黄腐酸对盐胁迫下黄瓜种子发芽和幼苗生长的影响

张春兰

（潍坊学院种子与设施农业工程学院 山东潍坊 261061）

黄腐酸（Fulvic acid，FA）是一类含有多种功能活性基团、易溶于水、易被吸收、具有多种生物活性的植酸类有机化合物的总称[1]。 近年来，FA 因具有改良植物抗逆性、调控植物生长、提高作物产量等作用而被作为一种广谱的植物生长调节剂广泛应用。 研究发现，FA 可提高盐胁迫下大豆[2]、白菜[3-4]种子等的发芽率和成苗率， 但对黄瓜种子耐盐性缓解方面的研究鲜有报道。

目前黄腐酸的生产主要以泥炭、农作物秸秆、木料等为原料， 利用有机溶剂和微生物发酵来提取获得[5-6]。 但我国还有大量的生产饮料废弃物，如苹果渣、梨渣等。 本试验以苹果渣为原料，通过自然发酵法提取FA，并以不同浓度NaCl 模拟盐胁迫条件培养黄瓜种子，以期明确显著的抑制浓度；并在该浓度条件下添加FA 粗制品，通过测定种子发芽率和幼苗生长的有关参数寻找最佳FA 粗制品添加量，从而为盐渍地、盐碱地中黄瓜的种植提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 FA 粗制品的提取及测定

1.1.1 苹果渣的发酵与FA 粗制品的提取 苹果切块后用组织捣碎机捣碎、 纱布滤去果汁后得到苹果渣。 将苹果渣放入瓷罐中，加入适量的蒸馏水使其含水量约为50%。 盖上保鲜膜，放入恒温箱中28℃自然发酵10 d 左右。

将发酵后的苹果渣取出， 用8 层纱布过滤得到发酵液。 将发酵液置于烧杯中，在约60℃条件下使滤液缓慢蒸发浓缩， 待浓缩物变为黄色浓稠状并散发着香味时转入恒温箱中，在85℃条件下烘干至恒重，得到棕褐红色干物质即为FA 粗制品。

1.1.2 粗制品中FA 含量的测定 采用容量滴定法测定粗制品中FA 的纯度[7]。 具体步骤如下：

（1）FA 粗制品的溶解与氧化：1.0 g 粗制品放在70 mL dH2O，于沸水浴煮沸30 min，冷却至室温后定容至200 mL。 过滤，取滤液5.0 mL 放入锥形瓶中，加入0.8 mol/L 重铬酸钾溶液5.0 mL 和15 mL 浓硫酸，在沸水浴中加热氧化30 min。

（2）滴定：取出冷却至室温，加入70 mL dH2O 和3～5 滴邻菲罗啉指示剂， 以0.1 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液滴定至红褐色。

（3）计算：依据下列公式计算粗制品中FA 的有效含量。

式中，V0为对照组消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；V为粗制品消耗的硫酸亚铁铵标准溶液的体积，mL；C为硫酸亚铁铵标准溶液的浓度，mol/L。

1.2 盐胁迫对黄瓜种子发芽和幼苗生长的影响

1.2.1 种子的处理与培养 试验于2022 年4-5 月在潍坊学院种子与设施农业工程学院生物化学实验室进行。 选取颗粒饱满、 完整无破损的黄瓜种子，用95%乙醇消毒后，于不同浓度NaCl 溶液中分别浸种12 h，然后在相应NaCl 溶液的培养皿中进行光照培养。 共设置5 个处理：CK1（dH2O）、 A1（0.05 mol/L NaCl）、A2（0.10 mol/L NaCl）、 A3（0.15 mol/L NaCl）、A4（0.20 mol/L NaCl）。

1.2.2 种子发芽和幼苗生长的测定 第3 天时统计发芽率，培养至第7 天时测定幼苗的根长、子叶长、株高和叶绿素含量。

1.3 FA 对盐胁迫下黄瓜种子发芽和生长的影响

1.3.1 种子的处理与培养 种子的处理同“1.2.1”，共设置5 个处理：CK2（0.15 mol/L NaCl）、B1（30 mg/L FA粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B2（60 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B3（90 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）、B4（120 mg/L FA 粗制品+0.15 mol/L NaCl）。

