生物刺激劑復(fù)酶糖苷對4 種作物種子發(fā)芽的影響

孫明明，丁瑋琳，王 琳，常大勇，廖俊彥，張在花，陳大全

（1.煙臺凱多海洋生物研究院有限公司，山東 煙臺 264000；2.煙臺大學(xué)藥學(xué)院，山東 煙臺 264005）

作物種子發(fā)芽率低會直接影響到作物種植效果，降低作物產(chǎn)量及內(nèi)外品質(zhì)，最終影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。影響種子發(fā)芽率的因素包括：貯存方式、種子老化、種子成熟度、病蟲害、干旱、低溫等逆境脅迫以及種子休眠期等［1-2］。研究提高作物種子發(fā)芽率的方法，對于無霜期較短地區(qū)的作物種植及提高老化種子利用率，增加農(nóng)作物產(chǎn)量，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)以及提高農(nóng)民收入都具有重要意義［3-6］。生物刺激劑具有調(diào)控作物生長發(fā)育期及代謝過程的非養(yǎng)分物質(zhì)［7-8］的作用，主要包括氨基酸類、腐殖酸類、海藻提取物、殼聚糖類、微生物及其代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物、多肽等［9-10］。生物刺激劑可參與植物光合、呼吸、離子運輸、核酸合成、氧化還原反應(yīng)等多個生理代謝過程［11］，具有促進根系生長、改良土壤、改良作物生長環(huán)境、提高營養(yǎng)物質(zhì)吸收利用率、提高植株抗逆能力、提高作物產(chǎn)量、提升內(nèi)外品質(zhì)等作用［12-14］。復(fù)酶糖苷是一種微生物代謝產(chǎn)物類生物刺激劑，具有促進作物生長、提升植株抗病抗逆能力、提高作物產(chǎn)量、提升內(nèi)外品質(zhì)等多種功效。本研究通過對小麥等不同作物種子浸種處理試驗，探究不同濃度復(fù)酶糖苷對作物種子發(fā)芽的促進作用，為生物刺激劑的應(yīng)用拓寬道路，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提質(zhì)增效、降本增收作出貢獻。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與試劑

選擇“濟麥22”小麥種子、“鄭單958”玉米種子、“花育25”花生種子和“早青2號”黃瓜種子為試驗材料。

試劑復(fù)酶糖苷購自煙臺固特麗生物科技股份有限公司，該產(chǎn)品主效成分為一種絲狀真菌屬微生物及其代謝產(chǎn)物組成的生物刺激劑。

1.2 設(shè)備與設(shè)施

培養(yǎng)裝置為20 cm×40 cm 育苗盤，培養(yǎng)環(huán)境為人工氣候室（溫度、濕度、光照可調(diào)）。

1.3 試驗方法

1.3.1 小麥種子發(fā)芽試驗方法

2022 年2 月，以“濟麥22”小麥種子為試驗材料，選取籽粒飽滿、表皮無破損的種子，以60 粒為一組，共6組，合計360粒小麥種子。

復(fù)酶糖苷1、5、10、15、20 mg/L 共5 組濃度梯度溶液，以清水為對照組，將各組小麥種子分別浸泡于對應(yīng)的溶液中4.5 h 后取出，用吸水紙吸干種子表面水分。各組小麥種子分別以20 粒為一盤，每組3 盤，共計18 盤種植于育苗盤中，置于恒溫恒濕組培室中（溫度27 ℃、相對濕度10%、光照強度800 lx）培養(yǎng)。第14 d統(tǒng)計各組出苗數(shù)量，計算出苗率，公式如下：

出苗率=出苗數(shù)/種子數(shù)×100%。

1.3.2 玉米種子發(fā)芽試驗方法

2022 年2 月，以“鄭單958”玉米種子為試驗材料，選取籽粒飽滿、大小均勻的種子，以90 粒為一組，共6組，合計540粒玉米種子。

復(fù)酶糖苷1、5、10、15、20 mg/L 共5 組濃度梯度溶液，以清水為對照組，將各組玉米種子分別浸泡于對應(yīng)溶液中14 h后取出，用吸水紙吸干種子表面水分。各組玉米種子分別以30 粒為一盤，每組3 盤，共計18 盤種植于育苗盤中，置于恒溫恒濕組培室（溫度30 ℃、相對濕度15%、光照強度800 lx）中培養(yǎng)。第10 d 統(tǒng)計各組出苗數(shù)量，計算出苗率，公式如下：

