氨基寡糖素拌种对小麦生长发育的影响

王 娜，陈德清，黄 平，任士伟，3*

(1.金正大生态工程集团股份有限公司，山东临沭 276700；2.农业部植物营养与新型肥料创制重点实验室，山东临沭 276700；3.养分资源高效开发与综合利用国家重点实验室，山东临沭 276700)

氨基寡糖素，也称农业专用壳寡糖，是由海洋生物外壳中的甲壳素经过脱乙酰化和酶法降解得到的一种寡糖类新型生物农药。氨基寡糖素被植物吸收后，能增强细胞壁对病原菌的抵抗力；能诱发受害组织发生过敏反应，产生抗菌物质，抑制或直接杀死病原物，使病原物脱离，植株免受危害；印化病毒，干扰病毒的复制；特有的氨基寡糖素成分具有细胞活化作用，有助于受害植株的恢复，增强作物的抗逆性，壮苗促根，改善品质，提高产量。因此氨基寡糖素可以防治多种植物真菌病害[1-2]和病毒病[3-7]，作为生物农药在防病和抗病方面具有多种机制。

小麦拌种可以促苗早发、壮苗、减少越冬基数、提高产量，在进行拌种时，不能一概而论、盲目随从，应根据需要科学拌种[8]。笔者通过不同浓度氨基寡糖素进行小麦拌种试验，研究其对小麦生长各指标(出苗率、发芽指数、株高)、各器官干物质积累量、根冠比、根系形态指标和根系生理活性指标的影响，旨在为氨基寡糖素在小麦拌种上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1试验材料小麦品种：选用河北石家庄嘉农种业有限公司的“衡136号”，市售。供试药剂和仪器：氨基寡糖素即农业级壳寡糖(青岛舜博生物技术研究所有限公司提供，含量≥95%，价格：320元/kg)，直尺、电子天平、烘箱等。试验地点：国家缓控释肥工程技术研究中心温室；山东临沂河东区吴坊头地块。试验土壤：土壤为临沂当地土壤，其中土壤全氮0.71 g/kg，碱解氮52.26 mg/kg，速效磷24.28 mg/kg，速效钾108.02 mg/kg，有机质11.45 g/kg，pH 6.10。

1.2调查方法施药3次，每次施药后7 d进行调查。每试验小区采用3点取样，每点调查2株，以株为单位调查总株数、各级病株数，计算发病率、病情指数及防治效果等。每次药效调查的同时观察各用药区有无生长异常现象(如矮化、褪绿、畸形等)，对作物产量有无影响以及对其他病虫害和非靶标生物的影响[9]。

病情指数=∑(各级病株数×相对级数值)/(调查总株数×最高病级数)×100[10-11]

防治效果=(对照病情指数-处理病情指数)/对照病情指数×100%[10-11]

分级标准为0级：无症状；1级：明脉、轻花叶；3级：心叶及中部叶片花叶；5级：心叶及中部叶片花叶，少数叶片畸形、皱缩或植株轻度矮化；7级：重花叶，多数叶片畸形、皱缩或植株矮化；9级：重花叶，叶片明显畸形，植株严重矮化，甚至死亡[10-11]。

1.3试验方法

1.3.1氨基寡糖素拌种对小麦幼苗生长的影响。试验于2016年8月在金正大生态工程集团股份有限公司、国家缓控释肥工程技术研发中心温室进行。采用盆栽的方式，共设6个处理(表1)，先将种子进行不同浓度氨基寡糖素拌种处理，每10 g种子，拌种药液量0.25 mL，拌种后阴干待用，土量2 kg/盆，后播种拌种后的种子，每盆30粒，覆土1.5 cm左右，之后浇足等量清水，期间注意浇水与观察记录，待幼苗地上部长至6～8 cm进行各指标测量。

表1 试验设计

注：10 g种子拌种液体量为0.25 mL，每盆播种30粒麦种

Note：The liquid amount of 10 g seeds was 0.25 mL，and 30 grains of wheat were sown in each bowl

1.3.2氨基寡糖素浸种对小麦免疫诱抗能力的影响。2016年10月选用氨基寡糖素4 g/L对小麦拌种，在小麦播期选择当地栽培管理条件一致田块(山东临沂河东区吴坊头地块)，在苗期、拔节期、抽穗期、扬花灌浆期对小麦进行病情指数测定，与空白对照进行防效计算。共设置 2个处理小区，每个小区面积 1 000 m2。

