王改花，張 毅，韓玉娥，馮 攀，王建林

青稞（Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.f.）屬禾本科大麥屬大麥的變種，是我國青藏高原地區(qū)人們對裸大麥的特有稱呼［1－3］。主要分布在西藏自治區(qū)、青海省的西部地區(qū)、四川省的甘孜阿壩、云南的迪慶、甘肅甘南藏族自治州等高原地區(qū)［2］。青稞是我國藏族飲食中最具代表性的飲食精華，其制成的糌粑深受藏族同胞的喜愛，青稞富含對人體有益的諸多微量元素，被人們視為谷物中的佳品［1－2］。隨著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的不斷提高，氮、磷、鉀等各種化學(xué)肥料的大量施用，作物產(chǎn)量不斷提高，因此人們認(rèn)識到大量元素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要性。相對于大量元素而言，微量元素鋅、錳、銅等在生物體內(nèi)含量極少，但卻與生物體的生長和健康有著密不可分的關(guān)系。微量元素與蛋白質(zhì)或其他物質(zhì)與有機基團相結(jié)合，形成了生物大分子包括酶、維生素和激素等，生物大分子作用于機體［4－6］，因此微量元素具有極其重要的生理生化功能［7－11］。

截至目前，尚未見到有關(guān)鋅、錳、銅等微量元素對青稞種子萌發(fā)特性影響方面的報道，因此本研究通過測定不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子開始萌發(fā)時間及開始發(fā)芽數(shù)、發(fā)芽率、發(fā)芽勢和活力指數(shù)等的影響，研究鋅、錳、銅溶液對青稞種子萌發(fā)的效應(yīng)，為其在青稞種植上更科學(xué)合理的應(yīng)用提供相關(guān)的理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試驗喜馬拉雅19號青稞種子于2016年4月由西藏農(nóng)牧學(xué)院高原作物栽培種子儲藏室提供，試驗前挑選了籽粒飽滿、大小一致、無病蟲害的優(yōu)良種子為試驗材料，供試試劑為 ZnSO4、CuSO4、MnSO4、75%乙醇溶液，于2016年4月28～5月25日在西藏農(nóng)牧學(xué)院高原作物栽培實驗室進(jìn)行，光照培養(yǎng)箱溫度為20℃，光照級別為5級。

1.2 試驗方法

試驗共設(shè) 16 個處理，處理 1：0.2 g／L Zn2＋溶液，處理 2：0.4 g／L Zn2＋溶液，處理 3：0.6 g／L Zn2＋溶液，處理 4：0.8 g／L Zn2＋溶液，處理 5：1.0 g／L Zn2＋溶液，處理 6：0.2 g／L Mn2＋溶液，處理 7：0.4 g／L Mn2＋溶液，處理 8：0.6 g／L Mn2＋溶液，處理 9：0.8 g／L Mn2＋溶液，處理 10：1.0 g／L Mn2＋溶液，處理 11：0.2 g／L Cu2＋溶液，處理 12：0.4 g／L Cu2＋溶液，處理 13：0.6 g／L Cu2＋溶液，處理 14：0.8 g／L Cu2＋溶液，處理 15：1.0 g／L Cu2＋溶液，以蒸餾水浸種作對照（CK），每個處理均設(shè)3次重復(fù)。試驗前將試驗青稞種子用75%的酒精浸種15 min后，再用蒸餾水沖洗3次，吸干表面多余的水分備用。在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿底部鋪兩層濾紙（預(yù)先用相應(yīng)濃度的試驗藥劑浸濕），然后在上面均勻放入供試驗用種子，每個處理放入50粒種子，在每個培養(yǎng)皿中加入不同濃度的試劑，以蒸餾水作為對照，在20℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。

從開始培養(yǎng)每天記錄青稞種子的發(fā)芽數(shù)，直到種子不再萌發(fā)為止，計算青稞種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢。第7天測定其幼苗的鮮重，測定鮮重后計算其活力指數(shù)（VI）。

1.3 指標(biāo)測定

開始萌發(fā)時間和發(fā)芽數(shù)：以青稞種子芽長達(dá)到種子一半為萌發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，記錄剛開始發(fā)芽時間和發(fā)芽數(shù)。

