C2~C4酸醇混合溶液浸种效果研究 * - 201703

C₂~C₄酸醇混合溶液浸种效果研究 ^*

Study of Effects of Soaking Seeds in C2~C4 Organic Acids and Alcohols Mixed Solution

安华燕 Huayan AN , 韩效钊 Huayan AN , 孙敏 Min SUN , 张旭 Xu ZHANG , 朱金和 Jinhe ZHU , 吴安昌 Anchang WU

1 合肥工业大学化工学院安徽合肥 230009 School of Chemical Engineering， Hefei University of Technology, Hefei 230009，China; 2 安徽辉隆集团五禾生态肥业有限公司安徽蚌埠 233316 Anhui Huilong Group Wuhe Ecological Fertilizer Co., Ltd., Bengbu 233316, China

Author notes:

Correspondence to: 韩效钊(1964-)，男，教授，从事新型肥料研究；hxzhgd@sina.com

摘要：

以常见的小分子甘氨酸、有机酸盐(乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠)及醇(乙醇、丙醇、丁醇)为有机碳营养原料，浸种玉米、豌豆及小麦，探究其对种子酶活性及幼苗的影响。试验结果表明，合理浓度的小分子甘氨酸、有机酸盐及醇混合溶液浸种对增强种子酶活性、促进作物萌发及幼苗生长具有一定的营养价值。

关键词：

有机碳营养; 玉米; 豌豆; 小麦; 酸醇混合溶液; 浸种;

Abstract：

The common small molecule glycine, organic acid salt (sodium acetate, sodium propionate, sodium butyrate) and alcohol (ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol) are used as raw material of organic carbon nutrition to soak seeds of corn, pea and wheat to study their influences on seed enzyme activity and seedling. Experimental results show that soaking seed in mixed solution of small molecule glycine, organic acid salt and alcohol with appropriate concentration has certain nutritive value for strengthening seed enzyme activity, promoting crop germination and seedling growth.

Keyword：

rganic carbon nutrition; corn; pea; wheat; mixture of acid and alcohol; soaking seed;

国内外学者对植物营养液在作物上的应用进行了大量的研究，认为植物营养液用于作物浸种，一般可以打破种子休眠，增强种子酶的活性，促进发育、发根、培育壮苗，提高幼苗的抗逆性等^[1]。

碳是植物必需的最基本的元素，是构成碳水化合物、蛋白质、脂肪、有机酸等作物体内各种重要有机化合物的骨架元素，而植物营养经典理论却对大量元素中百分含量位居前列的碳平衡研究几乎为空白，这一不对称正是植物营养研究中值得关注的前沿课题，也可称之为植物营养理论研究和肥料技术开发中的“富矿”。重视对碳平衡的研究，将有助于消除对碳营养的认识短板，进而消除碳营养的技术短板，这在科研和生产上都有重大的战略意义^[2]。本研究以此为出发点，探究常见的小分子有机酸(甘氨酸)、有机酸盐(乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠)及醇(乙醇、丙醇、丁醇)的混合溶液对玉米、豌豆、小麦种子及幼苗的营养价值。

1 试验材料与方法

1.1 材料

玉米种子为豫龙1号，豌豆种子为陇豌5号，小麦种子为3抗1号。

乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、甘氨酸、乙醇、丙醇、丁醇均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 浸种原液的制备

根据大量单因素试验结果，确定了浸种原液的制备方法：将甘氨酸0.3 g、乙酸钠0.3 g、丙酸钠0.4 g、丁酸钠0.5 g、乙醇0.1 g、丙醇0.1 g、丁醇0.1 g溶解于水中，采用氢氧化钠和硫酸溶液调节其pH为6~7，定容至100 mL容量瓶中。

1.2.2 种子的处理

取浸种原液5份，分别稀释200，400，600，800和1 000倍，对照为清水处理。每个处理选用饱满一致的玉米种子40粒或豌豆种子40粒或小麦种子50粒，于20 mL的稀释液中浸泡24 h，期间晃动3次。

