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氯化胆碱浸种对番茄幼苗生长及生理性状的影响

2018-01-27陈丽丽杨森林宋世威陈日远

河南农业科学 2017年12期
关键词:氯化壮苗胆碱

陈丽丽,杨森林,宋世威,陈日远

(华南农业大学 园艺学院,广东 广州510642)

番茄(Lycopersiconesculentum)是茄科番茄属1年生或多年生植物,其果实风味独特,营养丰富,是世界范围内最为普遍栽培的蔬菜之一。番茄经济效益较高,是设施大棚种植结构调整的首选作物之一。育苗在番茄生产中具有非常重要的地位,培育壮苗是番茄增产稳产的保证。对番茄种子进行适宜的药剂处理能提高幼苗的抗逆性,有利于形成壮苗[1-7]。

氯化胆碱学名氯化-2-羟乙基三甲胺(choline chloride,缩写CC),是一种广效性植物生长调节剂。用氯化胆碱浸种或喷洒幼苗,能促进作物生根、发芽和培育壮苗[8-10],并能提高产量、改善品质[11]。有研究表明,氯化胆碱浸种对提高烟草根系活力有一定的促进作用,这有助于增强根系吸收养分的能力,培育壮苗[12]。氯化胆碱还是一种光合促进剂,浸种处理后能促进棉花幼苗生长,提高棉花的光合速率,并可缓解由盐胁迫引起的小麦幼苗的失水伤害以及膜脂过氧化,从而增强棉花和小麦幼苗的抗逆能力[13-14]。本试验研究了氯化胆碱浸种处理对番茄幼苗生长及生理指标的影响,以期为番茄种子处理、培育番茄壮苗并增强幼苗抗逆性提供参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试番茄品种为新金丰1号,广州长合种子有限公司生产。氯化胆碱为分析纯药品。

1.2 试验方法

试验于2015年10—11月在华南农业大学园艺学院的温室进行。试验采用单因素设计,以清水浸种处理为对照(CK),氯化胆碱质量浓度分别为100 mg/L(T1)、200 mg/L(T2)、300 mg/L(T3)、400 mg/L(T4)。所有处理的浸种时间均为24 h。每处理设3次重复(3盘),处理间随机区组排列。

番茄种子浸种处理后播于32孔育苗穴盘,栽培基质为等体积混合的泥炭和珍珠岩。播种后浇灌清水,待出苗1周后开始每盘定量浇灌完全营养液(日本山崎番茄配方),每周施肥2~3次。

1.3 指标测定

1.3.1 生长指标 番茄幼苗长至四叶一心时,取样

测定各项指标。每重复取3株作为一个样品,分别测定株高、茎粗(茎基部)。植株分为地上部和地下部(根系清洗干净),分别测定其鲜质量和干质量。采用2种方法计算壮苗指数,用于说明数据的可靠性。

壮苗指数1=(茎粗/株高+根干质量/地上部干质量)×全株干质量×10,

壮苗指数2=茎粗/株高×全株鲜质量×10。

1.3.2 生理指标 选定番茄的功能叶片(第3片)测定各项生理指标。叶片的叶绿素含量采用便携式叶绿素仪测定(SPAD-502Plus);叶绿素荧光参数使用手持式叶绿素荧光测量仪(FluorPen FP 100)检测,先将番茄叶片暗处理5 min再测定叶片中的初始荧光产量(F0)、最大荧光产量(Fm)以及PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)。叶片可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定,可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法测定[15]。

1.4 数据处理

试验数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析,采用邓肯氏新复极差法进行差异显著性检验,采用GraphPad Prism 6制图。

2 结果与分析

2.1 氯化胆碱浸种对番茄幼苗生长的影响

与对照相比,100~300 mg/L的氯化胆碱浸种处理均显著促进了番茄幼苗的生长(表1),表现为提高了番茄幼苗的株高、茎粗、地上部及地下部的干、鲜质量,其中200 mg/L(T2)处理对番茄幼苗生长的促进作用最明显,而高质量浓度的氯化胆碱(400 mg/L)浸种对番茄幼苗的生长有显著的抑制作用(P<0.05)。

表1 氯化胆碱浸种对番茄幼苗生长的影响

注:数据为平均值±标准差,同列不同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

2.2 氯化胆碱浸种对番茄幼苗壮苗指数的影响

与对照相比,适宜质量浓度的氯化胆碱(100~300 mg/L)浸种可显著提高番茄幼苗的壮苗指数(表2),其中200 mg/L处理对番茄幼苗生长的促进作用最明显,而高质量浓度的氯化胆碱(400 mg/L)浸种反而降低番茄幼苗的壮苗指数,但差异不显著。

表2 氯化胆碱浸种对番茄壮苗指数的影响

注:同行不同字母表示各处理在0.05水平上差异显著。

2.3 氯化胆碱浸种对番茄幼苗叶绿素含量的影响

与对照相比,100~300 mg/L的氯化胆碱浸种处理可显著增加番茄幼苗的叶绿素含量(图1),其中200 mg/L处理最高,而高质量浓度的氯化胆碱(400 mg/L)浸种反而降低番茄幼苗的叶绿素含量,但差异不显著。

