3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗生長發(fā)育的影響
以花生幼苗為試材，研究3種植物生長調(diào)節(jié)劑赤霉素(GA)、水楊酸(SA)和丁酰肼(B9)在不同濃度梯度(0、0.001、0.010、0.100、1.000、10.000mg/L)下，對花生幼苗植株及根系的影響。結(jié)果表明，不同濃度的3種植物生長調(diào)節(jié)劑能夠促進(jìn)花生幼苗植株及根系的生長發(fā)育，其中B9處理的效果最為顯著，0.100mg/L為最佳處理濃度。SA次之，1.000mg/L為最佳處理濃度。GA最低，0.010mg/L為最佳處理濃度。在對花生幼苗植株及根系生長發(fā)育的影響上，3種植物生長調(diào)節(jié)劑的作用效果有一定的規(guī)律性，即隨著濃度的提高而表現(xiàn)出促進(jìn)效果由大變小的變化趨勢。
花生是我國重要的油料和經(jīng)濟作物，種植面積占世界花生種植面積的近20%，年產(chǎn)量居世界第一位，已成為我國第七大作物，給農(nóng)民帶來了巨大的經(jīng)濟效益[1]。因此在花生栽培中，如何提高花生產(chǎn)品的產(chǎn)量和品質(zhì)越發(fā)重要。植物根系是植物吸收水分和養(yǎng)分的主要器官，同時也起到合成許多有機物和固定支持的功能，對植物的生長發(fā)育和果實的形成有重要作用。促進(jìn)花生的根系生長能夠保證植株對水分和養(yǎng)分的良好吸收，有助于花生產(chǎn)量的增加。而植物生長調(diào)節(jié)劑具有調(diào)控作物生長的功能，植物生長調(diào)節(jié)劑赤霉素(GA)、水楊酸(SA)和丁酰肼(B9)在多種作物上的研究較多，但在花生根系上研究很少，筆者選用赤霉素(GA)、水楊酸(SA)和丁酰肼(B9)3種植物生長調(diào)節(jié)劑在花生上進(jìn)行試驗，研究3種植物生長調(diào)節(jié)劑在花生幼苗期對植株及根系的化學(xué)調(diào)控作用，為提高花生產(chǎn)量提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗材料
選用花育22號花生種子。GA(赤霉素)是西安昊天生物工程有限公司產(chǎn)品，為含量90%以上白色結(jié)晶粉末;SA(水楊酸)是濟寧百川化工有限公司產(chǎn)品，為含量99.99%分析純白色粉末;B9(丁酰肼)是泰安市嘉業(yè)生物科技有限公司產(chǎn)品，為含量98%的白色粉末。復(fù)合肥為中化化肥有限公司提供硫基復(fù)合肥。
1.2 試驗方法
試驗于2017年11月至2018年1月在沈陽化工研究院人工氣候溫室進(jìn)行。采用遼寧沈陽地區(qū)常規(guī)大田表層土作為栽培基質(zhì)，2017年11月8日將栽培基質(zhì)裝入規(guī)格為11 cm(徑)x11 cm(高)的花盆中，采用直播的方式播種，每盆一株，11月18日出苗后挑選長勢一致幼苗進(jìn)行試驗，在幼苗生長發(fā)育過程中采取統(tǒng)一的管理措施。試驗處理盆栽采取隨機擺放，用3種植物生長調(diào)節(jié)劑(SA、GA、B9)在5個濃度梯度下(0、0.001
、0.010、0.100、1.000、10.000mg/L)對目標(biāo)作物進(jìn)行處理，以0mg/L為空白對照，每個處理樣本量為150株。2018年1月5日隨機從每個處理中抽取24盆進(jìn)行各項生長指標(biāo)的測定。
1.3 測定項目與方法
采用上海精宏實驗設(shè)備有限公司生產(chǎn)的恒溫鼓風(fēng)干燥箱對植株進(jìn)行烘干，采用梅特勒-托利多儀器有限公司生產(chǎn)的ME2003E電子天平(精密度0.001g)測定干重。采用托普根系掃描儀及托普分析軟件測定花生的根系總長、根系總表面積、根系總體積、根系平均直徑。采用TTC還原法測定花生的根系活力。
2 結(jié)果與分析
2.1
不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗地上植株的影響
2.1.1
幼苗分枝數(shù)。從圖1可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生都有一定促進(jìn)分枝的作用，以丁酰肼(B9)促進(jìn)效果最為顯著，以濃度0.100 mg/L為最佳處理濃度，平均分枝數(shù)為8.25，比CK(6.25)提升了32.00%;水楊酸(SA)次之，濃度1.000mg/L為最佳處理濃度，平均分枝數(shù)為7.88，比CK(6.25)提升了26.08%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.010mg/L為最佳處理濃度，平均分枝數(shù)為7.75，比CK(6.25)提升了24.00%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗分枝數(shù)的作用效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其分枝數(shù)呈先增加后減小的趨勢。
2.1.2
