木醋液處理對堿脅迫下黑青稞種子萌發(fā)、幼苗生理和活力的影響

摘 要：為進(jìn)一步減輕西藏自治區(qū)堿性環(huán)境對黑青稞生長的抑制作用，通過試驗(yàn)來驗(yàn)證不同稀釋倍數(shù)的木醋液對堿脅迫下黑青稞種子萌發(fā)、幼苗生理和活力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，堿脅迫環(huán)境（用50 mmol/L的 Na2CO3溶液模擬）對黑青稞種子的萌發(fā)、幼苗生理和活力有著較為明顯的抑制作用；相較于對照處理（CK），5組不同稀釋倍數(shù)的木醋液處理均能提高黑青稞種子指標(biāo)，即用不同稀釋倍數(shù)的木醋液溶液處理時(shí)，黑青稞種子的萌發(fā)、幼苗生理和活力總體呈先上升后下降的趨勢，且在稀釋倍數(shù)為3 000時(shí)，黑青稞種子的各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到最佳水平。即用適當(dāng)稀釋倍數(shù)的木醋液對堿脅迫下的黑青稞種子進(jìn)行處理，其萌發(fā)、幼苗生理和活力均有著較為顯著的改善，可將木醋液應(yīng)用于黑青稞種子播種前處理中，促進(jìn)黑青稞后期的良好生長。

關(guān)鍵詞：木醋液；黑青稞；堿脅迫；種子萌發(fā)；幼苗生理；種子活力

中圖分類號(hào)： S-3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909（2024）10-62-5

DOI：10.19345/j.cnki.1674-7909.2024.10.012

0 引言

西藏自治區(qū)的土壤多為堿性土，而堿性過強(qiáng)會(huì)對作物生長起到極大的抑制作用，主要表現(xiàn)為種子的出苗率降低、生長緩慢等［1］。大多數(shù)作物在堿性環(huán)境中難以實(shí)現(xiàn)良好生長，且土壤養(yǎng)分流失嚴(yán)重會(huì)浪費(fèi)大量肥料，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。堿性土壤已成為限制西藏自治區(qū)種植業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的“攔路虎”，導(dǎo)致當(dāng)?shù)靥厣r(nóng)作物產(chǎn)品難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

黑青稞是一種富含膳食纖維、蛋白質(zhì)的作物，是青稞的變種。有研究表明，黑青稞含有大量對人體有益的微量元素，符合現(xiàn)代人對健康綠色食品的要求，其因豐富的營養(yǎng)價(jià)值與良好的適應(yīng)能力而具有極大的種植和開發(fā)前景［2］。受限于西藏自治區(qū)的堿性土壤，黑青稞的出苗率較低，且其后期生長與產(chǎn)量也會(huì)有一定影響。

木醋液是一種用生物原料（如木材、果殼、木屑等）進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，在缺氧條件下生成的冷凝液，呈棕褐色，具有特殊的芳香氣味。有研究表明，木醋液含有約500種有機(jī)成分，適當(dāng)施用能改良土壤性質(zhì)、促進(jìn)植物生長，且大量試驗(yàn)經(jīng)證明，木醋液施用后不會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，是一種安全可靠的改良劑［3］。

目前，已有的研究多為使用木醋液來改善土壤或提升作物產(chǎn)量與品質(zhì)，而用木醋液對作物種子進(jìn)行處理的研究相對較少，且尚未見木醋液對黑青稞種子處理的研究報(bào)道。因此，筆者通過試驗(yàn)來研究不同稀釋倍數(shù)的木醋液溶液處理對堿脅迫下黑青稞種子的萌發(fā)、幼苗生理和活力的影響，為實(shí)現(xiàn)黑青稞在西藏自治區(qū)的良好生長提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地點(diǎn)與材料

于2024年4月在西藏農(nóng)牧學(xué)院高原作物栽培與生理生態(tài)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)用黑青稞種子為西藏隆子六棱黑青稞種子，試驗(yàn)用木醋液成品購自北京溪青春農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

