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烯效唑浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响_鞠乐.pdf
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1、大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期收稿日期:2022-11-25;修回日期:2023-02-07基金项目:财 政 厅/农 业 农 村 厅 河 南 省 农 业 良 种 攻 关 项 目(2022010401);财政部/农业农村部国家现代农业产业技术体系专项资金项目(nycytx-CARS-06)。作者简介:鞠乐(1987),女,硕士,助理研究员,主要从事杂粮新品种选育与栽培技术研究。Email:。大麦与谷类科学2023,40(2):15-20Barley and Cereal Scienceshttp:/微信公众号:damkx1984烯效唑浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响鞠乐,陈培
2、育,牛银亭,阴志刚,强学杰,余行简,郭腾飞(南阳市农业科学院,河南 南阳 473000)摘要:以宛谷 2 号为供试材料,采用不同的浸种时间(12、24 h)与烯效唑浸种浓度(0、10、20、30、40、50 mg/L),进行浸种处理和发芽试验,测定种子发芽势、芽长、芽鞘长、根长、根数、芽干质量、根干质量等指标,明确烯效唑浸种对谷子种子萌发及幼苗生长的影响。研究表明:1)烯效唑浸种后种子发芽势降低;2)浸种时间对谷子发芽势、根数、芽长、芽干质量、根冠比及物质转运速率指标的影响有统计学意义或高度统计学意义,对根长、芽鞘长、根干质量的影响无统计学意义;烯效唑浓度对发芽势、根长、芽鞘长、芽长、根干质量
3、、芽干质量、物质转运速率的影响有统计学意义或高度统计学意义,对根数、根冠比指标的影响无统计学意义;同一浸种时间条件下,烯效唑浓度增加,对谷子幼苗生长具有显著的抑制作用,发芽势、根长、芽鞘长、芽长、根干质量、芽干质量、物质转运速率均呈下降趋势;3)芽长、根干质量、物质转运速率、芽鞘长、根长、发芽势及芽干质量间及其与对烯效唑敏感性间存在极显著正相关关系,芽长、根干质量、物质转运速率可作为谷子种子萌发期对烯效唑敏感性的鉴定指标。关键词:植物生长调节剂;谷子;萌发;隶属函数法中图分类号:S515文献标志码:A文章编号:1673-6486-20220119鞠乐,陈培育,牛银亭,等.烯效唑浸种对谷子种子萌
4、发及幼苗生长的影响J/OL.大麦与谷类科学,2023,40(2):15-20.https:/doi.org/10.14069/ki.32-1769/s.2023.02.003.谷子起源于我国,具有抗旱、耐瘠薄、节水、节肥、适应性广等特点1-2,是旱作生态农业绿色发展的主栽作物,还可作为抗灾减灾作物,对保障国家粮食安全具有重要意义。谷子种植现已成为乡村振兴的一条重要路径。谷子因营养丰富,具有保健作用,越来越引起人们的重视,是近年来兴起的杂粮热的主要作物之一3-4。谷子是密植作物,植株较高,若在抽穗灌浆期遇到多雨大风天气,会造成谷子植株倒伏,易引起植株早衰,从而致使产量降低4,因此培育壮苗、降低株
5、高是有效提高谷子抗倒伏能力的重要措施,也是旱地谷子生产上急需解决的问题5。作物的抗倒伏能力与株高显著相关,株高越低,植株抗倒伏能力越强6。化学调控技术已成为降低植株高度、培育壮苗的一个重要手段。烯效唑是调控效果比较显著的一种生长延缓剂,具有高效、低残留、低毒等特点,已被广泛应用于多种农作物的壮苗培育7。烯效唑可以影响植物体内多种参与逆境代谢相关的生理活动,具有很强的生长调节能力,可以通过增强渗透调节能力,提高抗氧化酶活性,以缓解膜脂氧化程度,提高植物抗逆能力8。廖尔华等研究发现,适宜浓度的烯效唑浸种对玉米幼苗的生长具有明显的控上促下作用,可促进根系发育,降低苗高,培育出健壮幼苗9。烯效唑在谷子
