聚天冬氨酸和生根剂复配对玉米根系及幼苗生长的影响

2018-01-06王亮亮高志山宋涛

江苏农业科学 2017年22期

关键词：玉米

王亮亮+高志山+宋涛

摘要：为探究聚天冬氨酸与生根剂复配对玉米根系及幼苗生长的影响，设计以Hoaglands营养液作对照（CK）及在营养液中分别添加聚天冬氨酸（T1）、生根剂（T2）、聚天冬氨酸加生根剂（T3）等4个处理的玉米水培试验。结果表明，与其他处理相比，营养液中同时添加聚天冬氨酸及生根剂的处理可增加玉米根系的总根长、总根表面积、根分枝数、根平均直径及根鲜质量，提高根系活力，同时增加玉米的株高及地上部鲜质量。其中，T3处理玉米的根系活力、根鲜质量、地上部鲜质量较CK分别提高6.10%、31.33%、25.86%；较T1处理分别提高3.14%、12.37%、5.80%；较T2处理分别提高0.46%、2.83%、8.96%，增幅明显，说明聚天冬胺酸与生根剂复配在促进玉米根系及幼苗的生长方面具有协同作用，因此，二者复配具有推广和使用价值。

关键词：聚天冬氨酸；生根剂；玉米；根系活力；复配；水培试验

中图分类号： S513.06 文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2017）22-0067-02

根系是作物吸收水分与养分、合成生理活性物质、促进地上部生长的重要器官[1]。根系生物量、生理活性及其空间分布是决定其作用大小的重要因素[2]，这些因素与作物光合产物的合成及运转分配、籽粒结实、叶片衰老等密切相关，是植株生长发育和产量形成的重要保证[3-4]。根系的形成与许多因素有关，尤其是植物激素。其中，生长素在促进不定根和侧根生长过程中起着关键作用[5]。已有文献表明，吲哚丁酸和萘乙酸2种外源生长素类物质按照质量比1 ∶ 4复配所获得的生根剂对玉米根系生长具有明显的促进作用[6]。

聚天冬氨酸是氨基酸的聚合物，近年来常作为肥料增效剂被用在农作物生产上，大量研究表明，施用聚天冬氨酸不仅可以提高农作物叶绿素含量和光合速率，还可以增加作物地上部干物质的积累量[7]，提高作物产量[8-9]。但目前聚天冬氨酸在促进作物根系生长方面的报道并不多见，聚天冬氨酸与生根剂复配对作物根系生长是否具有协同作用的研究更未见报道。因此，本研究系统分析聚天冬氨酸、生根剂、聚天冬氨酸和生根剂复配等分别对玉米根系生长、根系活力及玉米幼苗生长的影响，探讨聚天冬氨酸与生根剂在促进玉米根系生长、提高玉米生物量方面是否具有协同作用，以期为二者在生产上的混配使用和推广提供一定的理论依据。

[BT1#] 1 材料与方法

1.1 试验时间和地点

试验于2016年4月在山东省金正大生态工程集团股份有限公司功能型肥料实验室进行。

1.2 试验材料

吲哚丁酸、α-萘乙酸均为河南春雨农业化工研究所研制；聚天冬氨酸由金正大生态工程集团股份有限公司自产；基础培养液为Hoaglands营养液；供试玉米品种为鲁单981。

1.3 试验方法

挑选饱满且大小一致的玉米种子，经10%双氧水表面消毒10 min，并用无菌水冲洗8次后，播在铺有滤纸的托盘中，于LRH-250-G光照培养箱[25 ℃（昼）/15 ℃（夜）]中催芽，待幼苗长至2叶1心时取生长一致的幼苗分别移至装有Hoaglands营养液的塑料槽中，每个塑料槽2株，用气泵间歇（30 min/h）通气培养。

试验共设Hoaglands营养液（CK）及在营养液中分别添加聚天冬氨酸（T1）、生根剂（T2）、聚天冬氨酸加生根剂（T3）4个处理，其中按照吲哚丁酸 ∶ 萘乙酸=1 ∶ 4的质量比复配制得生根剂，生根剂及聚天冬氨酸最终使用浓度分别为 2 μmol/mol 及0.02 μmol/mol。每个处理设4个重复，每隔 2 d 更换1次营养液，2周后每个处理选取6株进行收获并测定各项指标。

1.4 测定方法

采用根系扫描仪分析根系参数，并用根系分析软件WinRHIZO对总根长、总根表面积、根分枝数和根平均直径进行定量分析；根系活力采用TTC法[10]测定；株高用直尺测定；地上部鲜质量及根鲜质量用电子分析天平测定。