使用蒸餾水對木醋液原液進(jìn)行稀釋，分別配成木醋液5 000倍液、4 000倍液、3 000倍液、2 000倍液、1 000倍液。試驗(yàn)共設(shè)5組木醋液處理和1組對照處理，分別為CK處理（蒸餾水）、W1處理（木醋液5 000倍液）、W2處理（木醋液4 000倍液）、W3處理（木醋液3 000倍液）、W4處理（木醋液2 000倍液）、W5處理（木醋液1 000倍液）。

1.3 試驗(yàn)方法與測定指標(biāo)

1.3.1 黑青稞種子萌發(fā)試驗(yàn)

選擇大小均勻、飽滿的黑青稞種子，用0.5%次氯酸鈉溶液消毒5 min，再用蒸餾水沖洗3遍，并用吸水紙吸干種子表面的水分。每組處理均取50粒黑青稞種子，重復(fù)3次。將消毒后的所有種子置于25 ℃的黑暗環(huán)境中引發(fā)12 h，其間攪拌3～4次，使種子與木醋液溶液或蒸餾水充分混勻。所有處理用的濾紙先用物質(zhì)的量濃度為50 mmol/L的Na2CO3溶液浸濕，提前放入培養(yǎng)皿中，并進(jìn)行標(biāo)記。對培養(yǎng)皿繼續(xù)進(jìn)行黑暗培養(yǎng)，培養(yǎng)箱溫度設(shè)定為25 ℃±1 ℃、相對濕度設(shè)定為65%，連續(xù)培養(yǎng)7 d。在處理后的第1 d、3 d、5 d、7 d，分別調(diào)查黑青稞種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢及發(fā)芽指數(shù)。以芽長超過種子長度1/2視為發(fā)芽，3 d內(nèi)無種子發(fā)芽，則視為發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束，種子發(fā)芽相關(guān)指標(biāo)計(jì)算見式（1）到式（3）。

發(fā)芽率=3 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （1）

發(fā)芽勢=1 d內(nèi)正常發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （2）

發(fā)芽指數(shù)=∑（對應(yīng)的每天發(fā)芽種子數(shù)/發(fā)芽日數(shù)）" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " （3）

1.3.2 幼苗生理試驗(yàn)

當(dāng)黑青稞幼苗長至三葉期后，每天加約2 mL相應(yīng)稀釋倍數(shù)的木醋液，使濾紙保持濕潤。在第3 d取樣測定生長和生理相關(guān)指標(biāo)，每個(gè)處理均重復(fù)3次。其中，用SPAD-502手持葉綠素儀來測定葉綠素SPAD值，用考馬斯亮藍(lán)染色法來測定蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，用硫代巴比妥酸顯色法來測定丙二醛（MDA）質(zhì)量摩爾濃度。

1.3.3 黑青稞種子活力試驗(yàn)

對張毅等［4］提出的方法進(jìn)行改良，每個(gè)處理取50粒大小均勻一致且無破損的種子，均重復(fù)3次，用0.5%次氯酸鈉溶液消毒10 min后，吸干種子表面水分。將處理后的種子分別裝入錐形瓶中，用物質(zhì)的量濃度為50 mmol/L的Na2CO3溶液浸種6 h后，再用蒸餾水沖洗，用吸水紙吸干種子表面水分，貼上標(biāo)簽，分別加入不同稀釋倍數(shù)的木醋液溶液及蒸餾水（CK）各125 mL后搖勻，并用保鮮膜封口，在20 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)12 h后，用 UV-1800PC 紫外可見分光光度計(jì)測定吸光度D260。

1.4 數(shù)據(jù)分析

用Excel 2016對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，用DPS9.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行方差分析及差異顯著性檢驗(yàn)，并用OriginPro 2020進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同稀釋倍數(shù)的木醋液處理對堿脅迫下黑青稞種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

2.1.1 對堿脅迫下黑青稞種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢的影響

由圖1可知，不同稀釋倍數(shù)的木醋液處理對堿脅迫下黑青稞種子萌發(fā)有著較為明顯的促進(jìn)作用。其中，W3處理下的黑青稞種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢最高，CK處理最低。各處理下黑青稞種子發(fā)芽率與發(fā)芽勢的總體表現(xiàn)為CKlt;W1lt;W5lt;W2lt;W4lt;W3，且相較于CK處理，W1、W2、W3、W4、W5處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢均有所提升。即木醋液處理對堿脅迫下黑青稞種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢有著明顯的改善作用，木醋液稀釋倍數(shù)過低會(huì)出現(xiàn)一定的抑制作用，但仍可改善堿脅迫環(huán)境下黑青稞種子的發(fā)芽情況。

