康志鈺，王建軍，孔繁軍，邢吉敏，吳 鵬

(1云南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南昆明 650201;2中國種子集團(tuán)有限公司，北京 100045)

世界上三分之一的耕地處于干旱或半干旱狀態(tài)，其他耕地也常受到周期性或難以預(yù)期的干旱而降低產(chǎn)量［1-2］.我國是世界上最干旱的國家之一，干旱半干旱面積占國土面積的52.5%［3］.云南四季不分明，但干濕季明顯.干季(10月中旬至次年5月中旬)缺水較為嚴(yán)重.2010年云南遭遇了百年一遇的全省性特大旱災(zāi)，干旱范圍之廣、時間之長、程度之深、損失之大，均為云南省歷史少有.自此，已連續(xù)3年出現(xiàn)持續(xù)嚴(yán)重旱情.玉米不僅是高產(chǎn)作物、飼料作物、工業(yè)加工原料作物，更是我國糧食安全的重要戰(zhàn)略物資［4］.近年來，由于種植業(yè)的調(diào)整，玉米種植面積逐年擴(kuò)大，尤其是隨著雜交玉米的推廣應(yīng)用，單產(chǎn)和總產(chǎn)顯著提高，玉米在全國糧食生產(chǎn)中的地位顯得愈加重要.水分脅迫是玉米生長最普遍的限制因子，玉米播種季一般為4月初，此時正值云南旱情較為嚴(yán)重的季節(jié)，即玉米苗期正處于云南最干旱的季節(jié)，因此，研究玉米苗期抗旱性，具有十分重要的意義.

目前，用聚乙二醇(PEG)模擬干旱已普遍用于作物抗旱性研究［5-21］.本研究選用7個玉米雜交種進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，第3天開始用不同濃度的PEG-6000處理模擬干旱，測定幼苗長度、相對含水量、幼苗平均鮮質(zhì)量、幼苗平均干質(zhì)量、單位苗長鮮質(zhì)量、單位苗長干質(zhì)量、相對生長量、相對干物質(zhì)積累量，研究PEG濃度對玉米雜交種幼苗質(zhì)量及保水性的影響，為選擇具有較強(qiáng)苗期抗旱性的玉米雜交種提供理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

供試玉米Zea mays L.雜交種:長城706、農(nóng)單5號、會單4號、長城799、北玉16號、海禾1號和路單8號，均由中國種子集團(tuán)有限公司提供.

聚乙二醇(PEG):選用由國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)的PEG-6000.

1.2 方法

發(fā)芽試驗(yàn)采用紙上發(fā)芽法.取發(fā)芽盒84個(即每品種12個)，每盒取種子50粒，整齊置于發(fā)芽盒中的吸水紙上，為減小PEG對種子萌發(fā)的影響，發(fā)芽試驗(yàn)開始時，每個發(fā)芽盒每天定量加水10 mL.試驗(yàn)進(jìn)行到第3天時，將不同品種每3盒分為1組，改用質(zhì)量濃度分別為0(CK)、100、150和200 g·L-1的PEG溶液10 mL進(jìn)行處理，每個處理3次重復(fù)，模擬干旱.為了防止由于水分蒸發(fā)引起缺水或PEG濃度變化，在加水或加PEG溶液時均采取上午和下午各加5 mL的方法.試驗(yàn)共進(jìn)行7 d.

發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束時，每個發(fā)芽盒測定1次幼苗的長度，計算平均值，作為該發(fā)芽盒幼苗平均長度.然后仔細(xì)將幼苗從吸水紙上取下，沖洗殘留吸水紙，用吸水紙吸干幼苗表面水分，立即稱取鮮質(zhì)量(m鮮)，然后將幼苗浸入蒸餾水，室溫下過夜吸水膨脹，再用吸水紙吸干幼苗表面水分，快速稱量吸水后的最大膨脹質(zhì)量(m膨脹).再將幼苗裝入紙袋，80℃過夜烘干后，在干燥器中冷卻至室溫，稱取干質(zhì)量(m干)，計算幼苗相對含水量、幼苗平均鮮質(zhì)量、幼苗平均干質(zhì)量、單位苗長鮮質(zhì)量、單位苗長干質(zhì)量、相對生長量、相對干物質(zhì)積累量，以研究玉米雜交種的幼苗質(zhì)量及保水性.

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，分別對玉米材料的各發(fā)芽特性進(jìn)行方差分析和多重比較(LSD法)分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理的玉米雜交種幼苗質(zhì)量及保水性方差分析

表1列出了不同濃度PEG處理后玉米雜交種幼苗品質(zhì)及保水性方差分析結(jié)果.從表1可見，不同雜交種間的苗長達(dá)到極顯著差異，相對含水量達(dá)到顯著差異，其他指標(biāo)均無顯著性差異;不同濃度PEG間所有指標(biāo)均達(dá)到極顯著差異;玉米雜交種和PEG濃度間互作，只有苗長達(dá)到極顯著差異，其他指標(biāo)均無顯著性差異.說明影響玉米雜交種幼苗品質(zhì)及保水性的因素主要是PEG濃度.