發(fā)芽勢（GE）／%＝（n／N）×100%

其中，n為種子發(fā)芽第7天的正常發(fā)芽種子數(shù)，N為供試種子總數(shù)。

發(fā)芽率（GR）／%＝G1／T×100

其中，G1表示最終正常發(fā)芽的總粒數(shù)，T表示供試種子總數(shù)。

活力指數(shù)（VI）＝ GI×S

其中GI為發(fā)芽指數(shù)，S為幼苗鮮重。

發(fā)芽指數(shù)（GI）＝ ∑Gt／Dt

其中，Dt為發(fā)芽日數(shù)，Gt為在t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)利用Excel 2003軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析并制圖，采用SPSS 13.0軟件進(jìn)行方差分析，Duncan檢驗法進(jìn)行多重比較及差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子開始萌發(fā)時間及發(fā)芽數(shù)的影響

從圖1可知，青稞種子開始萌發(fā)時間及發(fā)芽數(shù)對不同濃度微量元素的響應(yīng)不同。隨著Zn2＋溶液濃度的升高，青稞種子開始萌發(fā)天數(shù)表現(xiàn)為先縮短后延長的變化趨勢，當(dāng)處理濃度為0.2 g／L時，開始萌發(fā)的時間為2.67 d，比CK早萌發(fā)1 d，開始發(fā)芽數(shù)隨著Zn2＋溶液濃度的升高呈現(xiàn)雙峰曲線，在濃度為0.2 g／L時，開始發(fā)芽粒數(shù)最多為9粒，比CK多0.67粒，除0.6 g／L Zn2＋溶液浸種與CK差異不顯著外，其余各處理之間差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。當(dāng)Mn2＋濃度為0.4 g／L時，開始萌發(fā)時間為3.33 d，比CK提前0.34 d萌發(fā)，發(fā)芽種子數(shù)最多為9.33粒，比CK多萌發(fā)1粒，促進(jìn)作用明顯。隨著Cu2＋溶液濃度的升高，青稞種子的發(fā)芽時間逐漸延遲，發(fā)芽數(shù)也逐漸減少。說明微量元素鋅和錳對青稞種子的萌發(fā)起著一定的促進(jìn)作用，而銅對青稞種子的萌發(fā)具有一定的抑制作用。

2.2 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子發(fā)芽率的影響

由圖2可知，青稞種子發(fā)芽率對不同濃度的微量元素鋅、錳、銅的響應(yīng)各有差異。具體表現(xiàn)為：不同濃度的Zn2＋溶液處理的種子隨著溶液濃度的升高，其發(fā)芽率逐漸降低，整體呈現(xiàn)出低促高抑的現(xiàn)象，當(dāng)濃度為0.2 g／L時，發(fā)芽率最高為86%，比CK高21.33個百分點，差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。隨著Mn2＋溶液濃度的升高，青稞種子的發(fā)芽率呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，當(dāng) Mn2＋濃度為0.4 g／L時，發(fā)芽率最高為75.33%，比CK高10.66個百分點，各處理之間差異顯著（P＜0.05），且 Mn2＋濃度為 0.4 g／L 和 0.6 g／L時與CK之間達(dá)到差異極顯著（P＜0.01）。不同濃度的Cu2＋溶液浸種的青稞種子發(fā)芽率呈現(xiàn)降低趨勢，且濃度越低發(fā)芽率越低。這說明微量元素鋅和錳對青稞種子的發(fā)芽起促進(jìn)作用，鋅元素呈現(xiàn)出低促高抑現(xiàn)象；錳元素在一定的濃度范圍內(nèi)呈現(xiàn)出促進(jìn)作用，錳濃度超過適宜濃度時變?yōu)橐种谱饔?，銅對青稞種子的發(fā)芽表現(xiàn)出抑制作用。

圖1 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子開始萌發(fā)時間及發(fā)芽數(shù)的影響