2.1.2 對堿脅迫下黑青稞種子發(fā)芽指數(shù)的影響

由圖2可知，CK處理的發(fā)芽指數(shù)低于W1處理、W2處理、W3處理、W4處理、W5處理的發(fā)芽指數(shù)，以50 mmol/L的NaCO3溶液模擬堿脅迫環(huán)境，發(fā)現(xiàn)對黑青稞種子的發(fā)芽有明顯抑制作用。隨著木醋液稀釋倍數(shù)降低，種子發(fā)芽指數(shù)先增高后減小，且W3處理的種子發(fā)芽指數(shù)（87.73）最高，這說明該稀釋倍數(shù)最有利于黑青稞種子在堿脅迫環(huán)境下快速發(fā)芽。但當(dāng)木醋液稀釋倍數(shù)進(jìn)一步降低后，發(fā)芽指數(shù)開始下降，表明木醋液稀釋倍數(shù)過低也會(huì)對黑青稞種子發(fā)芽情況產(chǎn)生影響。

2.2 不稀釋倍數(shù)木醋液處理對堿脅迫下黑青稞幼苗生理特性的影響

2.2.1 對堿脅迫下黑青稞幼苗葉綠素SPAD值的影響

由圖3可知，在此試驗(yàn)中，黑青稞幼苗葉片中的葉綠素SPAD值會(huì)隨稀釋倍數(shù)的減小而先增加后降低。當(dāng)用木醋液3 000倍液處理時(shí)，葉綠素SPAD值最高，較CK處理提高40.64%。由此可知，木醋液處理對堿脅迫環(huán)境下黑青稞幼苗的葉綠素SPAD值有著較為明顯的改善作用，但當(dāng)稀釋倍數(shù)小于3 000時(shí)，改善作用開始下降。這與周嶺等［5］的研究結(jié)果較為相似，即過低稀釋倍數(shù)的木醋液對幼苗生長起到抑制作用。

2.2.2 對堿脅迫下黑青稞幼苗蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

由圖4可知，在此試驗(yàn)中，CK處理的黑青稞幼苗葉片蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低，且黑青稞幼苗葉片的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)木醋液稀釋倍數(shù)減小而先升高后降低。當(dāng)木醋液稀釋倍數(shù)為3 000時(shí)，黑青稞幼苗的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)較CK處理提升約2.2倍。有研究表明，蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)對植物細(xì)胞滲透勢有較大影響，且當(dāng)植物在逆境中生長時(shí)，蛋白質(zhì)能起到較為積極的保護(hù)作用。已有試驗(yàn)證明，適當(dāng)稀釋倍數(shù)的木醋液處理能增加黑青稞幼苗的蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而提高黑青稞在堿脅迫環(huán)境下的抗?jié)B透與抗脅迫能力［6-7］。

2.2.3 對堿脅迫下黑青稞幼苗丙二醛（MDA）質(zhì)量摩爾濃度的影響

由圖5可知，隨著木醋液稀釋倍數(shù)的減少，黑青稞幼苗葉片中丙二醛的質(zhì)量摩爾濃度先降低后增加，且W3處理下的丙二醛質(zhì)量摩爾濃度最低，CK處理下的葉片中丙二醛質(zhì)量摩爾濃度最高。由此可知，堿脅迫環(huán)境對黑青稞幼苗生長有著極大損害，這與王彥欽等［8］的研究結(jié)論較為相似。丙二醛是植物細(xì)胞膜脂過氧化的產(chǎn)物，其是衡量幼苗生長情況的一個(gè)重要指標(biāo)。丙二醛質(zhì)量摩爾濃度越高，說明植物細(xì)胞膜脂過氧化程度就越高，細(xì)胞膜受到的傷害就越嚴(yán)重。