2.4 氯化胆碱浸种对番茄幼苗叶绿素荧光参数的影响

与对照相比,100~200 mg/L氯化胆碱浸种处理降低了番茄幼苗的初始荧光产量(图2a),其中200 mg/L处理显著低于对照,而300、400 mg/L处理差异不显著;100~300 mg/L氯化胆碱浸种处理显著提高了番茄幼苗的最大荧光产量和PSⅡ最大光化学效率(图2b,c),其中200 mg/L处理最大,而400 mg/L处理差异不显著。

图1 氯化胆碱浸种对番茄幼苗叶绿素含量的影响

图2 氯化胆碱浸种对番茄幼苗叶绿素荧光参数的影响

2.5 氯化胆碱浸种对番茄幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响

与对照相比,100~300 mg/L氯化胆碱浸种可显著提高番茄幼苗的可溶性蛋白和可溶性糖含量(图3),其中200 mg/L处理最大,而高质量浓度的氯化胆碱(400 mg/L)浸种对可溶性蛋白含量并没有显著影响,但显著降低可溶性糖含量。

2.6 氯化胆碱浸种对番茄幼苗丙二醛含量的影响

与对照相比,100~300 mg/L氯化胆碱浸种处理可降低番茄幼苗丙二醛含量(图4),其中200 mg/L处理的降低作用最明显,而400 mg/L处理提高了丙二醛含量。

图3 氯化胆碱浸种对番茄幼苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响

图4 氯化胆碱浸种对番茄幼苗丙二醛含量的影响

3 结论与讨论

以往的研究表明,适宜质量浓度的氯化胆碱可提高作物种子的发芽率,促进生根,形成壮苗,促进光合作用,增加作物产量[16]。本试验结果表明,100~300 mg/L氯化胆碱浸种均可在一定程度上提高番茄幼苗的株高、茎粗和生物量,并提高壮苗指数,其中,以200 mg/L氯化胆碱浸种效果最佳。

氯化胆碱是一种植物光合作用促进剂,可以提高作物体内的叶绿素含量,活化植物光合作用的关键酶,促进植物吸收和利用光能的能力,使作物更好地固定和同化二氧化碳,提高光合速率[8]。本试验中,经氯化胆碱浸种后,番茄幼苗叶绿素含量增加。叶绿素荧光是探测和分析植物光合功能的重要手段,F0为初始荧光产量,是PSⅡ全部开放时的荧光水平,F0升高意味着PSⅡ受到了伤害或不可逆失活。Fm为最大荧光产量,是PSⅡ反应中心处于完全关闭时的荧光产量,可反映经过PSⅡ的电子传递情况。Fv/Fm是PSⅡ最大光化学效率,其大小反映了PSⅡ反应中心内初光能的转换效率(最大转换效率),胁迫条件下该参数明显下降,是反映光抑制程度的良好指标[17]。研究表明,300 mg/L氯化胆碱对于提高干旱胁迫下地黄叶片的PSⅡ最大光化学效率效果最好[18]。本研究中,经适宜质量浓度的氯化胆碱浸种,PSⅡ中F0下降,Fm升高,Fv/Fm升高,说明氯化胆碱浸种能提高番茄幼苗的光合转换效率。综上,适宜质量浓度的氯化胆碱浸种处理提高了番茄叶片的叶绿素含量,并提高光合转换效率,为促进番茄幼苗生长提供了条件。

植物适应逆境胁迫表现为体内生理生化物质的变化,其中之一就是渗透调节物质的变化,主要涉及可溶性蛋白和可溶性糖[19-20]。已有研究证明,氯化胆碱可通过促进黄瓜可溶性蛋白和可溶性糖的积累

来提高盐胁迫下的渗透调节能力[14]。植物组织可溶性蛋白含量的增加,有助于加强细胞的保水力,提高细胞内的束缚水含量,降低冰点,对提高植物抗寒性具有重要作用。可溶性糖是植物抗寒作用中的一个渗透调节因子,其含量与植物抗寒性之间呈正相关性[21-22]。本研究中,经适宜质量浓度氯化胆碱浸种后,番茄幼苗可溶性蛋白含量和可溶性糖含量均增加,这与前人在黄瓜和菠菜上的研究结果一致[9-10]。表明氯化胆碱浸种提高了番茄幼苗的抗逆性。

丙二醛是膜脂过氧化的产物,通常利用它作为膜脂过氧化指标,表示细胞膜脂过氧化程度和植物对逆境条件反应的强弱。本研究中,经适宜质量浓度氯化胆碱浸种后番茄幼苗的丙二醛含量降低,这与前人在油菜上的研究结果一致[23]。表明氯化胆碱有防止细胞膜脂过氧化、提高番茄幼苗抗逆性的作用。

综上所述,适宜质量浓度的氯化胆碱浸种处理提高了番茄幼苗的光合性能和抗逆能力,促进了幼苗生长,培育了壮苗,以200 mg/L为最佳质量浓度。

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