2.2 不同濃度PEG對玉米雜交種幼苗品質(zhì)及保水性的影響

表2是不同濃度PEG間玉米雜交種幼苗質(zhì)量及保水性的多重比較結(jié)果.由表2可知，對照處理幼苗的苗長極顯著高于150和200 g·L-1PEG處理的幼苗，與100 g·L-1處理的幼苗苗長差異不顯著，200 g·L-1PEG處理的幼苗極顯著短于對照以及100、150 g·L-1PEG處理的幼苗，僅占對照處理幼苗苗長的28.6%，占100、150 g·L-1處理幼苗苗長平均值的36.9%，說明200 g·L-1PEG可以極顯著降低幼苗長度.對照和200 g·L-1PEG處理的幼苗相對含水量均極顯著高于100、150 g·L-1處理，對照處理的幼苗相對含水量又顯著高于200 g·L-1PEG處理，說明在干旱處理下，隨著PEG濃度的提高，幼苗相對含水量逐漸提高，即保水能力逐漸提高.200 g·L-1PEG處理的幼苗平均鮮質(zhì)量和幼苗相對生長量均極顯著高于100、150 g·L-1PEG處理的幼苗，而與對照處理無顯著差異;200 g·L-1PEG處理的幼苗平均干質(zhì)量和相對干物質(zhì)積累量也極顯著高于對照和150 g·L-1PEG處理，而與100 g·L-1PEG處理的幼苗無顯著差異;200 g·L-1PEG處理的幼苗單位苗長鮮質(zhì)量和單位苗長干質(zhì)量均極顯著高于其他處理.上述結(jié)果表明，較高濃度的PEG可以提高幼苗品質(zhì).

表1 玉米雜交種幼苗質(zhì)量及保水性方差分析F值1)Tab.1 F values of variance analysis of seed ling quality and water retention ofmaize hybrids

表2 PEG濃度對玉米雜交種幼苗質(zhì)量及保水性的影響1)Tab.2 Effects of PEG concentrations on seed ling quality and water retention ofmaize hybrids

2.3 不同玉米雜交種間幼苗品質(zhì)和保水性的差異

不同玉米雜交種間幼苗品質(zhì)及保水性的差異見表3.由表3可知，會單4號、長城799、農(nóng)單5號、北玉16號和長城706的苗長極顯著高于路單8號.農(nóng)單5號、會單4號、長城706、海禾1號和北玉16號的幼苗相對含水量顯著高于路單8號，而會單4號、長城706、海禾1號、北玉16號與長城799的幼苗相對含水量無顯著性差異.路單8號的幼苗相對含水量顯著低于其他品種.會單4號的幼苗平均鮮質(zhì)量和平均干質(zhì)量均顯著低于北玉16號和海禾1號，與其他品種差異不顯著.單位苗長鮮質(zhì)量、單位苗長干質(zhì)量和幼苗相對生長量在各品種間無顯著性差異.海禾1號的幼苗相對干物質(zhì)積累量顯著高于會單4號和長城799，而與其他4個品種無顯著性差異.

表3 不同玉米雜交種間幼苗質(zhì)量及保水性的差異1)Tab.3 Differences amongmaize hybrids on seedling quality and water retention

3 結(jié)論

研究結(jié)果表明，PEG濃度是影響玉米雜交種幼苗保水性及幼苗品質(zhì)的主要因素.隨著PEG濃度的提高，玉米雜交種的幼苗長度顯著降低，但幼苗質(zhì)量和保水性顯著提高.PEG濃度較高時，長城799、農(nóng)單5號、會單4號和長城706的幼苗長度相對較長，農(nóng)單5號、長城706、會單4號、海禾1號和北玉16號具有較強(qiáng)的保水性，海禾1號、北玉16號、農(nóng)單5號、長城706和長城799的幼苗平均鮮質(zhì)量較高，海禾1號、北玉16號、路單8號、農(nóng)單5號、長城706和長城799具有較高的幼苗平均干質(zhì)量，農(nóng)單5號、海禾1號、長城799、長城706、路單8號和北玉16號具有較高的單位苗長鮮質(zhì)量，路單8號、海禾1號、長城799、長城706、農(nóng)單5號和北玉16號的單位苗長干質(zhì)量較高，海禾1號、北玉16號、農(nóng)單5號和長城706的幼苗相對生長量較高，海禾1號、北玉16號、長城706、農(nóng)單5號和路單8號的幼苗相對干物質(zhì)積累量較高.從較高PEG濃度的幼苗長度和保水性來看，農(nóng)單5號、長城706和會單4號具有較強(qiáng)的抗旱性;而從幼苗平均鮮質(zhì)量、平均干質(zhì)量、單位苗長鮮質(zhì)量、單位苗長干質(zhì)量、相對生長量、相對干物質(zhì)積累量來看，海禾1號、農(nóng)單5號和長城706具有較高的幼苗質(zhì)量，即農(nóng)單5號和長城706對較高濃度PEG具有較高的耐受能力.