1.3.2 种子发芽和幼苗生长的测定 同“1.2.2”。

1.4 幼苗叶绿素含量的影响

利用分光光度法测定叶片中叶绿素的含量[8]，具体步骤如下：

1.4.1 叶绿素的提取（所有操作需避光） 取幼苗叶1 g 置于研钵中， 加少量石英砂和2.5 mL 80%丙酮，研磨直至组织碎片变白， 静置3～5 min 后过滤，以80%丙酮多次清洗并定容至25 mL，避光保存待用。

1.4.2 光密度的测定 以80%丙酮为对照， 测定提取液的A663和A645，根据以下公式计算叶绿素a 含量（Ca）、叶绿素b 含量（Cb）和总叶绿素含量（CT）（单位为mg/L）。

1.5 数据分析

用Excel 软件对试验数据进行统计分析， 并用SPSS 17.0 进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 粗制品中FA 含量

依公式计算，苹果渣中提取出的粗制品中FA 有效含量为62.00%。

2.2 盐胁迫下黄瓜种子发芽和幼苗的生长情况

由表1 可知，与对照组相比，在低浓度盐（A1处理）条件下种子的发芽率显著下降，但幼苗生长的各项指标和叶绿素含量差异均不显著； 盐浓度增加至0.10 mol/L（A2处理）时，幼苗的根长和子叶长也显著降低；当盐浓度增加至0.15 mol/L（A3处理）时，株高和叶绿素含量也显著下降。

2.3 FA 对盐胁迫下黄瓜种子发芽和幼苗的生长情况

由表2 可知，低浓度的FA 粗制品（B1处理）不能缓减小胁迫下黄瓜种子的发芽率、 株高和叶绿素含量， 但可显著促进幼苗的根和子叶的生长； 当FA粗制品添加量达到60 mg/L（B2处理）时， 幼苗的发芽率、 株高、 叶绿素含量显著增大； 当添加量达到90 mg/L（B3处理）时，各项测量指标均达到最大，然后随着FA 的增加反而下降。

表2 FA 对盐胁迫下黄瓜发芽和幼苗生长影响的缓解

3 讨论与结论

本试验发现在低盐浓度（0.05 mol/L NaCl）中黄瓜种子的发芽率受到显著抑制作用， 这与在秋葵[9]、大白菜[10]等中的发现相一致。可能是由于盐胁迫使种子体内过氧化物积累，破坏了细胞膜的脂质层，从而使种子发芽率降低[11]。低浓度盐对幼苗的生长影响不大，而高盐胁迫对幼苗的生长有显著的抑制作用，这与前人的研究结果一致[12-13]，原因可能是过氧化物的积累使叶绿素氧化降解， 幼苗叶绿素的降低使光合作用减弱减少了植株同化物和能量的供应， 从而使幼苗生长受阻[14]。

添加适量FA 粗制品可有效缓解种子的高盐胁迫，这与在萝卜[15]、小白菜[4]等中的研究一致。 可能由于FA 的活性基团可与植物体内的过氧化物发生反应， 从而消除了过氧化物的积累而抑制幼苗中叶绿素的降解，进而促进植株光合作用、增加其同化物和能量的供应。添加高浓度的FA 反而抑制了种子的发芽和幼苗的生长， 可能与FA 粗制品纯度较低有关，具体原因有待进一步分析。本试验中发现添加FA 有助于植株根的生长，这与在萝卜[15]中的发现不一致，可能与所研究的品种不同有关。

经以上分析和探讨，得出如下结论。

（1）添加NaCl 可抑制黄瓜种子的发芽，当浓度达0.15 mol/L 时可显著抑制其幼苗的生长。

（2）适量添加FA 可有效缓解盐胁迫下黄瓜种子的发芽和幼苗的生长，其最大添加量为90 mg/L。