不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜生长特性及营养品质的影响

路博宇，王 凯，杜天庆，薛建福

（山西农业大学农学院，作物生态与旱作栽培生理山西省重点实验室，山西太谷030801）

锌是人体所必需的微量元素[1]。在人体中，锌元素广泛参与多种酶的合成[2]，对人体的免疫系统、神经系统及代谢系统等有着十分重要的作用。由于人体不能合成锌元素，必须从外界食物中获取，但大部分作物中的锌元素含量较低，而种子浸种是提高作物体内锌元素含量的有效途径。芽苗菜是一种绿色无污染、使用安全、清爽可口的新型蔬菜[3-4]，逐渐成为人们餐桌上深受欢迎的一种食物。因此，生产开发富锌玉米芽苗菜浸种剂对改善人类锌营养具有重要意义。

有研究表明，螯合剂浸种可以促使植物萌发并增强其生理活性[5]。袁少文[6]进行富锌有机叶面肥的研究得出，以螯合剂制成的富锌叶面肥不仅可以喷施而且可以浸种，与对照组相比，浸种的种子发芽率得到了提高，幼苗抗性亦有所增加。沈欣[7]研究了氨基酸对锌肥相关方面的应用，结果表明，所研制高浓度氨基酸螯合水溶锌肥采用喷施或随水灌施均有良好的应用效果，可明显促进小白菜的生长，提高产量，改善品质；除此之外，与其他富锌肥料相比，喷施与灌施氨基酸螯合水溶锌肥均能提高植株锌吸收量和锌利用率。赵京刚等[5]研究山梨糖醇浸种对盐胁迫下无花果的影响表明，山梨糖醇浸种可以促进盐胁迫下无花果的萌发，提高盐胁迫下无花果幼苗叶片内的SOD、CAT 活性，降低盐胁迫下无花果叶片内的丙二醛、过氧化氢含量。当前对富锌浸种剂的研究较少，基本以七水合硫酸锌浸种为主，糖醇类、氨基酸类、柠檬酸、EDTA 与无机锌盐混合对玉米进行浸种处理的影响尚未明确。

本试验研究5 种不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜的生长特性、锌积累及营养品质的影响，确定最佳富锌浸种剂，为富锌玉米芽苗菜浸种剂的制备提供技术支撑。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试玉米品种为万糯2000，由河北省万全县华穗特用玉米种业有限责任公司提供。

1.2 试验方法

表1 不同富锌浸种剂配方 mg/L

试验于2019 年在山西农业大学农学院挂藏楼实验室进行，采用单因素试验，共设6 个处理，即七水硫酸锌（Z-Zn）、木糖醇 + 七水硫酸锌（X-Zn）、柠檬酸+七水硫酸锌（C-Zn）、甘氨酸+七水硫酸锌（G-Zn）、EDTA+ 七水硫酸锌 （E-Zn） 和对照组（CK），重复3 次。在18 个一次性饭盒中对玉米种子进行浸种24 h，然后放置于由一次性饭盒和纱布组装的培养盒中进行培养，每个培养盒中选择50 粒饱满、均匀一致的玉米籽粒，室温培养，培养时间为10 d。试验中6 个处理配方如表1 所示。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 发芽率、发芽势和活力指数的测定 每天统计玉米芽苗菜出芽数量，根据公式计算玉米种子的发芽势、发芽率，并计算种子发芽指数和活力指数。

式中，GP为发芽势，G3为第 3 天发芽总数，TS为一个重复供试种子总数，GF为发芽率，G7为第7 天发芽总数，GI为发芽指数，VI为活力指数，GT为第t 天的发芽数，DT为相应的天数（d），S 为发芽结束时幼苗单株鲜质量（mg）。

1.3.2 干鲜质量的测定 玉米芽苗菜生长周期结束后，测定其干质量和鲜质量。在各处理组中随机选取玉米芽苗菜5 株，在阴凉处放置1 h，等水分沥尽，称质量，即为其鲜质量，再将其放入烘箱中，在40 ℃温度下烘干至恒质量，称质量，即为其干质量。

