李婧,高小佳,章孜亮
(1.河北省农业生物技术创新中心,河北 秦皇岛 066004;2.河北省农业厅植物营养与海洋功能肥料重点实验室,河北 秦皇岛 066004;3.河北省企业技术中心,河北 秦皇岛 066004;4.领先生物农业股份有限公司,河北 秦皇岛 066004)
海藻是海洋生物资源的重要组成部分,含有丰富矿质元素、海藻多糖、糖醇、氨基酸、维生素、甜菜碱及酚类等化合物,此外还含有生长素、细胞激动素、赤霉素等天然激素类物质[1-3],具有很高的经济价值和营养价值。近年来,海藻及其提取物在农业上的应用越来越受到人们的重视。已有研究结果表明,海藻提取物对蔬菜、水果、粮食等作物具有普遍的促进生长和增产效果。郑怀训等[4]发现大棚番茄施用海藻肥料,能促进番茄的生长、发育、早熟和增加产量。另有研究发现通过喷施海藻液肥能显著提高草莓的产量和品质[5]。张晓虹等[6]试验证明,在穴盘育苗条件下,灌根施用300倍液海藻生根剂,可同时促进黄瓜幼苗地上部和根系的生长。海藻提取物对种子发芽率、发芽势的影响也有一些研究报道,Carvalho等[7]用0.8 mL·L-1的泡叶藻提取物浸泡大豆种子,发现发芽率较清水对照处理提高了 28.5%。作者以自行开发的海藻提取物产品(下称为海藻精)为材料,对玉米种子浸种后,研究海藻精对玉米种子萌发和幼苗生长的影响,以期为海藻精在农业中的应用和推广提供理论依据。
供试材料海藻精(海藻酸≥8%,有机质≥40%,K2O≥12%)为作者自行开发。供试作物为玉米,品种为郑单958。
对玉米种子进行浸种试验,共设4个处理,分别是海藻精稀释1 000倍,2 000倍,3 000倍,0(纯水,CK)为对照,重复3次。
选取饱满的玉米种子,在试验前将种子在1%次氯酸钠溶液中消毒,之后将种子分别置于不同浓度的海藻精稀释液中浸种12 h。浸种完毕后用蒸馏水冲洗3次,用吸水纸吸干表面水分。将种子整齐播在铺有直径10 cm的双层滤纸的培养皿中,每个培养皿中均放置30粒玉米种子,用清水保湿,置于25 ℃光照培养箱中萌发,光照与黑暗时间设置为12 h/12 h,光照强度为2 000 lx。
每24 h记录一次发芽情况(以胚根≥2 mm为标准),第3 d计算发芽势,第7 d计算发芽率。
萌发第15 d取10株幼苗用卷尺测量株高和根长,游标卡尺测量茎粗,同时测定叶绿素含量[8]。另取10株幼苗置于85 ℃烘箱中烘干至恒重,称地上部干重、根干重。
数据采用Excel 2000和DPS进行处理,检验差异显著性。
由表1可知,海藻精不同稀释倍数处理对玉米种子的发芽率和发芽势均有显著的促进作用;海藻精不同稀释倍数处理间差异显著,海藻精稀释2 000倍和3 000倍处理的种子发芽率和发芽势显著高于1 000倍处理。与对照相比,海藻精稀释2 000倍和3 000倍处理发芽率分别增加6.0和6.3百分点,发芽势分别增加12.5和23.3百分点。
表1 不同稀释倍数海藻精处理对玉米种子萌发的影响
从表2可知,海藻精不同稀释倍数处理玉米种子后,玉米幼苗的株高、茎粗、叶片数、根长和株干重与对照相比均存在显著差异;不同稀释倍数的处理表现为2 000倍和3 000倍的效果较1 000倍的好,其中株高、叶片数、地上干重、根干重和整株干重显著高于1 000倍处理。与对照相比,2 000倍和3 000倍稀释液浸种处理的玉米株高、茎粗、叶片数、根长、地上部干重、根干重和整株干重分别增加28.0%~28.6%、30.9%~33.0%、36.4%、52.4%~59.5%、33.9%~35.2%、45.0%和39.3%~39.9%,其间均表现差异显著。
表2 不同稀释倍数海藻精处理对玉米幼苗生长指标的影响
叶绿素含量和叶绿素a、叶绿素b含量是衡量叶片生长状况的重要指标[9]。如表3所示,海藻精不同稀释倍数浸种玉米种子后均在一定程度上增加了幼苗叶片叶绿素含量。海藻精稀释2 000倍和3 000倍处理与对照相比,显著增加了叶片叶绿素a和叶绿素(a+b)的含量,其中以海藻精2 000倍处理效果最好,分别增加31.4%和29.1%。
表3 不同稀释倍数海藻精处理对玉米幼苗叶绿素含量的影响
海藻肥作为一种天然的有机肥料,含有多种营养元素及植物活性物质,在农业生产中发挥了有益的功效。刘培京等[10]曾报道海藻生物有机液肥能够提高蔬菜种子的发芽率并促进幼苗生长,海藻生物有机液肥稀释600倍处理黄瓜、番茄种子,能够显著提高种子的发芽率,海藻生物有机液肥稀释400倍处理能够显著提高辣椒种子的发芽率。李湛等[11]研究发现,适当浓度的海带提取液用于绿豆浸种,可以促进绿豆种子萌发,增加绿豆芽下胚轴长度、上胚轴长度,增强种子萌发过程中 α-淀粉酶活性,提高可溶性还原糖含量等。本研究结果表明,采用1 000~3 000倍海藻精稀释液对玉米种子浸种处理,均能促进种子的发芽率和发芽势,促进幼苗的生长及增加叶片叶绿素含量,其中2 000倍和3 000倍稀释的处理促进萌发和壮苗作用较好,发芽率分别提高7.6%和8.0%,发芽势提高21.7%和37.0%,整株干重提高39.0%以上,叶绿素(a+b)提高23.9%以上。在实际应用中推荐用稀释2 000~3 000倍海藻精液来浸种玉米种子。