6、上的研究应用多数是在苗后,而关于种子萌发期谷子浸种等方面的研究相对较少。因不同作物对烯效唑敏感性有差异,而谷子浸种可在室内进行并具有周期短、可重复性强等特点,可以作为谷子种质资源对烯效唑敏感性鉴定的简便方法。本研究采用不同浸种时间、不同烯效唑浓度对谷子浸种处理和发芽试验,通过测定种子发芽势、芽长、芽鞘长、根长、根数、芽干质量、根干质量等指标,以期筛选出适宜的浸种时间和浓度,为谷子种质资源对烯效唑敏感性的鉴定提供理论依据,为生产上培育壮苗提供技术支撑。1材料与方法1.1参试材料供试品种为宛谷 2 号,为南阳市农业科学院自主选育的品种。该品种品质优良,高产、稳产,综合抗逆性较强,其生育期 92 d
7、;猫耳叶尖端形状尖,叶鞘颜色绿,叶姿半上冲,叶枕花青素显色无;新鲜花15-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期药颜色白,刚毛颜色绿,刚毛长度中;株高 118.3 cm,穗颈姿态勾型,穗型纺锤型,黄谷黄米。供试药剂为 5%烯效唑可湿性粉剂,江苏景宏生物科技有限公司生产。1.2试验设计本研究设计为二因素完全随机试验,分别为 A因素(浸种 12、24 h,分别记作 A1、A2)和 B 因素(0、10、20、30、40、50 mg/L 烯效唑浸种液,分别记作 B1、B2、B3、B4、B5、B6),A1B1为浸种 12 h 对照,A2B2为浸种 24 h 对照,3 次重复。种子用 0.4%高
8、锰酸钾溶液消毒 1 h,然后用蒸馏水冲洗干净,称质量后放入培养皿中,种子与烯效唑浸种液的质量比为 11.5。浸种结束后用蒸馏水清洗干净,然后选取健壮饱满的种子进行发芽试验,发芽试验参照 GB/T3543.41995农作物种子检验规程 发芽试验 略有改动。在经 75%乙醇消毒过的发芽盒内铺上 3 层直径 12 cm 的滤纸,加入 10 mL 蒸馏水,排气泡,每盒选取籽粒饱满、大小均匀的种子 100 粒,均匀摆放在滤纸上,每个处理 3 次重复,将发芽盒置于25 人工气候培养箱进行暗发芽,72 h 后进行光照培养,每天光照 16 h,湿度为 60%,10 d 后终止发芽试验。1.3测量指标参照谷子发
9、芽标准,于第 4 天测种子发芽势。并于第 10 天,分别从每个发芽盒内随机选取 10 株幼苗,测量其芽长、芽鞘长、根长(精确到 0.1 cm)并计根数,然后将材料放入烘箱中,105 杀青 30 min后,80 烘干至恒质量,用精度为万分之一天平测其芽干质量、根干质量、幼苗干质量,并计算其根冠比与物质转运速率。根冠比=(根干质量芽干质量)100%;物质转运速率=(根干质量+芽干质量)/幼苗干质量100%。1.4统计分析采用 DPS 7.05 软件对数据进行方差分析、多重比较及相关性分析,用 Excel 2010 制表。采用标准差系数赋予权重法10赋予各指标以权重值,并运用隶属函数法对烯效唑敏感性
10、进行综合性评价11。相对系数=(处理值/对照值)100%。2结果与分析2.1烯效唑浸种对谷子种子萌发各形态指标的影响方差分析(表 1)表明,浸种时间对谷子发芽势、根数、芽长、芽干质量、根冠比及物质转运速率指标的影响有统计学意义或高度统计学意义,对根长、芽鞘长、根干质量的影响无统计学意义;烯效唑浓度对发芽势、根长、芽鞘长、芽长、根干质量、芽干质量、物质转运速率的影响有统计学意义或高度统计学意义,对根数、根冠比指标的影响无统计学意义;浸种时间与烯效唑浓度互作仅对种子发芽势的影响具有高度统计学意义。指标均方F值ABABABAB发芽势354.695 594.583 376.227 8354.694 0