1.3.3 过氧化物酶（POD）活性的测定 采用愈创木酚法，以每20 s 内引起OD420（420 nm 波长下样品光密度的增大值）增加0.1 的酶量为1 个POD 活性单位计算。

1.3.4 可溶性糖和丙二醛含量的测定 采用硫代巴比妥酸（TBA）法测定可溶性糖和丙二醛（MDA）的含量。

1.3.5 维生素C 含量的测定 采用钼酸铵比色法测定玉米芽苗菜维生素C 含量。

1.3.6 锌元素含量的测定 称取粉碎烘干的玉米芽苗菜0.200 g，加入混合酸液（浓硝酸∶30%双氧水＝3∶2（V/V））10 mL，浸泡过夜，于消煮炉上消煮至无色（或浅黄色）透明，过滤定容至50 mL 的容量瓶中，再用原子吸收光谱仪测定锌元素含量。

1.4 数据处理与统计方法

采用Microsoft Excel 2010 进行数据处理及作图，使用SPSS 16.0 分析软件的新复极差法（Duncan）（P＜0.05）对试验数据进行显著性分析比较。

2 结果与分析

2.1 不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜发芽率、发芽势和活力指数的影响

从表2 可以看出，不同富锌浸种剂对发芽率产生了一定的影响。X-Zn、E-Zn 和Z-Zn 处理下玉米芽苗菜的发芽率分别较CK 显著提高了29.4%、19.3%和14.7%，X-Zn 处理下玉米芽苗菜的发芽率较E-Zn 和Z-Zn 处理分别显著提高了8.6%和12.8%，E-Zn 和Z-Zn 处理下玉米芽苗菜的发芽率差异不显著。G-Zn 处理下玉米芽苗菜发芽率较CK有所提高，但差异不显著。C-Zn 处理下玉米芽苗菜的发芽率较CK 显著降低了17.4%。在X-Zn 富锌浸种剂处理下玉米芽苗菜发芽势最高，与G-Zn、E-Zn 和Z-Zn 处理间无显著性差异，较CK 增加了29.8%。G-Zn、E-Zn 和 Z-Zn 处理下玉米芽苗菜分别较 CK 提高了 14.9%、10.4%、6.0%，且 E-Zn、Z-Zn处理和CK 间差异不显著。在C-Zn 富锌浸种剂处理下玉米芽苗菜发芽势最低，较CK 降低14.9%。表2 结果表明，不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜的活力指数影响不明显。与 CK 相比，X-Zn、E-Zn、G-Zn和Z-Zn 处理都增加了玉米芽苗菜的活力指数，在X-Zn 处理下活力指数最高，较活力指数最低的C-Zn 处理高38.1%。

表2 不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜发芽率、发芽势和活力指数的影响

2.2 不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜干鲜质量的影响

由图1 可知，不同处理之间玉米芽苗菜的干质量和鲜质量均无显著差异。6 个处理组之间的鲜质量在 2.19～2.38 g，干质量在 383～407 mg。

2.3 不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜POD 活性和MDA 含量的影响

由图2 可知，在E-Zn 浸种剂处理下玉米芽苗菜POD 活性达到了最高，为35.7 U/（min·g），显著高于其他处理。G-Zn 处理和CK 间无显著性差异，较E-Zn 处理降低了27.5%。在Z-Zn 浸种剂处理下玉米芽苗菜POD 活性最低，为15.7 U/（min·g），但与C-Zn、X-Zn 处理间差异不显著。在X-Zn 处理下玉米芽苗菜MDA 含量最低，为9.4 nmol/g，较E-Zn 处理低30.2%，与C-Zn、CK 间无显著性差异。E-Zn处理下玉米芽苗菜MDA 含量最高，与Z-Zn、G-Zn处理间差异不显著，E-Zn、Z-Zn、G-Zn 处理较 CK分别高19.3%、7.7%、3.6%。

