稀土浸种对玉米萌发和幼苗生长的影响

杨小环，杨文秀，李卫东，马金虎

（1.山西农业大学农学院，山西 太谷 030801；2.云南热带作物职业学院，云南 普洱 665000）

稀土元素是由原子序数为57～71的La，Ce，Pr，Nd等15种镧系元素以及与之性质相似的Sc，Y共17种元素组成，其被广泛应用于农业生产领域。许多研究表明，一定浓度的稀土元素及其化合物对植物生长具有刺激促进作用[1-8]。稀土元素对玉米的影响，大部分研究集中在某一种系列的稀土元素对玉米各种指标和产量构成因素的影响上。关于复合型稀土浸种处理对玉米种子萌发和幼苗生长的影响报道不多。

本试验研究了复合型稀土浸种处理对玉米种子萌发和苗期生长特性的影响，以期为稀土在玉米农业生产上的应用提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试玉米品种为夏杂5号（太100×黄早4），供试稀土为38%的复合硝酸稀土（RENO3）。

1.2 种子处理

挑选均匀饱满一致的玉米种子适量，置于培养皿中，加入质量浓度分别为0（对照），50，200，500，1000，2000，4000 mg/L的稀土水溶液适量（以浸没种子为宜），将培养皿置25℃恒温培养箱中，种子浸泡24 h。之后倒掉稀土溶液，用去离子水冲洗种子3次，用滤纸吸干种子表面水分，在室温下晾干备用。

1.3 种子膜透性测定

取15粒用不同质量浓度稀土溶液浸种处理的种子，经去离子水反复冲洗干净，然后用滤纸吸干种子表面水分，置100 mL锥形瓶中，加去离子水30 mL，加塞置于35℃恒温箱中24 h。室温条件下用上海精密科学仪器有限公司生产的DDSJ-308A型电导率仪测种子的电导，测完后将锥形瓶置水浴锅中沸水浴5 min，杀死种子。取出锥形瓶，冷却至室温后摇匀，测种子杀死后的电导值，计算种子相对电导率。每处理重复3次。

种子相对电导率=（种子煮前电导值/种子煮后电导值）×100%

1.4 幼苗培养

试验于2010年5—7月在山西农业大学实践基地进行。采用营养钵进行盆栽试验。取黄土状母质上发育的碳酸盐褐土（有机质含量17.4 g/kg，全氮含量0.94 g/kg，速效磷含量14.69 mg/kg，速效钾含量125.2 mg/kg），加入干净的细河沙混匀（V（土壤）∶V（沙）=7∶3），按 2 g/kg施入复合肥（N∶P∶K=10∶4∶6）作为土壤基质。称取600 g土壤基质装入直径14 cm、高16 cm的塑料营养钵内。播种前每钵先浇200 mL自来水。挑选均匀一致的不同质量浓度稀土溶液浸种处理过的种子，每钵播种10粒，然后覆3 cm（约200 g）的土壤基质，再浇150 mL自来水。每处理种5钵。将营养钵置室外遮雨进行幼苗培养。播种后视墒情用自来水补充种子所失水分。

1.5 幼苗叶绿素含量测定

参照高俊凤[9]的方法测定幼苗叶绿素含量。称取0.1 g新鲜叶片，剪碎置具塞试管中，加入10 mL80%的丙酮，室温下置暗室浸提48 h（叶片发白后为止）。用分光光度计测定浸提液的吸光度，计算叶绿素含量。

1.6 种子萌发及幼苗生长指标测定

采用GB/T 3543.4—1995技术规定[10]，统计不同处理的种子发芽势、发芽率、发芽指数。幼苗长至15 d，计算不同处理的幼苗活力指数，并将植株地上和地下两部分分开，计算植株的根冠比。数据统计结束后，将幼苗地上和地下两部分于105℃杀青，80℃的烘箱中烘干至恒质量。按公式计算植株的含水量。

1.7 数据分析

所有数据均采用统计分析软件DPS 6.5进行处理，用Duncan’s新复极差检验法进行数据比较。图表采用Excel 2000进行处理。

2 结果与分析

2.1 不同质量浓度稀土溶液浸种对玉米种子膜透性的影响

由图1可知，经不同质量浓度稀土溶液浸泡处理后，玉米种子的相对电导率呈先逐渐下降而后升高的变化趋势。但所有质量浓度浸种处理，电导率均不同程度降低。200，500，1000 mg/L的稀土溶液浸种处理与对照相比差异达显著水平，分别比对照降低32.4%，33.4%和33.5%。说明低质量浓度的稀土溶液浸种处理，对玉米种子细胞膜的修复有显著的促进作用。

