不同浓度聚乙二醇对玉米杂交种幼苗质量及保水性的影响

康志钰，王建军，孔繁军，邢吉敏，吴 鹏

(1云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明 650201;2中国种子集团有限公司，北京 100045)

世界上三分之一的耕地处于干旱或半干旱状态，其他耕地也常受到周期性或难以预期的干旱而降低产量［1-2］.我国是世界上最干旱的国家之一，干旱半干旱面积占国土面积的52.5%［3］.云南四季不分明，但干湿季明显.干季(10月中旬至次年5月中旬)缺水较为严重.2010年云南遭遇了百年一遇的全省性特大旱灾，干旱范围之广、时间之长、程度之深、损失之大，均为云南省历史少有.自此，已连续3年出现持续严重旱情.玉米不仅是高产作物、饲料作物、工业加工原料作物，更是我国粮食安全的重要战略物资［4］.近年来，由于种植业的调整，玉米种植面积逐年扩大，尤其是随着杂交玉米的推广应用，单产和总产显著提高，玉米在全国粮食生产中的地位显得愈加重要.水分胁迫是玉米生长最普遍的限制因子，玉米播种季一般为4月初，此时正值云南旱情较为严重的季节，即玉米苗期正处于云南最干旱的季节，因此，研究玉米苗期抗旱性，具有十分重要的意义.

目前，用聚乙二醇(PEG)模拟干旱已普遍用于作物抗旱性研究［5-21］.本研究选用7个玉米杂交种进行发芽试验，第3天开始用不同浓度的PEG-6000处理模拟干旱，测定幼苗长度、相对含水量、幼苗平均鲜质量、幼苗平均干质量、单位苗长鲜质量、单位苗长干质量、相对生长量、相对干物质积累量，研究PEG浓度对玉米杂交种幼苗质量及保水性的影响，为选择具有较强苗期抗旱性的玉米杂交种提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

供试玉米Zea mays L.杂交种:长城706、农单5号、会单4号、长城799、北玉16号、海禾1号和路单8号，均由中国种子集团有限公司提供.

聚乙二醇(PEG):选用由国药集团化学试剂有限公司生产的PEG-6000.

1.2 方法

发芽试验采用纸上发芽法.取发芽盒84个(即每品种12个)，每盒取种子50粒，整齐置于发芽盒中的吸水纸上，为减小PEG对种子萌发的影响，发芽试验开始时，每个发芽盒每天定量加水10 mL.试验进行到第3天时，将不同品种每3盒分为1组，改用质量浓度分别为0(CK)、100、150和200 g·L-1的PEG溶液10 mL进行处理，每个处理3次重复，模拟干旱.为了防止由于水分蒸发引起缺水或PEG浓度变化，在加水或加PEG溶液时均采取上午和下午各加5 mL的方法.试验共进行7 d.

发芽试验结束时，每个发芽盒测定1次幼苗的长度，计算平均值，作为该发芽盒幼苗平均长度.然后仔细将幼苗从吸水纸上取下，冲洗残留吸水纸，用吸水纸吸干幼苗表面水分，立即称取鲜质量(m鲜)，然后将幼苗浸入蒸馏水，室温下过夜吸水膨胀，再用吸水纸吸干幼苗表面水分，快速称量吸水后的最大膨胀质量(m膨胀).再将幼苗装入纸袋，80℃过夜烘干后，在干燥器中冷却至室温，称取干质量(m干)，计算幼苗相对含水量、幼苗平均鲜质量、幼苗平均干质量、单位苗长鲜质量、单位苗长干质量、相对生长量、相对干物质积累量，以研究玉米杂交种的幼苗质量及保水性.

1.3 数据分析

数据采用SPSS 17.0统计软件，分别对玉米材料的各发芽特性进行方差分析和多重比较(LSD法)分析.

2 结果与分析

2.1 不同处理的玉米杂交种幼苗质量及保水性方差分析

表1列出了不同浓度PEG处理后玉米杂交种幼苗品质及保水性方差分析结果.从表1可见，不同杂交种间的苗长达到极显著差异，相对含水量达到显著差异，其他指标均无显著性差异;不同浓度PEG间所有指标均达到极显著差异;玉米杂交种和PEG浓度间互作，只有苗长达到极显著差异，其他指标均无显著性差异.说明影响玉米杂交种幼苗品质及保水性的因素主要是PEG浓度.

