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DCPTA浸种对紫羊茅幼苗生长的影响

2017-12-06柴薇薇张维维王雪飞普晓霞冯玉兰

浙江农业科学 2017年11期
关键词:叶绿素根系幼苗

柴薇薇,张维维,王雪飞,曾 亮,普晓霞,刘 婷,冯玉兰

(西北民族大学 生命科学与工程学院,甘肃 兰州 730030)

DCPTA浸种对紫羊茅幼苗生长的影响

柴薇薇,张维维,王雪飞,曾 亮,普晓霞,刘 婷,冯玉兰*

(西北民族大学 生命科学与工程学院,甘肃 兰州 730030)

2-(3,4-二氯苯氧基)乙基二乙胺(DCPTA)是一种具有增产作用的叔胺类物质。为研究DCPTA对紫羊茅幼苗生长的影响,本试验以紫羊茅种子为材料,用不同浓度(1∶3 500、1∶1 500)的DCPTA对紫羊茅种子浸泡处理后进行水培,测定其苗期的干鲜重、叶绿素含量、根长、株高和根系活力。结果表明,与对照组相比,对紫羊茅种子进行DCPTA浸泡处理能增加紫羊茅幼苗的鲜重、干重,在DCPTA(1∶3 500)的处理下,分别增加17.7%、80.3%,叶绿素含量提高3.4%,根长增加14.0%;而在DCPTA(1∶1 500)的处理下,叶绿素含量、株高显著减少,根长、根系活力变化不明显。由此可见,适量浓度的DCPTA(1∶3 500)浸种处理,能促进紫羊茅苗期生长、物质积累。

DCPTA; 浸种; 紫羊茅; 形态指标; 生理指标

2-(3,4-二氯苯氧基)乙基二乙胺(DCPTA)是叔胺类活性物质的典型代表,作为一种生物活性物质,具有提高产量、改善品质、提高抗逆性及高生物性、低分子量等特点,同时具备低毒、高效、使用安全、低生产成本[1-2]的优点。在银胶菊、兰云杉、番茄、棉花、柑橘、柚子等[3-7]研究中发现,DCPTA对植物生长发育具有显著调控作用。目前DCPTA已广泛用于粮、油、棉、菜、瓜、果、花卉等植物的各个生长发育期,一般在水稻、小麦、玉米等作物上增产15%~25%,在瓜果、蔬菜上增产20%~40%,在花生、棉花等经济作物上增产20%以上[1]。

DCPTA在草坪草上的应用鲜有报道,本试验选取冷季型草坪草紫羊茅(Festucarubra)为材料进行研究。现阶段对DCTPA的应用方式大多为对植物不同生长时期进行叶面喷施。覃世杰等[8]使用不同浓度的GGR6对中国无忧花外施,处理后可显著提高其生理指标,有利于植株生长发育。在其他类似植物生长调节剂(GGR6、DTA-6等)应用上也有浸种方式的研究报道[2]。张子龙等[9-10]研究发现,使用DTA-6浸种处理后,水稻幼苗的CAT活性显著提高;张明才等[11]使用DTA-6拌种结合6叶期对叶面喷施处理豌豆,表明甜豌豆单株生产能力显著提高。在对植物生长调节剂的应用中,与喷施方式相比,浸种方式不仅节约调节剂使用量,而且不会受到植物叶面积等因素的影响[2]。基于此,本试验用DCPTA对紫羊茅进行浸种处理,通过对形态和生理指标的测定,初步探究其对紫羊茅幼苗生长的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

紫羊茅种子为市售宝瑞品种,DCPTA为市售“天宝”液态试剂。

1.2 方法

1.2.1 浸种处理

选取籽粒饱满的紫羊茅种子,使用2%次氯酸钠溶液消毒5 min,用蒸馏水冲洗干净后,在室温条件下在蒸馏水中浸泡8 h,然后分别浸泡在含有不同浓度DCPTA的Hoagland’s营养液中,浸泡24 h,每处理重复6次。试验设处理组(营养液中添加一定量的DCPTA,体积比分别为1∶3 500和1∶1 500)和对照组(不添加)。

1.2.2 材料培养

紫羊茅种子浸泡处理后用蒸馏水冲洗3次,待处理液冲洗干净后置于铺有2层滤纸的培养皿中,并添加7 mL相应处理液浸透,在黑暗条件下进行萌发,此期间每天观察并添加适量处理液,保持滤纸适宜的湿润程度。

萌发后的种子在自然光照条件下生长,每天观察生长情况并添加处理液保持滤纸湿润,在叶片长至5 cm左右时进行移苗,移苗时每10株紫羊茅幼苗为1簇装入盒中进行水培,水培期间隔1 d换1次处理液,当叶片长至7 cm左右时进行指标测定。

1.2.3 测定指标

干、鲜重,叶绿素含量(采用分光光度计法[12]),根长、株高,根系活力(氯化三苯基四氮唑TTC法[13]),每个指标测定设6个重复。用Excel和SPSS 17.0进行数据处理,单因素方差分析(P<0.05),多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 对紫羊茅幼苗干、鲜重的影响

从表1可以看出,使用不同浓度的DCPTA(1∶3 500和1∶1 500)浸种,均增加了紫羊茅的干、鲜重,与对照组相比,鲜重分别增加17.7%、12.7%,干重分别增加80.3%、76.7%,与对照组均呈显著差异,不同浓度DCPTA处理间差异不显著。可见DCPTA对紫羊茅种子浸泡处理可促进苗期生长,增加产量。

