黃腐酸對(duì)鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響

張春蘭

（濰坊學(xué)院種子與設(shè)施農(nóng)業(yè)工程學(xué)院 山東濰坊 261061）

黃腐酸（Fulvic acid，F(xiàn)A）是一類含有多種功能活性基團(tuán)、易溶于水、易被吸收、具有多種生物活性的植酸類有機(jī)化合物的總稱[1]。 近年來，F(xiàn)A 因具有改良植物抗逆性、調(diào)控植物生長(zhǎng)、提高作物產(chǎn)量等作用而被作為一種廣譜的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑廣泛應(yīng)用。 研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)A 可提高鹽脅迫下大豆[2]、白菜[3-4]種子等的發(fā)芽率和成苗率， 但對(duì)黃瓜種子耐鹽性緩解方面的研究鮮有報(bào)道。

目前黃腐酸的生產(chǎn)主要以泥炭、農(nóng)作物秸稈、木料等為原料， 利用有機(jī)溶劑和微生物發(fā)酵來提取獲得[5-6]。 但我國(guó)還有大量的生產(chǎn)飲料廢棄物，如蘋果渣、梨渣等。 本試驗(yàn)以蘋果渣為原料，通過自然發(fā)酵法提取FA，并以不同濃度NaCl 模擬鹽脅迫條件培養(yǎng)黃瓜種子，以期明確顯著的抑制濃度；并在該濃度條件下添加FA 粗制品，通過測(cè)定種子發(fā)芽率和幼苗生長(zhǎng)的有關(guān)參數(shù)尋找最佳FA 粗制品添加量，從而為鹽漬地、鹽堿地中黃瓜的種植提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 FA 粗制品的提取及測(cè)定

1.1.1 蘋果渣的發(fā)酵與FA 粗制品的提取 蘋果切塊后用組織搗碎機(jī)搗碎、 紗布濾去果汁后得到蘋果渣。 將蘋果渣放入瓷罐中，加入適量的蒸餾水使其含水量約為50%。 蓋上保鮮膜，放入恒溫箱中28℃自然發(fā)酵10 d 左右。

將發(fā)酵后的蘋果渣取出， 用8 層紗布過濾得到發(fā)酵液。 將發(fā)酵液置于燒杯中，在約60℃條件下使濾液緩慢蒸發(fā)濃縮， 待濃縮物變?yōu)辄S色濃稠狀并散發(fā)著香味時(shí)轉(zhuǎn)入恒溫箱中，在85℃條件下烘干至恒重，得到棕褐紅色干物質(zhì)即為FA 粗制品。

1.1.2 粗制品中FA 含量的測(cè)定 采用容量滴定法測(cè)定粗制品中FA 的純度[7]。 具體步驟如下：

（1）FA 粗制品的溶解與氧化：1.0 g 粗制品放在70 mL dH2O，于沸水浴煮沸30 min，冷卻至室溫后定容至200 mL。 過濾，取濾液5.0 mL 放入錐形瓶中，加入0.8 mol/L 重鉻酸鉀溶液5.0 mL 和15 mL 濃硫酸，在沸水浴中加熱氧化30 min。

（2）滴定：取出冷卻至室溫，加入70 mL dH2O 和3～5 滴鄰菲羅啉指示劑， 以0.1 mol/L 硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅褐色。

（3）計(jì)算：依據(jù)下列公式計(jì)算粗制品中FA 的有效含量。

式中，V0為對(duì)照組消耗硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V為粗制品消耗的硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；C為硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L。

1.2 鹽脅迫對(duì)黃瓜種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的影響

1.2.1 種子的處理與培養(yǎng) 試驗(yàn)于2022 年4-5 月在濰坊學(xué)院種子與設(shè)施農(nóng)業(yè)工程學(xué)院生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。 選取顆粒飽滿、 完整無破損的黃瓜種子，用95%乙醇消毒后，于不同濃度NaCl 溶液中分別浸種12 h，然后在相應(yīng)NaCl 溶液的培養(yǎng)皿中進(jìn)行光照培養(yǎng)。 共設(shè)置5 個(gè)處理：CK1（dH2O）、 A1（0.05 mol/L NaCl）、A2（0.10 mol/L NaCl）、 A3（0.15 mol/L NaCl）、A4（0.20 mol/L NaCl）。

1.2.2 種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的測(cè)定 第3 天時(shí)統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率，培養(yǎng)至第7 天時(shí)測(cè)定幼苗的根長(zhǎng)、子葉長(zhǎng)、株高和葉綠素含量。

