硫酸铜溶液浸种对盐胁迫下糯玉米种子萌发的影响

朱虹宇，于添一，张 欣，杜 锦，向春阳

（天津农学院 农学与资源环境学院，天津 300392）

铜元素是植物生长发育中不可缺少的微量元素，作为许多代谢酶的组分，其对植株的正常生长发育起着重要的作用。研究表明，盐胁迫会降低糯玉米的生理代谢活动[1]，抑制玉米种子的萌发和幼苗生长[2]。不同浓度的铜溶液在一定程度上能有效提高干旱胁迫下玉米的发芽势、发芽率和苗高等生长指标，增加玉米幼苗的干物质质量[3]。低浓度的铜溶液对玉米种子萌发有一定的促进作用[4]，但铜溶液过量会造成植物生长损伤，高浓度的铜离子不仅会降低植物种子的发芽率，而且显著抑制幼苗和根系生长[5]。

由于铜溶液对盐胁迫下糯玉米种子萌发方面的研究较少，因此采用不同浓度硫酸铜溶液处理糯玉米种子，在不同浓度NaCl溶液下，分析铜溶液对糯玉米种子萌发和幼苗生长的影响，为盐渍化地区糯玉米种子萌发和生长提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试材料

糯玉米品种：“津糯1+1”，由天津农学院农学与资源环境学院种子科学与工程系提供。

1.2 试验方法

随机数取籽粒饱满和大小均匀一致的糯玉米种子3 200粒，在1.2%的次氯酸钠溶液中浸泡10 min后，用蒸馏水冲洗3次，再把种子分成4组，每组800粒，分别用0.0（空白对照）、1.0、1.2、1.4 mmol·L-1的硫酸铜溶液浸泡 12 h。设置 0、40、80、120 mmol·L-14 种浓度的 NaCl溶液，将浸泡好的糯玉米种子分别均匀置于加入等量4种浓度NaCl溶液的纸床发芽盒中，每盒50粒，进行发芽试验，第4天置换发芽床，重新加入等量4种浓度的NaCl溶液。试验重复4次。

1.3 测定项目与方法

测定项目为种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗的地上部干质量和根干质量。

每天测定种子的发芽数，发芽标准采用胚根≥种子长、同时达到胚芽≥1/2种子长，发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数的计算方法参见《种子学》[6]。发芽的第7天取幼苗地上部和根，分别置于80 ℃烘干箱中烘干1 h后于60 ℃条件下烘干至恒质量，分别称取幼苗的地上部干质量和根干质量。

1.4 数据处理

采用Excel 2016软件分析数据并绘图，用SPSS 25软件进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 硫酸铜溶液浸种对不同浓度NaCl溶液条件下糯玉米种子萌发的影响

由图1可见，糯玉米种子的发芽势随着NaCl溶液浓度的升高而下降。在40 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽势显著高于空白对照的种子发芽势；在 0、80、120 mmol·L-1浓度的 NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽势和空白对照没有差异；1.2 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽势与空白对照相比，只在无盐条件下没有差异，但在40、80、120 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，均呈显著下降趋势；在所有浓度的NaCl溶液条件下，1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽势均比空白对照显著降低。

图1 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米种子的发芽势

糯玉米种子的发芽率随着NaCl溶液浓度的升高也表现出下降的趋势（图2）。在0和40 mmol·L-1浓度 NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽率均显著高于空白对照的发芽率；在0和40 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.2 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽率和空白对照均没有差异，在80和120 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，种子的发芽率均显著低于空白对照；1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽率在不同浓度NaCl溶液条件下，均比空白对照显著降低。

图2 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米种子的发芽率

2.2 硫酸铜溶液浸种对不同浓度NaCl溶液条件下糯玉米种子活力的影响

发芽指数是种子活力高低的参考指标之一。由图3可见，在0和40 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽指数均显著高于空白对照的发芽指数；1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽指数在80 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，与空白对照的发芽指数没有差异，但在120 mmol·L-1浓度的NaCl溶液下，比空白对照的发芽指数显著降低；在80和120mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.2 和1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的发芽指数均比空白对照的发芽指数显著降低；在所有浓度的NaCl溶液条件下，1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子发芽指数均比空白对照显著降低。

图3 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米种子的发芽指数

种子活力指数也是判定种子活力高低的重要参照指标之一。由图4可见，在0和40 mmol·L-1浓度的 NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子活力指数均显著高于空白对照的种子活力指数；在80和120 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子活力指数与空白对照的种子活力指数均无差异；在所有不同浓度的NaCl溶液条件下，1.2和1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的种子活力指数均比空白对照的种子活力指数下降显著。

图4 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米种子的活力指数

2.3 硫酸铜溶液浸种对不同浓度NaCl溶液条件下糯玉米幼苗干质量的影响

糯玉米幼苗的地上部干质量随着NaCl溶液浓度的升高表现出先上升后下降的趋势（图5），表明高浓度盐溶液会严重抑制糯玉米幼苗的生长。由图5可见，在0 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的糯玉米幼苗的地上部干质量显著高于空白对照；1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的幼苗地上部干质量在其他浓度的NaCl溶液条件下均与空白对照的幼苗地上部干质量没有差异；在所有浓度的NaCl溶液条件下，1.2和1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的幼苗地上部干质量均比空白对照降低显著。

图5 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米幼苗的地上部干质量

由图6可见，在所有浓度的NaCl溶液下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的糯玉米幼苗根干质量均与空白对照的幼苗根干质量没有差异；在所有浓度的NaCl溶液条件下，1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的幼苗根干质量均比空白对照的幼苗根干质量降低显著；用1.2 mmol·L-1硫酸铜溶液处理的幼苗根干质量在0、40、80 mmol·L-1浓度的NaCl溶液条件下，与空白对照相比下降显著，与120 mmol·L-1浓度NaCl溶液条件下的幼苗根干质量没有差异。

图6 不同浓度NaCl溶液条件下4种浓度硫酸铜溶液处理糯玉米幼苗的根干质量

3 结论与讨论

本研究表明，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸泡糯玉米种子12 h后，由于提高了糯玉米种子的细胞膜透性，降低了细胞的渗透胁迫，所以显著提高了糯玉米种子在低盐胁迫下的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。在较高浓度80 mmol·L-1的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸种对糯玉米种子的萌发没有促进作用，而且随着NaCl溶液浓度的进一步增加，会显著降低糯玉米种子的萌发能力和种子活力，这一结果与胡娜等[7]的研究结果一致。

本研究结果表明，不同浓度硫酸铜溶液浸种对糯玉米幼苗生长具有显著影响。在0 mmol·L-1的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸种显著增加了糯玉米幼苗的地上部干质量，但幼苗的根干质量没有差异。在80 mmol·L-1以上浓度的NaCl溶液条件下，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸种的糯玉米幼苗干质量与空白对照比较，虽然没有差异，但也没有降低幼苗干质量，说明1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸种能缓解盐对糯玉米幼苗生长的影响。用1.4 mmol·L-1硫酸铜溶液浸种处理，在不同浓度的NaCl溶液条件下，均显著降低了糯玉米幼苗的地上部干质量和根干质量。

综合分析表明，1.0 mmol·L-1硫酸铜溶液浸泡糯玉米种子12 h，能显著提高40 mmol·L-1浓度的NaCl溶液下糯玉米种子的发芽能力，促进糯玉米幼苗生长。