2.4 不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜可溶性糖和维生素C 含量的影响

从图3 可以看出，在C-Zn 处理下玉米苗芽菜可溶性糖含量最低，为65.7 mmol/g，较CK、E-Zn 处理分别降低了14.7%、11.3%，且无显著差异。G-Zn处理可溶性糖含量最高，达84.2 mmol/g，与X-Zn、Z-Zn、CK、E-Zn 处理间差异不显著，各处理较C-Zn处理可溶性糖含量分别增加28.2%、28.1%、24.4%、17.2%。在C-Zn 处理下玉米芽苗菜的维生素C 含量最高，达0.5 mg/g，显著高于其他各处理，且其他处理间差异不显著。

2.5 不同富锌浸种剂对锌元素含量的影响

图4 结果表明，各富锌浸种剂处理较CK 均显著增加玉米芽苗菜锌元素含量，Z-Zn、E-Zn、C-Zn、X-Zn、G-Zn 分别较 CK 增加 227.2%、211.7%、202.6%、198.3%、112.0%。从图4 还可以看出，经过富锌浸种剂处理，各处理都增加了单株玉米芽苗菜体内的锌元素含量。E-Zn 处理下单株锌元素含量最高，为19.76 μg，和CK 相比显著增加了215.1%，略微高于Z-Zn 处理。

3 结论与讨论

种子的发芽势和发芽率是检测种子质量好坏的重要指标。本试验结果表明，除去C-Zn 处理外，各处理均增加了玉米芽苗菜的发芽率、发芽势和活力指数，这与杨系玲等[8]、HARRIS 等[9]研究结果类似。相对CK，C-Zn 处理降低了玉米芽苗菜的发芽率、发芽势和活力指数，这可能是柠檬酸酸化抑制了玉米芽苗菜的发芽生长。研究表明，不同富锌浸种剂对玉米芽苗菜的干鲜质量影响不显著。这与王景安等[10-11]的研究结果不同，可能由于锌浓度或者玉米品种不一有关。

POD、MDA 代表植株抗逆性的重要指标。刘家庆等[12]研究认为，外源锌有利于提高植物体内POD活性。徐建明等[13]研究认为，利用不同锌浓度处理可以增加水稻叶片中的POD 活性。在本试验条件下，除E-Zn 处理有类似的结果外，其余处理结果并未显著增加甚至显著减小POD 活性，这可能由于各处理的螯合剂配方螯合微量元素的强度不同导致的[14]。杨系玲等[8]研究认为，一定范围的锌浸种可以减少不同基因型玉米幼苗体内的丙二醛含量。同时也有研究表明，高锌会对作物产生毒害作用[15]。本试验表明，在E-Zn 处理下MDA 含量值达到最高，可能是由于EDTA 螯合锌元素能力较强导致的。

可溶性糖、维生素C 是重要的品质评价指标。王妍[16]研究认为，提供锌元素可以增加玉米幼苗体内的可溶性糖含量。而本试验结果表明，锌元素并未显著增加可溶性糖含量，甚至在C-Zn 处理可溶性糖含量显著降低，这与王妍[16]的研究结果不一致。锌可提高细胞分裂活性[17]，促进维生素C 的合成。本试验C-Zn 浸种处理显著增加了玉米芽苗菜维生素C 含量，但其他处理组与CK 之间无显著性差异。这可能是由于维生素C 的合成是由多种基因共同调控决定的[18]，螯合剂结构不一致导致的。

本试验表明，各处理都显著增加了玉米芽苗菜的锌含量。这与王景安等[10]研究结果趋于一致。按照中国营养学会的推荐，4 岁以上的儿童及成年的男性和女性每日应该摄入的锌元素分别为5.5、12.5、7.5 mg[19]。假如每人每天吃经过E-Zn 处理的玉米芽苗菜100 株，可以提供2.0 mg 的锌，相当于4 岁以上的儿童及成年男性和女性每天应当摄入锌的36%、16%、26%。

本研究结果表明，Z-Zn 仅显著增长了玉米芽苗菜的锌元素含量。C-Zn 显著增长了玉米芽苗菜的维生素C 含量和锌元素含量。X-Zn 显著增长了玉米芽苗菜的发芽率、发芽势和锌元素含量。E-Zn显著增长了玉米芽苗菜的发芽率、POD 活性和锌元素含量。综合分析可知，本试验推荐选择含有鳌合剂的E-Zn 富锌浸种剂来提高玉米芽苗菜的锌元素含量。