2.3 對堿脅迫下黑青稞種子活力的影響

吸光度是衡量種子活力的指標(biāo)之一。將其與發(fā)芽率結(jié)合，能有效分析種子在逆境脅迫下的活力狀況。由圖6可知，隨著木醋液稀釋倍數(shù)減小，堿脅迫下黑青稞種子的吸光度D260先減小后增大。即用不同稀釋倍數(shù)木醋液處理，堿脅迫下黑青稞種子的吸光度較CK均有所降低，從而確定木醋液處理能有效改變堿脅迫下黑青稞種子的活力及生理指標(biāo)，且以W3處理的效果最好。這與宋煥鴿［9］、王利［10］的研究結(jié)果基本一致。

3 討論

3.1 木醋液處理對黑青稞種子萌發(fā)的影響

上述試驗(yàn)結(jié)果表明，較低稀釋倍數(shù)的木醋液會(huì)影響黑青稞種子的萌發(fā)及幼苗生長，這與于佳樂等［11］的研究結(jié)果基本一致。大多數(shù)學(xué)者選擇較低稀釋倍數(shù)的木醋液進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果基本表現(xiàn)為效果不顯著，甚至在較低稀釋倍數(shù)的木醋液處理下，有部分作物種子的萌發(fā)效果遠(yuǎn)低于不做處理。這可能是因?yàn)槟敬滓褐械囊恍┓宇愇镔|(zhì)含量過高時(shí)會(huì)影響種子萌發(fā)，并進(jìn)一步影響作物生根等過程。盧辛成等［12-13］研究發(fā)現(xiàn)，稀釋1 000倍以上的木醋液溶液對小麥幼苗生長能起到一定的促進(jìn)作用。黑青稞作為大麥類作物，用木醋液對其進(jìn)行處理，其效果與小麥相似。此試驗(yàn)也證明，較高稀釋倍數(shù)的木醋液能有效促進(jìn)堿脅迫下黑青稞種子的萌發(fā)。

3.2 木醋液處理可應(yīng)用于黑青稞種子的播前處理

播種前對種子進(jìn)行適當(dāng)處理，有利于種子發(fā)芽和幼苗的健康生長。常見的種子播前處理方法有浸種、拌種、包衣等，雖然對種子萌發(fā)、提高抗病蟲害能力、增加產(chǎn)量等起到促進(jìn)作用，但也存在一些弊端。使用化學(xué)藥劑處理雖能在短期內(nèi)改善種子，但并沒使種子生理特性產(chǎn)生根本意義上的改變，反而可能對土壤產(chǎn)生一定危害。部分化學(xué)物質(zhì)會(huì)改變土壤中原有微生物及元素平衡，進(jìn)而破壞土壤環(huán)境，對種植效果的改善只能持續(xù)較短時(shí)間，且土壤環(huán)境被破壞后要用很長時(shí)間才能恢復(fù)。而木醋液的原材料均為生物原料，且含有大量有機(jī)物與微量元素，進(jìn)入土壤后不會(huì)對土壤產(chǎn)生破壞。在西藏自治區(qū)種植黑青稞時(shí)，其播前少有特殊處理，加之土壤堿性環(huán)境的影響，生長情況與產(chǎn)量難以達(dá)到良好水平，而此試驗(yàn)結(jié)果表明，用木醋液處理黑青稞種子能有效提高其發(fā)芽率。

因此，未來可在種植黑青稞前用木醋液對種子進(jìn)行處理。木醋液獲取容易、價(jià)格低廉，還能有效打破一些化學(xué)處理的局限性，其應(yīng)用對黑青稞大面積推廣種植具有重要意義［14-25］。

4 結(jié)束語

適當(dāng)稀釋倍數(shù)的木醋液處理對黑青稞種子在堿脅迫環(huán)境下的萌發(fā)、幼苗生理和活力有著較為明顯的改善作用，但具體改善機(jī)制仍要進(jìn)一步研究。綜上所述，用稀釋倍數(shù)為3 000的木醋液溶液處理黑青稞種子，提高其萌發(fā)率、幼苗生理和活力的效果最為明顯；當(dāng)稀釋倍數(shù)低于3 000時(shí)，其改善作用開始下降，但相較于對照處理仍有提升。未來，可結(jié)合田間試驗(yàn)進(jìn)行深入研究。

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