幼苗果針數(shù)。從圖2可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生下針結(jié)果有較好的促進(jìn)作用，以丁酰肼(B9)促進(jìn)效果最為顯著，以濃度0.1 mg/L為最佳處理濃度，平均果針數(shù)為16.63，比CK(10.75)提升了54.70%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，平均分枝數(shù)為16.00，比CK(10.75)提升了48.84%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01mg/L為最佳處理濃度，平均分枝數(shù)為14.88，比CK(10.75)提升了38.42%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗果針數(shù)的作用效果呈
一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其果針數(shù)呈先增加后減小的變化趨勢。
2.1.3
幼苗地上植株干物質(zhì)積累。從圖3可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生地上部分干物質(zhì)的積累有一定的促進(jìn)作用，以丁酰肼(B9)促進(jìn)效果最為顯著，以濃度0.1mg/L為最佳處理濃度，地上部分平均干重為7.86g，比CK(5.52 g)提升了42.39%;水楊酸(SA)次之，濃度1 mg/L為最佳處理濃度，地上部分平均干重為7.45 g，比CK(5.52g)提升了34.96%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01mg/L為最佳處理濃度，地上部分平均干重為6.77g，比CK(5.52g)提升了22.64%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗分枝數(shù)的作用效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其干重呈先增高后降低的變化趨勢。2.2 不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系的影響。
2.2.1
幼苗根系活力。從圖4可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗的根系活力均有較好的提升，以丁酰肼(B9)效果最為顯著，以濃度0.1mg/L為最佳處理濃度，根系活力為55.33
ug/(g·h)，比CK(39.62ug/(g·h))提升了39.65%;水楊酸(SA)次之，濃度1 mg/L 為最佳處理濃度，根系活力為48.41ug/(g·h)，比CK3(9.62pg/(g·h))提升了22.19%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01 mg/L 為最佳處理濃度，根系活力為45.11ug/(g·h)，比CK(39.62ug/(g·h))提升了13.86%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系活力的影響效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其根系活力呈先增加后減小的變化趨勢。
2.2.2
幼苗根系總長。從圖5可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對根系總長度都有一定的提升作用，以0.1mg/L丁酰肼(B9)為最佳處理濃度，總根長為995.09
cm，比CK(751.50cm)提升了32.41%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，總根長為927.17 cm，比CK(751.50cm)提升了23.38%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01mg/L為最佳處理濃度，總根長為805.99 cm，比CK(751.50cm)提升了7.25%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系總長度的影響呈現(xiàn)出一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其總根長呈先增加后減小的變化趨勢。
2.2.3
幼苗總根表面積。從圖6可以看出，與空白對照(CK)相比，不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對根系總表面積有一定的提升效果，以丁酰肼(B9)效果最為顯著，以濃度0.1 mg/L為最佳處理濃度，總根表面積為63.30cm2，比CK(40.69cm2)提升了55.57%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，總根表面積為55.34cm2，比CK(40.69cm2)提升了36.00%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01 mg/L為最佳處理濃度，總根表面積為51.38cm2，比CK(40.69cm2)提升了26.27%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系總表面積的影響效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其總根表面積呈先增加后減小的變化趨勢。