11、*94.583 0*76.228 0*根数0.902 50.048 90.035 212.260 0*0.665 00.478 0根长0.000 14.475 80.425 907.886 0*0.750 0芽鞘长0.000 40.004 60.001 81.029 011.897 0*4.697 0芽长1.440 00.661 10.057 347.127 0*21.636 0*1.876 0根干质量0.751 12.080 00.170 51.045 02.894 0*0.237 0芽干质量11.787 83.251 30.113 140.648 0*11.212 0*0.390 0根冠比
12、0.207 10.020 00.004 98.773 0*0.849 00.206 0物质转运速率172.160 271.710 73.262 591.431 0*38.084 0*1.733 0表1方差分析表注:*、*分别表示影响具有统计学意义(P0.05)、高度统计学意义(P0.01)。16-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期2.3隶属函数法综合评价为了消除不同指标间的差异,对各指标相对系数进行数据分析,以标准差系数赋予权重法赋予各指标权重值(表 3)。隶属函数法是相对比较全面的评价方法之一,本试验采用隶属函数法,进行综合评价,隶属函数值越小表明谷子种子萌发期对烯效唑敏感性越
13、强。从表 4 可以看出,40 mg/L 烯效唑浸种 12 h 处理条件下,其隶属函数加权平均值(0.003 3)最低,由此可以推测 40 mg/L 烯效唑是比较合适的谷子种子萌发期对烯效唑敏感性的鉴定条件。对各指标相对系数与对烯效唑敏感性进行相关关系分析,结果(表 5)表明,各指标间(根数、根冠比除外)存在显著或极显著的正相关关系,芽干质量与根冠比呈显著的负相关关系;各指标(根数、根冠比除外)与对烯效唑敏感性间存在极显著相关关系,其相关系数为:芽长(0.89)=根干质量(0.89)=物质转运速率(0.89)芽鞘长(0.87)根长(0.86)发芽势(0.84)芽干质量(0.79),由此可以初步推
14、测芽长、根干质量、物质转运速率可以作为谷子种质对烯效唑敏感性的鉴定指标。3讨论与结论烯效唑是一种高效低毒的植物生长延缓剂,具有降高促壮、防倒伏等作用9,在豆类12、玉米13、小麦14等多种作物上均有应用。用烯效唑浸种处理后,一般认为具有培育壮苗、增强抗逆能力等作用。而对种子发芽的影响,本研究表明,宛谷 2 号浸种处理后,种子发芽势降低,这与姚雄等研究发现水稻种子经过烯效唑浸种处理之后种子发芽势有所下降的结果7类似;而汪惠芳研究发现玉米种子经低浓度(2030 mg/L)的烯效唑药液浸种处理后,对发芽势和发芽率均有促进作用15,这可能与烯效唑浸种液对不同作物的影响不同有关。2.2烯效唑浸种处理对谷
15、子主要形态与生长指标的影响从表 2 可以看出,除根冠比外,烯效唑浸种处理对谷子种子萌发期各形态指标的影响均具有统计学意义。同一浸种时间条件下,随着烯效唑浓度增加,发芽势、根长、芽鞘长、芽长、根干质量、芽干质量、物质转运速率指标均整体呈下降趋势,与 A1B1处理相比较,浸种 12 h,种子发芽势降低41.1%52.3%。浸种时间为 12 h 或 24 h,当烯效唑浓度达 40 mg/L 以后,除发芽势外,其他指标变化差异不具有统计学意义。当烯效唑浓度 40 mg/L、浸种12 h 时,与 A1B1处理相比较,根长降低 26.1%,芽长降低 42.0%,根干质量降低 19.9%,芽干质量降低27.