表1 DCPTA浸种对紫羊茅幼苗干、鲜重的影响

注:同列无相同字母表示处理间差异显著(P<0.05)。

2.2 对紫羊茅幼苗叶绿素的影响

从图1可以看出,相比对照,在不同浓度DCPTA处理下,紫羊茅叶绿素含量均有所增加。DCPTA浓度为1∶3 500时,紫羊茅幼苗叶绿素含量增加3.4%,但差异不显著;DCPTA浓度为1∶1 500时,叶绿素含量出现显著降低。

图1 DCPTA浸种处理对紫羊茅幼苗叶绿素含量的影响

2.3 对紫羊茅幼苗根长、株高的影响

由图2可以看出,经DCPTA浸种后,低浓度DCPTA(1∶3 500)处理下其根长增加,相比对照增幅为14.0%,差异显著;而高浓度DCPTA(1∶1 500)处理下,幼苗根长与对照组相比无显著差异。图3中,在低浓度DCPTA(1∶3 500)下,其株高与对照组差异不显著,而高浓度DCPTA(1∶1 500)下的株高与对照组相比则下降18.5%,差异显著。

图2 DCPTA浸种对紫羊茅幼苗根长的影响

图3 DCPTA浸种对紫羊茅幼苗株高的影响

2.4 对紫羊茅幼苗根系活力的影响

图4表明,利用DCPTA浸种处理能影响紫羊茅幼苗的根系活力。相比对照,DCPTA(1∶3 500)处理时,根系活力提高26.7%,差异显著;在DCPTA(1∶1 500)处理时,根系活力无显著变化。表明利用适量浓度的DCPTA溶液浸种处理,可提高紫羊茅根系活力,促进其幼苗生长。

图4 DCPTA浸种对紫羊茅幼苗根系活力的影响

3 讨论

植物生长调节剂虽然不能为植物提供营养,但浓度适宜可促进种子萌发、植物生长发育和物质积累[14]。在农业生产中,利用适量浓度的植物生长调节剂对种子进行浸泡处理,能促进种子萌发,可协调植物各器官在生长期的发育关系,是实现作物高产、作物对水分和养分利用效率的正向调控手段。

本研究中,利用DCPTA浸泡紫羊茅种子,催芽后移栽,将紫羊茅幼苗培养至三叶时期,对其部分生理和形态指标进行测定。结果表明,经适宜的DCPTA浓度浸种处理后,紫羊茅幼苗干、鲜重与对照组相比差异显著,说明DCPTA浸种对种子萌发后幼苗的生长具有促进作用。在植物生长过程中,植株的所有生命活动包括种子的萌发、根茎叶生长、生殖器官发生与发育、果实的形成与成熟等的生育过程及其对逆境的自我调节,都是在多种激素的动态平衡调控下进行的[2],而通过施用DCPTA来定向调控植物体内内源激素系统,对其源、库器官的生理功能表达强度有一定的提高,这是最终协调碳氮代谢产物更有效地转化为经济产量和品质改善的生理基础。光合作用是植物生长和有机物积累的基础,而叶绿素是光合作用的主要色素,在一定范围内叶绿素的含量与光合作用密切相关,调控光合作用对光能的利用,其含量的高低决定叶绿体的光能利用率,并与植物生长和生理指标有着紧密的联系[15]。本研究中也发现适量浓度的DCPTA(1∶3 500)对紫羊茅进行浸种处理,可增加紫羊茅幼苗中叶绿素的含量,但高浓度DCPTA(1∶1 500)溶液对紫羊茅种子浸泡处理,降低叶绿素含量,可能会影响其光合能力。根系作为植物吸收养分和水分的主要器官,根的生长情况能够直接决定地上部的生长和营养状况以及最终的产量水平[16]。本研究结果表明,经DCPTA(1∶3 500)浸种后,紫羊茅幼苗的根长显著增长,说明适宜浓度的DCPTA浸种有利于植株根系的生长,有利于对地上部的支持与固定、物质的合成与贮藏及对水分和养分的吸收。根系活力代表了植物根系吸收能力的一项综合指标,反映了植物根系新陈代谢活动能力的强弱[17]。本研究中,经DCPTA(1∶3 500)浸泡处理后的紫羊茅幼苗根系活力得到了提高,进而证明其根对水分及养分的吸收能力也将有所提高,有利于植株的生长及物质积累。

从处理方式上来讲,虽然喷施处理是植物生长调节剂应用中的一种普遍的方法,但极易受叶面和喷施浓度等因素的影响。因此,采用对种子进行浸泡的处理方式,具有方便、安全、成本低、易操作等优点,且可取得良好效果。

鉴于DCPTA等植物生长调节剂对植物生长的影响是多方面的,关于DCPTA浸种处理对紫羊茅的影响还要做进一步的研究,以期找出禾本科草坪草培育的最佳DCPTA浓度,为草坪草建植及生产提供一定的理论依据。此外,近年来相关研究发现,DCPTA处理可有效缓解作物遭受的各种非生物胁迫[18-20],这也为DCPTA在草坪草和牧草生产上的应用提供了新的思路,有待在草类研究中进行进一步探索。

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(责任编辑:张瑞麟)

2017-09-20

中央高校基本科研业务费专项资金项目(31920130045);西北民族大学实验室开放项目(SYSKF-2017125);国家民委科研项目 (14XBZ013);兰州市科技局项目(2015-3-112)

柴薇薇(1981—),女,甘肃武威人,讲师,硕士,从事草类植物逆境生理及分子生物学研究工作,E-mail:380756329@qq.com。

冯玉兰,副教授,硕士,从事植物生物技术研究工作,E-mail:284588351@qq.com。

文献著录格式:柴薇薇,张维维,王雪飞,等. DCPTA浸种对紫羊茅幼苗生长的影响[J].浙江农业科学,2017,58(11):1922-1925.

10.16178/j.issn.0528-9017.20171119

S543

B

0528-9017(2017)11-1922-04

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