1.4测定项目与方法

1.4.1发芽率和发芽指数。发芽期间逐日记载发芽粒数，计算发芽率和发芽指数：

发芽指数(GI)= ∑(Gt/Dt)

式中，Dt为发芽日数，Gt为与Dt相对应的每天发芽种子数[12]。

1.4.2根系鲜重及干重。鲜重：采用称量法，电子分析天平精确至0.000 1 g；干重：将小麦地上部与根系分开，在105 ℃下杀青30 min，并在80 ℃恒温干燥箱内烘干并称重。

1.4.3根系。选取粗细均匀的根系，用排水法测量根系体积；采用氯化三苯基四氮唑(TTC)还原法[13]测定根系活力，根系TTC 还原总量(mg/h)=根系TTC还原强度[TTC μg/(g·h)]× 根系鲜重(g)/1 000；采用亚甲基蓝吸附法[14]测定根系总吸收面积及活跃吸收面积；根据根系长度(m)、根表面积(m2)、根系体积(cm3)和根尖数等指标，计算出单位土体内的根长密度(即根长密度m/dm3)与根表面积(m2/dm3)；将待测样品均匀平铺于储水玻璃槽中，使样品漂浮在水面上，用EPSON根系扫描仪扫描各处理根系图片并分析[12]。

1.5数据分析试验数据采用 SPSS 19.0软件进行方差分析。

2 结果与分析

2.1不同处理对小麦生长的影响从表2可以看出，在试验浓度范围内，小麦出苗率、发芽指数均呈先升高后降低的趋势，在氨基寡糖素浓度4 g/L时各指标达到最大值，之后迅速下降。在氨基寡糖素浓度0～16 g/L条件下，采用氨基寡糖素对小麦拌种有利于小麦出苗。

表2 不同处理对小麦出苗的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

从表3可以看出，氨基寡糖素拌种后，对小麦生长具有一定的影响，从总长看，T3处理明显优于其他处理，存在显著差异；从茎长看，表现为T3>T1≈CK=T2=T4>T5，以T3最优；从根长看，T3>T5>T2≈CK>T1>T4，以T3最优；根冠比方面，表现为T5>T3>CK>T4≈T1=T2，以T5和T3较优，T5最优是因为其茎长相对最短。由此可知，T3拌种有利于小麦根系生长和提高根冠比，即在氨基寡糖素浓度为4 g/L时最佳。

表3 不同处理对小麦生长的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

从表4可以看出，由于小麦种子出苗较整齐，壳寡糖对种子发芽率无显著影响；在单株鲜重方面，表现为T3>T5>T2>T1>CK>T4，以T3最优，但各处理之间差异不显著；在地上鲜重方面，表现为T3>T5>T2>CK>T1>T4，以T3最优，除T4外，各处理之间差异不显著；在根鲜重方面，表现为T5>T3>T1>T2>T4>CK，以T5最优，T3次之，但各处理之间差异不显著；在干重方面，表现为和鲜重一致的规律，即T3在单株干重、地上干重和根干重方面表现最优，说明适宜壳寡糖浓度能促进小麦生物量的积累。

2.2不同处理对小麦干物质积累与分配的影响

2.2.1不同处理对小麦干物质积累的影响。由表5可知，随着氨基寡糖素浓度的增加，小麦地上部、根系及总干重均呈先增加后降低的趋势，在氨基寡糖素浓度4 g/L时各指标达到最大，之后迅速下降。

表4 不同处理对小麦生物量的影响

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

表5不同处理对小麦干物质积累的影响

Table5Effectsofdifferenttreatmentsondrymatteraccumulationofwheat

mg/株

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

2.2.2不同处理小麦干物质分配的影响。由表6可知，在氨基寡糖素试验浓度范围内，小麦根系干重占总干重的比例呈先升高后降低的趋势，在氨基寡糖素4 g/L时达到最大值，之后迅速下降。

表6不同处理对小麦干物质分配的影响

Table6EffectsofdifferenttreatmentsondrymatterallocationofWheat

处理Treatment地上部干重占总干重的比例The proportion of dry weight on the ground to the total dry weight∥%根系干重占总干重的比例The ratio of root dry weight to total dry weight∥%根冠比Root-shoot ratioCK70.5829.780.42T169.9430.400.43T269.5430.640.44T368.4731.800.46T469.4530.530.44T569.8030.200.43