1.3 FA 對(duì)鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽和生長(zhǎng)的影響

1.3.1 種子的處理與培養(yǎng) 種子的處理同“1.2.1”，共設(shè)置5 個(gè)處理：CK2（0.15 mol/L NaCl）、B1（30 mg/L FA粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B2（60 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B3（90 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B4（120 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）。

1.3.2 種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)的測(cè)定 同“1.2.2”。

1.4 幼苗葉綠素含量的影響

利用分光光度法測(cè)定葉片中葉綠素的含量[8]，具體步驟如下：

1.4.1 葉綠素的提?。ㄋ胁僮餍璞芄猓?取幼苗葉1 g 置于研缽中， 加少量石英砂和2.5 mL 80%丙酮，研磨直至組織碎片變白， 靜置3～5 min 后過濾，以80%丙酮多次清洗并定容至25 mL，避光保存待用。

1.4.2 光密度的測(cè)定 以80%丙酮為對(duì)照， 測(cè)定提取液的A663和A645，根據(jù)以下公式計(jì)算葉綠素a 含量（Ca）、葉綠素b 含量（Cb）和總?cè)~綠素含量（CT）（單位為mg/L）。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用Excel 軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析， 并用SPSS 17.0 進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 粗制品中FA 含量

依公式計(jì)算，蘋果渣中提取出的粗制品中FA 有效含量為62.00%。

2.2 鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)情況

由表1 可知，與對(duì)照組相比，在低濃度鹽（A1處理）條件下種子的發(fā)芽率顯著下降，但幼苗生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)和葉綠素含量差異均不顯著； 鹽濃度增加至0.10 mol/L（A2處理）時(shí)，幼苗的根長(zhǎng)和子葉長(zhǎng)也顯著降低；當(dāng)鹽濃度增加至0.15 mol/L（A3處理）時(shí)，株高和葉綠素含量也顯著下降。

2.3 FA 對(duì)鹽脅迫下黃瓜種子發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)情況

由表2 可知，低濃度的FA 粗制品（B1處理）不能緩減小脅迫下黃瓜種子的發(fā)芽率、 株高和葉綠素含量， 但可顯著促進(jìn)幼苗的根和子葉的生長(zhǎng)； 當(dāng)FA粗制品添加量達(dá)到60 mg/L（B2處理）時(shí)， 幼苗的發(fā)芽率、 株高、 葉綠素含量顯著增大； 當(dāng)添加量達(dá)到90 mg/L（B3處理）時(shí)，各項(xiàng)測(cè)量指標(biāo)均達(dá)到最大，然后隨著FA 的增加反而下降。

表2 FA 對(duì)鹽脅迫下黃瓜發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)影響的緩解

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在低鹽濃度（0.05 mol/L NaCl）中黃瓜種子的發(fā)芽率受到顯著抑制作用， 這與在秋葵[9]、大白菜[10]等中的發(fā)現(xiàn)相一致?？赡苁怯捎邴}脅迫使種子體內(nèi)過氧化物積累，破壞了細(xì)胞膜的脂質(zhì)層，從而使種子發(fā)芽率降低[11]。低濃度鹽對(duì)幼苗的生長(zhǎng)影響不大，而高鹽脅迫對(duì)幼苗的生長(zhǎng)有顯著的抑制作用，這與前人的研究結(jié)果一致[12-13]，原因可能是過氧化物的積累使葉綠素氧化降解， 幼苗葉綠素的降低使光合作用減弱減少了植株同化物和能量的供應(yīng)， 從而使幼苗生長(zhǎng)受阻[14]。

添加適量FA 粗制品可有效緩解種子的高鹽脅迫，這與在蘿卜[15]、小白菜[4]等中的研究一致。 可能由于FA 的活性基團(tuán)可與植物體內(nèi)的過氧化物發(fā)生反應(yīng)， 從而消除了過氧化物的積累而抑制幼苗中葉綠素的降解，進(jìn)而促進(jìn)植株光合作用、增加其同化物和能量的供應(yīng)。添加高濃度的FA 反而抑制了種子的發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)， 可能與FA 粗制品純度較低有關(guān)，具體原因有待進(jìn)一步分析。本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)添加FA 有助于植株根的生長(zhǎng)，這與在蘿卜[15]中的發(fā)現(xiàn)不一致，可能與所研究的品種不同有關(guān)。

經(jīng)以上分析和探討，得出如下結(jié)論。

（1）添加NaCl 可抑制黃瓜種子的發(fā)芽，當(dāng)濃度達(dá)0.15 mol/L 時(shí)可顯著抑制其幼苗的生長(zhǎng)。

（2）適量添加FA 可有效緩解鹽脅迫下黃瓜種子的發(fā)芽和幼苗的生長(zhǎng)，其最大添加量為90 mg/L。