2.2 不同质量浓度稀土溶液浸种对种子发芽指标的影响

由表1可知，不同质量浓度的稀土浸种处理，对种子的发芽率没有影响。稀土浸种处理的种子发芽势、发芽指数、活力指数，除4000 mg/L处理外，其余处理均有不同程度提高，尤其是200，500，1000mg/L处理效果明显。200，500，1000 mg/L处理，种子发芽势分别比对照提高12.0%，12.0%和16.1%；发芽指数分别比对照提高6.0%，7.3%和8.5%；活力指数分别比对照提高10.2%，19.7%和22.1%。从表1还可以看出，高质量浓度（2000，4000 mg/L）稀土浸种处理与对照相比，种子发芽指标变化不明显；与较低质量浓度（200，500，1000 mg/L）稀土浸种处理相比，其对种子萌发和幼苗生长有一定的抑制作用，表现出种子发芽 势、发芽指数、活力指数均明显降低。

表1 不同质量浓度稀土溶液浸种处理对玉米种子发芽指标的影响

2.3 不同质量浓度稀土溶液浸种对幼苗生长指标的影响

由表2可知，不同浓度的稀土溶液浸种处理后，幼苗总鲜质量均有不同程度的增加。500，1000 mg/L稀土溶液浸种处理，幼苗总鲜质量分别比对照增加26.1%和26.2%，且差异达显著水平。不同浓度的稀土溶液浸种处理后，除50，200，2000 mg/L处理外，其他处理幼苗总干质量均明显增加，500，1000 mg/L稀土溶液浸种处理的幼苗总干质量分别比对照增加17.8%和10.1%。不同质量浓度的稀土浸种处理后，除4000 mg/L处理外，其他处理幼苗含水量均有不同程度的增加，但与对照之间差异均未达显著水平。不同质量浓度的稀土溶液浸种处理后，幼苗根冠比也有明显的变化，50，200，500，1000 mg/L 处理，幼苗根冠比均高于对照，200 mg/L处理幼苗根冠比比对照高24.4%，二者之间差异达显著水平；2000，4000 mg/L处理幼苗根冠比有所降低。

表2 不同质量浓度稀土溶液浸种处理对幼苗生长指标的影响

2.4 不同质量浓度稀土溶液浸种对幼苗叶绿素含量的影响

由图2可知，不同质量浓度的稀土溶液浸种处理对幼苗叶绿素含量也有一定的影响。500，4000 mg/L处理的幼苗叶绿素含量升高，分别比对照高 1.9%和 12.3%；200，1000，2000 mg/L处理的幼苗叶绿素含量降低，分别比对照降低9.7%，12.3%和1.9%。

3 结论与讨论

稀土元素被广泛应用于农业生产领域，一定质量浓度的稀土元素及其化合物对植物生长具有刺激促进作用。洪法水等[11]研究认为，硝酸镧处理的水稻种子，其淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶等水解酶的活性升高，呼吸作用加强，种子活力明显提高，从而促进幼苗的生长。郭秀林等[12]采用不同质量浓度的硝酸镧溶液处理玉米幼苗，认为硝酸镧可不同程度地增加根数，提高根系和幼苗的干质量、鲜质量，并能促进根系和幼苗的伸长生长，还显著提高了叶绿素含量。方能虎等[13]认为，低质量浓度稀土可促进水稻种子萌发、生根及植株生长。本试验结果表明，稀土溶液浸种后，种子质膜透性降低，种子的大多数发芽指标明显提高，幼苗总鲜质量也不同程度增加。除2000，4000 mg/L处理外，其他质量浓度处理幼苗根冠比有不同程度增大。500，4000 mg/L处理幼苗叶绿素含量提高。说明用稀土溶液浸种能在一定范围内促进玉米种子萌发和幼苗生长。这可能是由于稀土溶液浸种处理促进了种子细胞膜的修复，降低了种子内溶物外渗，从而提高了种子的萌发质量[14-16]。同时，稀土溶液浸种促进了幼苗根系的生长，扩大了根系吸收表面积，增强了对养分吸收的竞争能力，从而促进了幼苗的生长。

本试验结果表明，不同质量浓度稀土浸种处理促进玉米种子萌发和幼苗生长的效应不同，500，1000 mg/L浸种处理促进种子萌发和幼苗生长的效应比较明显，低质量浓度和高质量浓度浸种处理促进种子萌发和幼苗生长效应不明显，高质量浓度处理甚至对种子萌发和幼苗生长还有抑制效应。因此，玉米稀土浸种处理应选择500～1000 mg/L为宜。试验中稀土浸种处理，幼苗叶绿素含量大致呈“W”变化趋势。1000 mg/L处理的叶绿素含量最低，而4000 mg/L处理的叶绿素含量最高，与种子萌发、幼苗生长质量明显相悖，可能与叶绿素含量测定的是叶片鲜质量、而叶片含水量又会影响叶绿素的绝对含量有关。

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