2.2 不同浓度PEG对玉米杂交种幼苗品质及保水性的影响

表2是不同浓度PEG间玉米杂交种幼苗质量及保水性的多重比较结果.由表2可知，对照处理幼苗的苗长极显著高于150和200 g·L-1PEG处理的幼苗，与100 g·L-1处理的幼苗苗长差异不显著，200 g·L-1PEG处理的幼苗极显著短于对照以及100、150 g·L-1PEG处理的幼苗，仅占对照处理幼苗苗长的28.6%，占100、150 g·L-1处理幼苗苗长平均值的36.9%，说明200 g·L-1PEG可以极显著降低幼苗长度.对照和200 g·L-1PEG处理的幼苗相对含水量均极显著高于100、150 g·L-1处理，对照处理的幼苗相对含水量又显著高于200 g·L-1PEG处理，说明在干旱处理下，随着PEG浓度的提高，幼苗相对含水量逐渐提高，即保水能力逐渐提高.200 g·L-1PEG处理的幼苗平均鲜质量和幼苗相对生长量均极显著高于100、150 g·L-1PEG处理的幼苗，而与对照处理无显著差异;200 g·L-1PEG处理的幼苗平均干质量和相对干物质积累量也极显著高于对照和150 g·L-1PEG处理，而与100 g·L-1PEG处理的幼苗无显著差异;200 g·L-1PEG处理的幼苗单位苗长鲜质量和单位苗长干质量均极显著高于其他处理.上述结果表明，较高浓度的PEG可以提高幼苗品质.

表1 玉米杂交种幼苗质量及保水性方差分析F值1)Tab.1 F values of variance analysis of seed ling quality and water retention ofmaize hybrids

表2 PEG浓度对玉米杂交种幼苗质量及保水性的影响1)Tab.2 Effects of PEG concentrations on seed ling quality and water retention ofmaize hybrids

2.3 不同玉米杂交种间幼苗品质和保水性的差异

不同玉米杂交种间幼苗品质及保水性的差异见表3.由表3可知，会单4号、长城799、农单5号、北玉16号和长城706的苗长极显著高于路单8号.农单5号、会单4号、长城706、海禾1号和北玉16号的幼苗相对含水量显著高于路单8号，而会单4号、长城706、海禾1号、北玉16号与长城799的幼苗相对含水量无显著性差异.路单8号的幼苗相对含水量显著低于其他品种.会单4号的幼苗平均鲜质量和平均干质量均显著低于北玉16号和海禾1号，与其他品种差异不显著.单位苗长鲜质量、单位苗长干质量和幼苗相对生长量在各品种间无显著性差异.海禾1号的幼苗相对干物质积累量显著高于会单4号和长城799，而与其他4个品种无显著性差异.

表3 不同玉米杂交种间幼苗质量及保水性的差异1)Tab.3 Differences amongmaize hybrids on seedling quality and water retention

3 结论

研究结果表明，PEG浓度是影响玉米杂交种幼苗保水性及幼苗品质的主要因素.随着PEG浓度的提高，玉米杂交种的幼苗长度显著降低，但幼苗质量和保水性显著提高.PEG浓度较高时，长城799、农单5号、会单4号和长城706的幼苗长度相对较长，农单5号、长城706、会单4号、海禾1号和北玉16号具有较强的保水性，海禾1号、北玉16号、农单5号、长城706和长城799的幼苗平均鲜质量较高，海禾1号、北玉16号、路单8号、农单5号、长城706和长城799具有较高的幼苗平均干质量，农单5号、海禾1号、长城799、长城706、路单8号和北玉16号具有较高的单位苗长鲜质量，路单8号、海禾1号、长城799、长城706、农单5号和北玉16号的单位苗长干质量较高，海禾1号、北玉16号、农单5号和长城706的幼苗相对生长量较高，海禾1号、北玉16号、长城706、农单5号和路单8号的幼苗相对干物质积累量较高.从较高PEG浓度的幼苗长度和保水性来看，农单5号、长城706和会单4号具有较强的抗旱性;而从幼苗平均鲜质量、平均干质量、单位苗长鲜质量、单位苗长干质量、相对生长量、相对干物质积累量来看，海禾1号、农单5号和长城706具有较高的幼苗质量，即农单5号和长城706对较高浓度PEG具有较高的耐受能力.

本研究不仅沿用了幼苗长度、相对含水量等能直接衡量植物抗旱性的指标，还引入了幼苗平均鲜质量、平均干质量、单位苗长鲜质量、单位苗长干质量、相对生长量、相对干物质积累量等代表幼苗质量的指标.因此，考查植物抗旱性时，不仅需要考查幼苗外观长势，还需考查保水性及幼苗品质.

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【责任编辑周志红】