16、1%,物质转运速率降低 15.4%。综上所述,可以初步推断 40 mg/L 烯效唑溶液浸种 12 h 是比较合适的处理条件。处理发芽势/%根数/条根长/cm芽鞘长/cm芽长/cm根干质量/mg芽干质量/mg根冠比物质转运速率/%A1B171.3 a2.2 ab8.98 a0.40 a2.50 a8.03 a8.27 a0.97 a67.29 aA1B234.0 cd2.1 ab8.29 ab0.30 bcd2.15 b7.83 ab7.17 bc1.09 a62.79 bcA1B342.0 b2.3 a7.51 bc0.30 bcd1.98 bc7.47 ab7.30 b1.03 a63.99
17、 bA1B435.3 c2.3 a7.53 bc0.30 bcd1.60 de6.67 ab6.50 bcde1.04 a58.79 deA1B534.0 cd2.0 ab6.64 c0.30 bcd1.45 efg6.43 ab6.03 defg1.07 a56.91 efA1B640.0 b2.1 ab6.60 c0.30 bcd1.46 efg6.33 b6.27 cde1.02 a58.34 eA2B133.3 cde1.7 b8.54 ab0.33 bc1.84 bcd7.27 ab6.87 bcd1.06 a61.17 cdA2B230.0 ef1.8 ab7.84 abc0.34
18、 b1.48 ef7.23 ab5.73 efg1.26 a58.76 deA2B329.3 f1.8 ab8.50 ab0.32 bcd1.63 cde7.20 ab6.07 def1.19 a58.47 eA2B431.3 def2.0 ab7.50 bc0.29 d1.40 efg6.60 ab5.80 efg1.14 a55.87 fgA2B535.3 c1.8 ab6.63 c0.29 d1.19 g6.27 b5.03 g1.24 a54.44 ghA2B622.0 g1.9 ab6.56 c0.30 bcd1.18 g6.47 ab5.17 fg1.26 a53.15 h表2浸种
19、处理对谷子种子萌发各形态指标的影响注:同列数据后不同小写字母表示处理间差异具有统计学意义(P0.05)。17-大麦与谷类科学2023 年第 40 卷第 2 期相关系数x1x2x3x4x5x6x7x8x9x10 x11.000 00.400 00.500 00.530 00.840 0*0.510 00.440 0-0.110 00.590 0*0.840 0*x21.000 00.040 0-0.060 00.250 00.120 0-0.050 00.300 0-0.040 00.280 0 x31.000 00.950 0*0.660 0*0.920 0*0.860 0*-0.370 00
20、.900 0*0.860 0*x41.000 00.640 0*0.920 0*0.960 0*-0.470 00.970 0*0.870 0*x51.000 00.700 0*0.520 0-0.030 00.690 0*0.890 0*x61.000 00.840 0*-0.120 00.900 0*0.890 0*x71.000 0-0.600 0*0.950 0*0.790 0*x81.000 0-0.440 0-0.210 0 x91.000 00.890 0*x101.000 0表5谷子种子各指标间相关系数矩阵注:*、*分别表示具有显著相关性(P0.05)、极显著相关性(P0.01
21、)。x1发芽势;x2根数;x3根长;x4芽鞘长;x5芽长;x6根干质量;x7芽干质量;x8根冠比;x9物质转运速率;x10对烯效唑敏感性。处理权重值发芽势根数根长芽鞘长芽长根干质量芽干质量根冠比物质转运速率A1B11.001.001.001.001.001.001.001.001.00A1B20.480.980.930.860.750.980.871.130.93A1B30.591.040.840.800.750.940.931.080.95A1B40.501.070.840.640.750.840.761.080.87A1B50.480.910.740.590.750.810.711.120
22、.85A1B60.560.980.740.590.750.790.731.060.87A2B11.000.991.001.001.001.001.001.001.00A2B20.901.080.930.811.021.000.841.190.96A2B30.881.041.010.900.961.010.891.130.96A2B40.941.200.890.770.870.920.851.080.91A2B51.061.080.770.650.880.860.731.180.89A2B60.661.110.780.650.900.900.751.190.87表3谷子种子各指标权重值处理加权隶
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