2.3不同处理对小麦根系的影响

2.3.1不同处理对小麦根系形态的影响。由表7可知，在氨基寡糖素试验浓度范围内，小麦根系各形态指标(根长密度、根表面积、根系体积、根尖数)均呈先升高后降低的趋势，且均于氨基寡糖素4 g/L时达到最大，之后迅速下降。

2.3.2不同处理对小麦根系生理活性的影响。根系 TTC还原强度、TTC还原总量、根系吸收面积(总吸收面积与活跃吸收面积)均是反映根系吸收性能的重要指标，吸收面积和TTC还原量能反映根系吸收水分、养分能力的大小，而根系TTC还原强度、活跃吸收面积则能在一定程度上客观地反映根系活力状况[15]。由表8可知，随着氨基寡糖素浓度的增加，小麦根系TTC还原强度、还原量、吸收面积及活跃吸收面积均呈先升高后降低的趋势，均于氨基寡糖素4 g/L时达到最大，之后迅速下降。

表7不同处理对小麦根系形态的影响

Table7Effectsofdifferenttreatmentsonrootmorphologyofwheat

处理Treatment根长密度Root length density∥m/m3根表面积The root surface aream2/m3根系体积The root volumecm3/m3根尖数Root tip number×104/m3CK2 642.52 d2.92 c291.20 d66.91 dT12 878.10 c3.37 bc312.03 c78.30 cT23 456.55 b3.68 b338.01 b93.13 bT33 951.43 a4.32 a368.24 a105.12 aT43 407.08 b3.58 b338.50 b89.54 bT52 807.72 c3.01 c303.03 c68.22 d

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

表8不同处理对小麦根系生理活性的影响

Table8Effectsofdifferenttreatmentsonrootphysiologicalactivitiesofwheat

处理Treatment 根系TTC还原强度Root TTC reduction intensityug/(g·h)根系TTC还原量Root TTC reductionug/h根系吸收面积Root absorption aream2/m3根系活跃吸收面积Active root absorption aream2/m3CK29.95 c29.58 d154.09 d60.50 dT130.95 bc35.70 c171.99 c67.40 cT232.53 b45.98 b192.92 b78.97 bT334.15 a52.68 a211.53 a97.77 aT432.11 b42.37 b185.95 b76.84 bT530.31 c33.90 c163.02 cd65.23 cd

注：同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)

Note：Different lowercases in the same column stand for significant differences between different treatments at 0.05 level

2.3不同处理对小麦免疫诱抗能力的影响调查表明，用4 g/L氨基寡糖素拌种后，小麦抗冻、抗旱、抗病能力增强，苗期、拔节期、抽穗期、扬花灌浆期[7]分别比空白对照麦田控制效果优。另外，经试验观察，小麦在各时期，因受冻、受旱等造成叶片发黄、失绿、萎焉等不良症状，在施用 5% 氨基寡糖素 AS 后，叶片返青速度比空白对照快 1 ～2 d。从表9可以看出，处理后的小麦在各个生长期，小麦免疫诱抗能力增强，小麦病情指数下降，减少了因为病害、冻害及干旱而造成的损失。

从表10可以看出，处理后小麦千粒重增加较为明显，较不拌种处理增加7.39%，在穗数和穗粒数方面增加不明显，最终增产9.40%。

表9 不同处理对小麦病害防治效果的影响

表10 不同处理对小麦产量的影响

3 结论与讨论

氨基寡糖素是一种新型生物制剂，它能激发植物自身的免疫反应，使其获得系统抗性，诱导植物提高自身对病害、高温、盐碱等不良因子的免疫力[16]。该研究结果表明，氨基寡糖素拌种可促进种子萌发，提高种子的发芽率和出苗率，增加基本苗数，并能增加株高，促进小麦前期的生长发育[17]。该研究结果表明，0～16 g/L氨基寡糖素小麦拌种促进小麦根系发育，随着氨基寡糖素拌种浓度的增加，小麦根系的形态指标和生理活性指标均呈先升高后降低的趋势，在4 g/L时根系各指标达到最大，表现为根长密度、根表面积、根系体积较大，根尖数增多，根系生理活性明显增强。

综上所述，氨基寡糖素在0～16 g/L时拌种促进小麦的生长发育，其中拌种用量以4g/L效果最佳，拌种小麦大田试验发现，氨基寡糖素具有促进作物健壮生长，抗冻、抗病、防早衰、防倒伏，提高小麦产量等功效，为小麦增产奠定基础。

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