2.2.4
幼苗平均直徑。從圖7可以看出，與空白對照(CK)相比，3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生根系的平均直徑有一定的提升效果，以丁酰肼(B9)效果最為顯著，以濃度0.1mg/L為最佳處理濃度，根平均直徑為0.241 3mm，比CK(0.215 1mm)提升了12.18%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，根平均直徑為0.2404mm，比CK(0.215 1mm)提升了11.76%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01 mg/L為最佳處理濃度，根平均直徑為0.231 2 mm，比CK(0.215 1mm)提升了7.48%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系平均直徑的影響效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其根系平均直徑呈先增加后減小的變化趨勢。
2.2.5
幼苗根系總體積。從圖8可以看出，與空白對照(CK)相比，3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生根系的總體積有一定的提升效果，以丁酰肼(B9)效果最為顯著，以濃度0.1mg/L為最佳處理濃度，總根體積為0.606 3cm3，比CK(0.3672cm3)提升了65.11%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，總根體積為0.581 7cm3，比CK(0.367 2cm3)提升了58.42%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01 mg/L為最佳處理濃度，根總體積為0.521 4 cm3，比CK(0.367 2cm3)提升了41.99%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系總體積的影響效果呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其根總體積呈先增加后減小的變化趨勢。
2.2.6
幼苗根系干物質(zhì)積累。從圖9可以看出，與空白對照(CK)相比，3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系干物質(zhì)的積累有一定的提升作用，以丁酰肼(B9)效果最為顯著，以濃度0.1mg/L為最佳處理濃度，根平均干重為1.36 g，比CK(1.10g)提升了23.63%;水楊酸(SA)次之，濃度1mg/L為最佳處理濃度，根平均干重為1.34 g，比CK(1.10g)提升了21.82%;赤霉素(GA)最低，以濃度0.01mg/L為最佳處理濃度，根平均干重為1.29 g，比CK(1.10g)提升了17.27%。不同濃度3種植物生長調(diào)節(jié)劑對花生幼苗根系干物質(zhì)積累的影響呈一定規(guī)律，即隨著植物生長調(diào)節(jié)劑濃度的提高其干物質(zhì)積累呈先增加后減小的變化趨勢。
3 結(jié)論與討論
根系活力通常是指根系對水分的吸收能力和營養(yǎng)物質(zhì)的吸收與合成能力，是評價根系生命活動的重要生理指標(biāo)之一;總根長、總根表面積、根平均直徑和根總體積是反映根系的重要形態(tài)指標(biāo)，是反映根系形態(tài)學(xué)建成的重要指標(biāo);根系干重反映根系營養(yǎng)物質(zhì)吸收積累情況。研究表明，3種植物生長調(diào)節(jié)劑能夠促進(jìn)花生根系的生長發(fā)育，其中B9在0.1mg/L濃度下，對花生幼苗的根系活力、根系各項形態(tài)指標(biāo)和干物質(zhì)積累提升效果最好。花生產(chǎn)量和花生總分枝數(shù)和果針數(shù)呈正相關(guān)，該試驗結(jié)果表明，3種植物生長調(diào)節(jié)劑均能促進(jìn)花生幼苗分枝、增加果針數(shù)和提升植株的干物質(zhì)積累，以0.1 mg/LB9促進(jìn)作用最好。研究表明]作物施用適宜濃度的B9，最初作用是抑制體內(nèi)內(nèi)源生長素的生物合成，同時也抑制內(nèi)源赤霉素的生物合成，外在表現(xiàn)為根系發(fā)達(dá)，葉片厚度增加，促進(jìn)座花座果。所以推測B9能顯著促進(jìn)花生幼苗根系生長發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)根系對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和利用，最終表現(xiàn)出花生幼苗植株分枝多，果針數(shù)多，地上干重高。該試驗僅為實驗室內(nèi)研究結(jié)果，大田應(yīng)用上濃度還需要進(jìn)一步研究。
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