和女性每日應(yīng)該攝入的鋅元素分別為5.5、12.5、7.5 mg[19]。假如每人每天吃經(jīng)過(guò)E-Zn 處理的玉米芽苗菜100 株，可以提供2.0 mg 的鋅，相當(dāng)于4 歲以上的兒童及成年男性和女性每天應(yīng)當(dāng)攝入鋅的36%、16%、26%。

本研究結(jié)果表明，Z-Zn 僅顯著增長(zhǎng)了玉米芽苗菜的鋅元素含量。C-Zn 顯著增長(zhǎng)了玉米芽苗菜的維生素C 含量和鋅元素含量。X-Zn 顯著增長(zhǎng)了玉米芽苗菜的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和鋅元素含量。E-Zn顯著增長(zhǎng)了玉米芽苗菜的發(fā)芽率、POD 活性和鋅元素含量。綜合分析可知，本試驗(yàn)推薦選擇含有鰲合劑的E-Zn 富鋅浸種劑來(lái)提高玉米芽苗菜的鋅元素含量。