1.2.3 种子酶活性的测定

浸种24 h后，用蒸馏水将种子洗净，放入垫有3层滤纸的表面皿中，再置于温度为25 ℃、湿度为80%的LHP-250型智能人工气候培养箱中催芽，72 h后选取发芽情况良好的种子进行酶活性的分析。淀粉酶活性的测定采用3，5-二硝基水杨酸比色定糖法，以每分钟生成1 mg麦芽糖所需的酶量为1个酶活力单位^[3]。蛋白酶活性的测定采用专业标准《蛋白酶活力测定法》(SB/T 10317—1999)中规定的福林-酚法，以每分钟生成1 mg酪氨酸所需的酶量为1个酶活力单位。

1.2.4 幼苗表观指标的测定

将处理后的种子用蒸馏水洗净，放入垫有3层滤纸的培养皿中，再置于温度为25 ℃、湿度为80%的LHP-250型智能人工气候培养箱中催芽，5 d后测其发芽率(以芽长超过种子的一半作为发芽的标准)^[4]，14 d后测量幼苗的株高、主根长及地上部干重(将样品在110 ℃下杀青10 min，然后在80 ℃下烘干至恒重)。

2 结果与分析

2.1 酸醇混合溶液对种子酶活性的影响

种子萌发所需能量来源于种子中淀粉、蛋白质和脂肪的氧化分解，需要酶的参与，因而淀粉酶活性、蛋白酶活性直接影响种子萌发和幼苗的生长速度^[1]。不同浓度酸醇混合溶液浸种对种子中酶活性的影响见表 1。

表 1

不同浓度酸醇混合溶液浸种对种子中酶活性的影响

原液稀释倍数/倍	蛋白酶活性增加量/(mg·g^-1·min^-1)			淀粉酶活性增加量/(mg·g^-1·min^-1)
原液稀释倍数/倍	玉米	豌豆	小麦	玉米	豌豆	小麦
200	0.54	-0.10	0.30	0.49	-0.05	-0.24
400	2.00	0.01	1.53	2.99	0.01	2.90
600	2.87	0.25	2.15	3.47	2.13	3.51
800	2.27	0.19	2.07	4.07	0.48	4.59
1 000	1.87	0.11	0.84	1.44	0.21	2.22

由表 1可看出：一定浓度的酸醇混合溶液浸种可提高种子的淀粉酶活性和蛋白酶活性；以稀释600倍的浸种液浸种，玉米、豌豆和小麦种子的蛋白酶活性增加量均达到最大值；以稀释800倍的浸种液浸种，玉米和小麦种子的淀粉酶活性增加量达到最大值；以稀释600倍的浸种液处理时，豌豆种子的淀粉酶活性增加量达到最大值；采用稀释200倍的浸种液处理种子时，种子中酶活性变化不大，甚至出现抑制作用。

2.2 酸醇混合溶液对幼苗表观指标的影响

不同浓度酸醇混合溶液浸种对幼苗表观指标的影响见表 2。

表 2

不同浓度酸醇混合溶液浸种对幼苗表观指标的影响

原液稀释倍数/倍	发芽率增加量/%			株高增加量/cm			主根长增加量/cm			地上部干重增加量¹⁾/g
原液稀释倍数/倍	玉米	豌豆	小麦	玉米	豌豆	小麦	玉米	豌豆	小麦	玉米	豌豆	小麦
注：1)5棵幼苗的增加量
200	2.5	-2.5	-2.0	0.04	0.20	1.18	0.21	0.73	0.25	0.006	0.002	0.001
400	5.0	5.0	4.0	1.86	0.78	1.65	2.09	1.23	0.73	0.120	0.006	0.007
600	12.5	15.0	10.0	2.00	1.87	1.77	2.75	1.77	1.47	0.163	0.045	0.011
800	10.0	10.0	14.0	3.24	3.80	2.17	2.69	1.28	1.61	0.149	0.052	0.012
1 000	7.5	5.0	12.0	1.58	1.77	1.47	2.45	1.13	1.53	0.035	0.011	0.010