出苗率=出苗數(shù)/種子數(shù)×100%。

1.3.3 花生種子發(fā)芽試驗方法

2022 年11 月，以“花育25”花生種子為試驗材料，選取果形端正的雙仁果去殼，挑選其中外皮完整、籽粒飽滿的種子，以90 粒為一組，共6 組，合計540粒小麥種子。

復(fù)酶糖苷1、5、10、15、20 mg/L 共5 組濃度梯度溶液，以清水為對照組，將各組花生種子分別浸泡于對應(yīng)溶液中8 h 后取出，用吸水紙吸干種子表面水分。各組花生種子分別以30 粒為一盤，每組3 盤，共計18 盤種植于育苗盤中，置于恒溫恒濕組培室（溫度28 ℃、相對濕度15%、光照強度800 lx）中培養(yǎng)。第8 d統(tǒng)計各組出苗數(shù)量，計算出苗率，公式如下：

大學(xué)計算機基礎(chǔ)是大學(xué)計算機通識教育的第一門課程，是我校本科教學(xué)中重要的校級公共基礎(chǔ)課，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)，以及運用計算思維解決自己專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力。

出苗率=出苗數(shù)/種子數(shù)×100%。

1.3.4 黃瓜種子發(fā)芽試驗方法

2022 年12 月，以“早青2 號”黃瓜種子為試驗材料，選取籽粒飽滿、種殼完整的種子，以120 粒為一組，共6組，合計720粒小麥種子。

復(fù)酶糖苷1、5、10、15、20 mg/L 共5 組濃度梯度溶液，以清水為對照組，將各組黃瓜種子分別浸泡于對應(yīng)溶液中8 h 后取出，用吸水紙吸干種子表面水分。各組黃瓜種子分別以20 粒為一盤，每組3 盤，共計18 盤種植于育苗盤中，置于恒溫恒濕組培室（溫度26 ℃、相對濕度15%、光照強度800 lx）中培養(yǎng)。第7 d統(tǒng)計各組出苗數(shù)量，計算出苗率，公式如下：

出苗率=出苗數(shù)/種子數(shù)×100%。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013 對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析及圖表繪制，采用SPSS 22.0 對數(shù)據(jù)進行差異性分析及多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物刺激劑復(fù)酶糖苷對小麥種子發(fā)芽的影響

由表1 可知，小麥種子發(fā)芽率隨著復(fù)酶糖苷施用濃度的升高而增加。相比于空白對照組，1、5 mg/L 處理組小麥浸種后14 d 的出苗率均未達到顯著差異（p＜0.05），而10、15、20 mg/L 組均達到顯著（p＜0.05）及極顯著（p＜0.01）差異。生物刺激劑復(fù)酶糖苷用于小麥浸種均可提升發(fā)芽率，且發(fā)芽率隨著施用濃度增加而升高。當濃度高于10 mg/L后，復(fù)酶糖苷對小麥種子發(fā)芽率的提升作用不再顯著增長。從控制生產(chǎn)成本、獲取最大經(jīng)濟效益角度綜合分析，確定復(fù)酶糖苷在促進小麥種子發(fā)芽中的最佳施用濃度為10 mg/L。

表1 小麥種子經(jīng)不同濃度復(fù)酶糖苷浸種后14 d出苗情況

2.2 生物刺激劑復(fù)酶糖苷對玉米種子發(fā)芽的影響

由表2 可知，玉米種子發(fā)芽率隨著復(fù)酶糖苷施用濃度的升高而增加。相比于空白對照組，1 mg/L處理組玉米浸種后10 d的出苗率未達到顯著差異，5 mg/L 處理組達到顯著（p＜0.05）且極顯著（p＜0.01）差異。其中10、15、20 mg/L處理組與5 mg/L相比均達到顯著（p＜0.05）且極顯著差異（p＜0.01）。試驗結(jié)果表明，生物刺激劑復(fù)酶糖苷用于玉米浸種提升發(fā)芽率的有效施用濃度為5 mg/L 及以上。當濃度高于10 mg/L 后，復(fù)酶糖苷對玉米種子發(fā)芽率的提升作用不再顯著增長。從控制生產(chǎn)成本、獲取最大經(jīng)濟效益角度綜合分析，確定復(fù)酶糖苷在促進玉米種子發(fā)芽中的最佳施用濃度為10 mg/L。