圖2 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子發(fā)芽率的影響

2.3 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子發(fā)芽勢的影響

由圖3可知，青稞種子發(fā)芽勢對不同濃度的鋅、錳、銅離子溶液的響應(yīng)各不相同。經(jīng)Zn2＋溶液處理的青稞種子，除Zn2＋溶液濃度為1.0 g／L時的發(fā)芽勢低于CK外，其他各處理與CK相比差異顯著（P＜0.05），且當(dāng)Zn2＋濃度為0.2 g／L時青稞種子的發(fā)芽勢最高為78.67%，比 CK顯著（P＜0.05）高21.34個百分點，Zn2＋濃度為0.4 g／L時青稞種子的發(fā)芽勢最高為76.00%，與CK相比增加18.67個百分點。隨著Mn2＋溶液濃度的升高，青稞種子的發(fā)芽勢呈現(xiàn)出雙峰趨勢，第一個峰出現(xiàn)在Mn2＋濃度為0.4 g／L，青稞種子的發(fā)芽勢為65.33%，與CK相比高8個百分點，第二個峰出現(xiàn)在Mn2＋濃度為0.8 g／L，青稞種子的發(fā)芽勢為62%，各個處理與 CK差異顯著（P＜0.05）。用Cu2＋溶液處理的青稞種子，發(fā)芽勢隨著Cu2＋溶液濃度的升高表現(xiàn)出明顯的抑制作用，濃度越高抑制作用越強，當(dāng)濃度為1.0 g／L時抑制作用最強。

圖3 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子發(fā)芽勢的影響

2.4 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子活力指數(shù)的影響

從圖4可知，不同濃度梯度的微量元素對青稞種子活力指數(shù)的影響存在一定的差異。具體表現(xiàn)為：當(dāng)Zn2＋溶液濃度為0.2 g／L時，青稞種子活力指數(shù)最高為16.37，明顯比CK高5.65，除0.4 g／L浸種的青稞種子與CK相比差異不顯著外，其他處理與CK之間均達(dá)到差異顯著。用不同濃度的Mn2＋溶液處理的青稞種子活力指數(shù)均高于CK，且當(dāng)濃度為0.2 g／L時，活力指數(shù)最高為14.54，比CK高3.82。經(jīng) Cu2＋溶液處理的青稞種子的活力指數(shù)均低于對照，且濃度越高，種子活力指數(shù)越低。這說明微量元素鋅和錳對青稞種子的新陳代謝有著一定的促進(jìn)作用，而銅則表現(xiàn)出抑制作用，且0.2 g／L Zn2＋溶液浸種的青稞種子新陳代謝最強，超過此濃度梯度處理的青稞種子的活力指數(shù)逐步降低，0.4 g／L Mn2＋溶液浸種的青稞種子新陳代謝次之。

圖4 不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子活力指數(shù)的影響

3 小結(jié)與討論

種子活力指數(shù)代表著該種子進(jìn)行新陳代謝的強弱，活力指數(shù)越大說明種子進(jìn)行新陳代謝的強度越大。種子萌發(fā)開始時間和種子萌芽率是衡量該種子播種的質(zhì)量和種子發(fā)芽活性大小的重要指標(biāo)。萌發(fā)開始時間早，種子活性和發(fā)芽率就越高。種子越有活力，就越有利于該作物萌發(fā)。

本試驗結(jié)果表明，不同濃度的鋅、錳、銅溶液對青稞種子的萌發(fā)具有一定的促進(jìn)和抑制作用，用0.2 g／L Zn2＋溶液處理的青稞種子開始萌發(fā)時間縮短、發(fā)芽數(shù)增多，發(fā)芽率、發(fā)芽勢和種子活力指數(shù)均明顯高于CK，當(dāng)超過此濃度時，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢和種子活力指數(shù)逐漸降低，當(dāng)Zn2＋溶液濃度超過0.8 g／L時，青稞種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和種子活力指數(shù)均低于CK，說明較低濃度的Zn2＋溶液對青稞種子的萌發(fā)具有促進(jìn)作用，而較高濃度的溶液對青稞種子的萌發(fā)具有抑制作用，這與李靈芝等［12］的研究結(jié)果基本一致。濃度為0.4 g／L的Mn2＋溶液對青稞種子的開始萌發(fā)時間、發(fā)芽率、發(fā)芽勢和活力指數(shù)有明顯的促進(jìn)作用。而不同濃度的銅離子溶液對青稞種子的萌發(fā)具有一定的抑制作用。 因此，經(jīng) 0.2 g／L Zn2＋溶液和 0.4 g／L Mn2＋溶液能縮短種子的開始萌發(fā)時間，提高其發(fā)芽率、發(fā)芽勢和種子活力指數(shù)，這與莊志坤等［5］的研究結(jié)論一致。除此試驗設(shè)計的因子外，鋅、錳、銅溶液對青稞幼苗生長及生理特性的影響機制將是后期研究的重點。

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