硫酸钾溶液浸种对盐胁迫下糯玉米种子萌发和幼苗生长的影响

陈妤佶 艾栩栩 郭瑞 杜锦 向春阳

摘要：分析硫酸钾溶液浸种处理对不同盐胁迫下的糯玉米种子萌发和幼苗生长的影响，为糯玉米在盐渍化土壤种植提供技术支持。文章以0.0、0.6、1.2、1.8 g·L-1的硫酸钾溶液浸泡津糯215糯玉米种子15 h，分别在0、40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下进行标准发芽试验。试验结果表明，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，均能显著提高4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗鲜质量、幼苗干质量、幼苗高度、幼根长度；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，能显著提高4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的活力指数、发芽势、发芽率，显著提高0、40、80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下糯玉米的幼苗鲜质量、幼苗干质量、幼苗高度、幼根长度；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，对4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的活力指数、发芽指数、发芽率及幼苗根长、幼苗干质量无显著影响。适宜浓度的0.6 g·L-1硫酸钾溶液浸泡糯玉米种子，能有效提高糯玉米幼苗的耐盐胁迫能力。

关键词：盐胁迫；糯玉米；硫酸钾；幼苗生长；活力

中图分类号：S513

文献标识码：A

盐胁迫会抑制玉米种子的发芽率、发芽势、胚芽及胚根长度，导致玉米种子的胚芽及胚根质量下降[1]。盐渍化土壤在我国分布范围较广，土壤盐渍化是严重影响作物生长的主要胁迫因素之一。糯玉米在都市农业生产中占重要地位，由于糯玉米的营养价值和食用特性，使其广受人们的喜爱。研究外源物对盐胁迫下糯玉米的萌发和幼苗生长具有重要意义。硫酸钾肥可显著提高叶菜的地上部鲜质量、茎粗和根质量[2]。钾是作物生长的必需大量元素之一，能调节作物的根系生长和发育，增强作物抗寒、抗旱和抗盐碱等能力。硫也是作物生长的必需元素之一，对作物的正常生长有着重要作用，可以提高作物的抗逆性。外源物质处理种子能提高作物的抗盐能力，如赤霉素处理糯玉米种子能缓解盐胁迫对糯玉米幼苗的伤

害[3]，外源糖浸种能有效改善盐胁迫下玉米幼苗的生长[4]，外源甜菜碱浸种可通过调节渗透物的含量来缓解盐分对糯玉米幼苗的胁迫影响[5]，水杨酸和脱落酸浸种可提高玉米种子在盐胁迫下的发芽率、发芽势、幼苗叶片叶绿素含量、幼苗叶片可溶性糖和脯氨酸含量等[6]。应用外源物浸种提高玉米抗盐能力的研究较多，硫酸钾对盐胁迫下糯玉米种子萌发和幼苗生长的研究尚未见报道。本试验采用不同浓度硫酸钾溶液浸种，研究在不同NaCl浓度条件下，对糯玉米种子的萌发和幼苗生长影响，为硫酸钾溶液浸种提高糯玉米抗盐能力以及在盐渍化土壤种植糯玉米提供参考。

1  材料和方法

1.1   试验材料

试验种子：糯玉米品种津糯215，由天津中天大地科技有限公司提供。

1.2   试验方法

随机数取大小一致的糯玉米种子，在1%的次氯酸钠溶液中浸泡15 min后，用蒸馏水冲洗干净，分别用0.0（对照CK）、0.6、1.2、1.8 g·L-1

的硫酸钾溶液浸种15 h，再分别置于0、40、80、120 mmol·L-1 4种等量NaCl溶液的发芽床上做发芽试验，每个发芽盒放置种子50粒，每个处理3次重复。在第4天置换加入4种等量NaCl溶液的新发芽床。

1.3   测定指标和方法

测定糯玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗高度、幼根長度、幼苗鲜质量、幼苗干质量。发芽第7天，在每个发芽盒中取幼苗高度为5～7 cm的植株3株，测定平均幼苗高度和幼根长度；每个发芽盒中的所有幼苗（包括地上部和根部）测得其幼苗鲜质量，测后将其置于80 ℃烘干箱中烘干至恒质量，测得幼苗干质量。糯玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数的测定参见《种子学》[7]。当胚根≥种子长、同时胚芽≥1/2种子长时，作为种子发芽的标准，种子活力指数采用发芽指数和幼苗干质量之积得出。

1.4   数据分析和绘图

采用Excel 2016软件进行数据分析和绘图，采用SPSS 18软件进行数据显著性分析。

2  结果与分析

2.1   硫酸钾溶液浸种对不同NaCl浓度条件下糯玉米种子发芽势的影响在0 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽势比对照（CK）分别显著提高了31.03%和44.83%（P＜0.05）；在40 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽势比对照（CK）分别显著提高了28.58%和35.71%（P＜0.05）；在80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽势比对照（CK）分别显著提高了36.00%和32.00%（P＜0.05）；在120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽势比对照（CK）分别显著提高了25.00%和30.00%（P＜0.05）。在4种NaCl浓度条件下，1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽势虽然比对照（CK）分别提高了13.79%、7.14%、8.00%、10.00%，但均未达到显著水平（图1）。