表2 玉米種子經(jīng)不同濃度復(fù)酶糖苷浸種后10 d出苗情況

2.3 生物刺激劑復(fù)酶糖苷對花生種子發(fā)芽的影響

由表3 可知，花生種子發(fā)芽率隨著復(fù)酶糖苷施用濃度的升高而增加。相比于空白對照組，1、5 mg/L 處理組花生浸種后8 d的出苗率未達到顯著差異，而10、15、20 mg/L 處理組則達到了顯著差異（p＜0.05），證明生物刺激劑復(fù)酶糖苷用于花生浸種可提高發(fā)芽率，且發(fā)芽率隨著施用濃度增加而升高。當濃度高于10 mg/L 后，復(fù)酶糖苷對花生種子發(fā)芽率的提升作用不再顯著增長。從控制生產(chǎn)成本、獲取最大經(jīng)濟效益角度綜合分析，確定復(fù)酶糖苷提升發(fā)芽率的最佳施用濃度為10 mg/L。

表3 花生種子經(jīng)不同濃度復(fù)酶糖苷浸種后8 d出苗情況

2.4 生物刺激劑復(fù)酶糖苷對黃瓜種子發(fā)芽的影響

由表4 可知，黃瓜種子發(fā)芽率隨著復(fù)酶糖苷施用濃度的升高而增加。相比于空白對照組，1、5 mg/L 處理組黃瓜浸種后7 d的出苗率未達到顯著差異，10 mg/L 處理組達到了顯著差異（p＜0.05），15 mg/L 處理組達到了極顯著差異（p＜0.01）。但10、15、20 mg/L 各處理組之間并無顯著差異（p＜0.05）。證明生物刺激劑復(fù)酶糖苷用于黃瓜浸種可提升發(fā)芽率。當濃度高于10 mg/L 后，復(fù)酶糖苷對黃瓜種子發(fā)芽率的提升作用不再顯著增長。從控制生產(chǎn)成本、獲取最大經(jīng)濟效益角度綜合分析，確定復(fù)酶糖苷在促進黃瓜種子發(fā)芽中的最佳施用濃度為10 mg/L。

表4 黃瓜種子經(jīng)不同濃度復(fù)酶糖苷浸種后7 d出苗情況

綜上分析，生物刺激劑復(fù)酶糖苷在10 mg/L 濃度下浸種處理，對小麥、玉米、花生、黃瓜種子的發(fā)芽率均具有顯著促進作用，且在1～20 mg/L范圍內(nèi)，隨著濃度的升高，對種子發(fā)芽率的促進作用相應(yīng)增大。

3 討論

本研究通過設(shè)置不同濃度的復(fù)酶糖苷溶液對小麥、玉米、花生、黃瓜種子進行浸種處理試驗，以分析生物刺激劑對作物種子發(fā)芽率的影響效果。結(jié)果表明，種子發(fā)芽率隨著復(fù)酶糖苷施用濃度升高而提高。基于前期及現(xiàn)階段研究，可在未來繼續(xù)進行更多種子發(fā)芽及幼苗相關(guān)指標測定，以進一步發(fā)掘復(fù)酶糖苷在種子發(fā)芽中的應(yīng)用價值，以期為農(nóng)作物乃至更多植物栽培提供理論及技術(shù)支持，為鄉(xiāng)村振興發(fā)展提供助力。

4 結(jié)論

復(fù)酶糖苷是一種微生物代謝產(chǎn)物類生物刺激劑，具有促進種子萌發(fā)、促進根系生長、提高肥料吸收利用率等作用。本研究結(jié)果證明了10 mg/L生物刺激劑復(fù)酶糖苷對小麥、玉米、花生、黃瓜種子發(fā)芽率具有顯著促進作用，可作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用濃度。