2 结果与分析

2.1 不同营养液对玉米根系生长的影响

由表1可以看出，在Hoaglands营养液中无论是单独添加聚天冬氨酸或生根剂，还是同时添加聚天冬氨酸与生根剂均可以不同程度地增加玉米根系的总根长、总根表面积、根分枝数及根平均直径，说明聚天冬氨酸与生根剂都具有促进玉米根系生长的作用。T3处理玉米根系的总根长、总根表面积、根分枝数、根平均直径分别较对照提高7.18%、12.34%、15.57%、9.76%，说明T3处理对玉米根系生长的促进效果最好，T2处理次之，T1处理最小。结果说明，聚天冬氨酸与生根剂复配在促进玉米根系生长方面具有协同作用。

2.2 不同营养液对玉米根系活力的影响

根系活力指根系的吸收、合成、氧化和还原等能力，是客观反映根系生命活动的一种生理指标[11]。由图1可以看出，在营养液中添加聚天冬氨酸和生根剂后，均可不同程度地增强玉米幼苗的根系活力。其中T1处理与对照差异不显著，较对照提高2.87%，而T2、T3处理均与对照差异显著，分别较对照提高5.61%、6.10%。T1、T2、T3处理间差异不显著，但T3处理的根系活力最高，较T1、T2处理分别提高3.14%、0.46%，说明在提高玉米幼苗根系活力方面，聚天冬氨酸与生根剂复配具有协同作用。

[FK（W11][TPWLL1.tif]

2.3 不同营养液对玉米株高、地上部及根鲜质量的影响

由表2可以看出，在营养液中添加聚天冬氨酸和生根剂均可促进玉米植株株高、地上部鲜质量及根鲜质量的增加。其中，在玉米株高及地上部鲜质量方面，与对照相比，各处理的促进效果从大到小依次为T3处理>T1處理>T2处理，T3处理的玉米株高较CK、T1、T2处理分别提高16.73%、5.06%、7.53%，玉米地上部鲜质量较CK、T1、T2处理分别提高25.86%、5.80%、8.96%。在根鲜质量方面，与对照相比，各处理的促进效果从大到小依次为T3处理>T2处理>T1处理，T3处理较CK、T1、T2处理分别提高31.33%、12.37%、2.83%。结果说明，聚天冬氨酸及生根剂复配在提高玉米株高、地上部鲜质量及根鲜质量方面同样具有协同作用。

3 结论与讨论

总根长、总根表面积、根平均直径等是体现根系吸收效率及能力的重要指标[6]。相关研究表明，一定浓度的萘乙酸可促进黄瓜根、芽的生长[12]，吲哚丁酸可促进侧根的发生和发育[13]，萘乙酸与吲哚丁酸复配得到的生根剂可以促进玉米[6]、扦插沙棘雌株[14]、扦插枸杞嫩枝[15]等作物的快速生根，并可增加作物根系的总根长、根分枝数和总根表面积，提高根系活力。结果表明，在营养液中添加生根剂增加玉米根系的总根长、根表面积及根平均直径，使玉米根系分枝数明显增多，并提高根系活力，这与前人研究结果一致。除此之外，添加生根剂增加玉米植株的株高，同时提高玉米的地上部鲜质量及根鲜质量。

聚天冬氨酸是同时含有羧基和氨基活性基团的一个大分子物质，可与营养元素离子发生络合反应，并将养分离子不断地运输到作物根部，与根系进行离子交换，以供作物吸收利用，从而更好地促进作物生长[16]。结果表明，在营养液中添加聚天冬氨酸除了可以增加玉米株高及地上部鲜质量外，还可促进玉米根系的生长，但促进根系生长的程度不及生根剂，且在提高玉米根系活力方面的效果并不显著。分析原因可能是因为聚天冬氨酸为氨基酸聚合物，本身并不直接被作物吸收利用，而是通过络合营养元素离子并将养分运输到作物根部，以供根系吸收利用，间接促进根系生长[16]；生根剂则是通过调节植物代谢强度，强化调控植物内源激素的含量和重要酶的活性，促进生物大分子的合成，从而直接诱导根系的形成[17]。结果表明，营养液中同时添加聚天冬氨酸和生根剂处理的玉米幼苗各项指标均明显优于其他处理，说明二者通过不同的方式促进玉米根系及幼苗的生长，二者复配具有协同作用。

综上所述，聚天冬氨酸、生根剂可分别通过间接、直接作用协同促进玉米根系及幼苗生长，因此二者复配具有推广和使用价值。

[HS2][HT8.5H]参考文献：

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