在0、40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽率比对照（CK）分别显著提高了34.78%、23.81%、34.78%、26.47%（P＜0.05）；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽率比对照（CK）分别显著提高了34.78%、28.57%、26.47%、17.65%（P＜0.05）；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽率表现规律同发芽势，虽然比对照（CK）有所提高，但均未达到显著水平（图2）。

2.2   硫酸钾溶液浸种对不同NaCl浓度条件下糯

玉米种子活力的影响种子的发芽指数和活力指数越高，种子的活力就越强。在0、40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽指数比对照（CK）分别提高了13.53%、13.58%、11.95%、6.87%（P＜0.05）；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽指数只在40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度下比对照（CK）分别提高9.15%、9.12%、4.31%（P＜0.05）；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的发芽指数在4种NaCl浓度条件下比对照（CK）有所提高，但均未达到显著水平（图3）。

在0 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的活力指数比对照（CK）显著提高了40.89%和23.31%（P＜0.05）；在40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度下，糯玉米种子的活力指数与发芽指数表现趋势相同，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的活力指数比对照（CK）分别显著提高了29.48%、24.91%、17.81%（P＜0.05）；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的活力指数比对照（CK）分别显著提高了16.74%、17.29%、10.64%（P＜0.05）；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子的活力指数在4种NaCl浓度条件下比对照（CK）分别提高了1.09%、3.42%、2.29%、2.60%，但均未达到显著水平（图4）。

2.3   硫酸钾溶液浸种对不同NaCl浓度条件下糯

玉米幼苗生长的影响在0、40、80、120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗高度比对照（CK）显著提高了30.38%、26.49%、28.47%、31.45%（P＜0.05）；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗高度只在0、40、80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下比对照（CK）分别显著提高了24.05%、16.56%、19.71%（P＜0.05）；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗高度除在80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下比对照（CK）显著提高了13.14%外，在其他NaCl浓度条件下均无显著变化（图5）。

在0、40、80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6、1.2、1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼根长度表现趋势相同（图6），0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼根长度比对照（CK）均有顯著增加，1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼根长度无显著变化；在120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，只有0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼根长度比对照（CK）显著提高了30.43%（P＜0.05）。

2.4   硫酸钾溶液浸种对不同NaCl浓度条件下糯

玉米幼苗质量的影响在0、40、80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6、1.2、1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗鲜质量比对照（CK）均有显著提高（图7）。在0 mmol·L-1 NaCl浓度下，0.6、1.2、1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗鲜质量比对照（CK）分别显著提高了34.75%、30.75%、13.62%（P＜0.05）；在40 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6、1.2、1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗鲜质量比对照（CK）分别显著提高了25.03%、19.07%、10.74%（P＜0.05）；在80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6、1.2、1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗鲜质量比对照（CK）分别显著提高了17.46%、11.58%、3.01%（P＜0.05）；在120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，只有0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗鲜质量比对照（CK）显著提高了9.74%（P＜0.05）。

在0 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗干质量比对照（CK）分别显著提高了24.24%和17.80%（P＜0.05）；在80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，0.6和1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗干质量比对照（CK）分别显著提高了11.54%和7.44%（P＜0.05）；在40和120 mmol·L-1 NaCl浓度条件下，只有0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗干质量比对照（CK）分别显著提高了14.02%和10.21%（P＜0.05），1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗干质量虽有增加，但未达到显著水平（图8）。在4种NaCl浓度条件下，1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米的幼苗干质量均与对照（CK）无显著差异。

3  结论与讨论

钾元素能提高玉米种子的发芽势、活力指数、单株幼苗干质量，同时还能提高幼苗的抗氧化酶和脱氢酶活性，增加可溶性糖和可溶性蛋白含量[8]。适宜浓度的硫元素能提高干旱胁迫下玉米种子的发芽势、发芽率和幼苗的生物量[9]，提高玉米产量[10]。本试验有相似的结果，这可能是由于硫酸钾溶液浸种提高了糯玉米种子萌发期间的抗氧化水平，降低了脂质过氧化作用，保护了质膜结构的完整性，提高了种子萌发时的代谢能力，提高了糯玉米种子的耐盐能力。

本试验中，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，能显著提高4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗高度、幼根长度、幼苗鲜质量、幼苗干质量；1.2 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，可显著提高4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的发芽势、发芽率、活力指数，显著提高0、40、80 mmol·L-1 NaCl浓度条件下糯玉米的幼苗高度、幼根长度、幼苗鲜质量、幼苗干质量，这与脯氨酸处理对盐胁迫下玉米幼苗生长的研究结果相一致[11]；1.8 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，对4种NaCl浓度条件下糯玉米种子的发芽率、发芽指数、活力指数及幼根长度、幼苗干质量无显著影响，这与硫酸铜溶液浸种对盐胁迫下糯玉米种子萌发影响的研究结果相近[12]，说明过量施用钾、硫元素都会影响玉米幼苗的正常生长。

试验结果表明，0.6 g·L-1硫酸钾溶液处理糯玉米种子，能显著提高低盐胁迫下糯玉米种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及幼苗高度、幼根长度、幼苗鲜质量、幼苗干质量。适当浓度的硫酸钾溶液浸种能缓解盐分对糯玉米种子萌发的伤害，硫酸钾溶液浸种可作为中低盐胁迫下提高糯玉米种子萌发能力和幼苗生长能力的有效措施。

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