由表 2可看出：酸醇混合溶液对幼苗具有一定的营养价值；以稀释600倍的浸种液处理的玉米和豌豆种子的发芽率增加量达到最大值，以稀释800倍的浸种液处理的小麦种子发芽率达到最大值，与其对种子酶活性的影响趋势相似；以稀释800倍的浸种液处理种子，玉米、豌豆和小麦幼苗的平均株高增加量均达到最大值；以稀释800倍的浸种液处理玉米和小麦种子，其幼苗主根长增加量达到最大值，而豌豆幼苗主根长在使用稀释600倍的浸种液处理时达最大值；以稀释800倍的浸种液处理豌豆和小麦种子，其幼苗地上部干重达到最大值，而玉米幼苗地上部干重在使用稀释600倍的浸种液处理时达到最大值，与其对种子酶活性的影响趋势相近；采用稀释200倍的浸种液处理玉米、豌豆和小麦种子，其发芽率、幼苗株高、主根长及地上部干重与对照组相比没有明显差异，甚至出现抑制作用，这一点与其对酶活性的影响相一致。

3 结论与讨论

3.1 结论

采用乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、甘氨酸、乙醇、丙醇、丁醇的混合溶液对玉米、豌豆和小麦种子进行处理，可以有效提高种子中的蛋白酶活性及淀粉酶活性，促进种子萌发，并提高幼苗的生长速度。低浓度的酸醇混合溶液浸种对提高种子活力、促进种子萌发及提高幼苗生长速度具有一定效果，而高浓度的酸醇混合溶液浸种会抑制种子的萌发及幼苗的生长。从试验的初步结果来看，酸醇混合溶液的原液稀释600~800倍浸种效果较好。

3.2 讨论

碳是植物必需的6种大量元素之首，但现有含碳肥料有效碳含量不高，部分含碳肥料能够通过叶面光合作用或者叶片、根部吸收直接提供碳营养，但尚处于研究阶段或因研制成本过高而尚未得到大规模推广使用^[5]。本研究表明, 用适宜浓度的乙酸钠、丙酸钠、丁酸钠、甘氨酸及乙醇、丙醇、丁醇混合溶液对玉米、豌豆和小麦种子进行处理，可有效提高种子的蛋白酶活性及淀粉酶活性，促进呼吸作用，使种子中可溶性糖和可溶性蛋白含量增加，从而促进种子萌发及提高幼苗的生长速度，达到齐苗壮苗的目的^[6]。而秧苗素质的提高能有效保障田间作物的生长，提高了单株生产力，从而提高最终产量。采用这些常见且价格低廉的小分子有机酸、有机酸盐及醇制备植物营养液用于浸种拌种，不仅有助于消除对碳营养的认识短板，而且有助于消除碳营养的技术短板。

ckwx 参考文献

马二培.丁二酸浸种对玉米生长发育及产量的影响[D].郑州:河南农业大学,2007.

廖宗文,刘可星,毛小云.腐植酸的三大作用——有机营养、活化、微生态调控及其技术开发[J].腐植酸,2012(6):1-4.

上海植物生理学会.植物生理学实验手册[M].上海:上海科学技术出版社,1991:138-139.

沈宁东,贺晨邦,何建兰,等.水杨酸对豌豆种子萌发的影响[J].青海师范大学学报(自然科学版),2005(4):83-86.

安华燕,韩效钊,孙敏,等.含碳肥料与碳营养的探讨研究[J].化肥工业,2015(2):12-15.

王芳,庞自学,王汉宁,等.水杨酸浸种对甜玉米种子萌发及生理特性的影响[J].玉米科学,2012(4):74-77.