本研究不僅沿用了幼苗長度、相對含水量等能直接衡量植物抗旱性的指標(biāo)，還引入了幼苗平均鮮質(zhì)量、平均干質(zhì)量、單位苗長鮮質(zhì)量、單位苗長干質(zhì)量、相對生長量、相對干物質(zhì)積累量等代表幼苗質(zhì)量的指標(biāo).因此，考查植物抗旱性時，不僅需要考查幼苗外觀長勢，還需考查保水性及幼苗品質(zhì).

［1］張鶴山，陳明新，王鳳，等.18個紫花苜蓿品種苗期抗旱性綜合評價［J］.江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40(3):168-171.

［2］段志龍，王長軍.作物抗旱性鑒定指標(biāo)及方法［J］.中國種業(yè)，2010(9):19-22.

［3］胡躍高，韓建國，曾昭海.當(dāng)前我國苜蓿產(chǎn)業(yè)形勢與建設(shè)任務(wù)［J］.北京農(nóng)業(yè)，2000(增刊):2-5.

［4］孫世賢.2003年國家玉米品種區(qū)試考察報告［J］.種子世界，2004(5):56-57.

［5］王玉萍，劉慶昌，李愛賢，等.甘薯耐旱突變體的離體篩選與鑒定［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003，36(9):1000-1005.

［6］朱教君，李智輝，康宏樟，等.聚乙二醇模擬水分脅迫對沙地樟子松種子萌發(fā)影響研究［J］.應(yīng)用生態(tài)學(xué)報，2005，16(5):801-804.

［7］宋麗華，劉雯雯，陳淑芬.PEG處理對臭椿種子萌發(fā)的影響［J］.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究，2005，26(4):25-29.

［8］李源，師尚禮，王贊，等.干旱脅迫下鴨茅苗期抗旱性生理研究［J］.中國草地學(xué)報，2007，29(2):35-40.

［9］CARUSO A，CHEFDOR F，CARPIN S，etal.Physiological characterization and identification ofgenes differentially expressed in response to drought induced by PEG 6000 in Populus canadensis leaves［J］.JPlant Physiol，2008，165(9):932-941.

［10］FARSIANIA，GHOBADIM E.Effects of PEG and NaCl stress on two cultivars of corn(Zea mays L.)at germination and early seedling stages［J］.World Acad of Sci，Eng Technol，2009，57:382-385.

［11］陳郡雯，吳衛(wèi)，鄭有良，等.聚乙二醇(PEG-6000)模擬干旱條件下白芷苗期抗旱性研究［J］.中國中藥雜志，2010，35(2):149-153.

［12］GHOLAMIN R，KHAYATNEZHAD M.Effects of polyethylene glycol and NaCl stress on two cultivars of wheat(Triticum durum)at germination and early seeding stages［J］.Am-Eur J Agric ＆ Environ Sci，2010，9(1):86-90.

［13］胡卉芳，王照蘭，杜建材，等.PEG脅迫下不同品系扁蓿豆種子的萌發(fā)特性［J］.草原與草坪，2010，30(3):74-77.

［14］榮秀連，王波，劉 刊，等.PEG-6000模擬干旱脅迫對冷季型草坪種子萌發(fā)特性影響［J］.北方園藝，2010(8):80-82.

［15］張晨妮，周青平，顏紅波，等.PEG對老芒麥種質(zhì)材料萌發(fā)期抗旱性影響的研究［J］.種子，2010，29(1):37-40.

［16］KHODARAHMPOUR Z.Effect of drought stress induced by polyethylene glycol(PEG)on germination indices in corn(Zea mays L.)hybrids［J］.Afric J Biotechnol，2011，10(79):18222-18227.

［17］孟健男，于晶，蒼晶，等.PEG脅迫對兩種冬小麥苗期抗旱生理特性的影響［J］.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2011，42(1):40-44.

［18］李向東，范翠麗，曹熙敏.PEG模擬干旱條件下4個玉米品種的苗期抗旱性研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2011(1):71-72.

［19］張麗，祝利海.PEG引發(fā)對農(nóng)大108玉米種子萌發(fā)及活力的影響［J］.種子科技，2011(7):24-25.

［20］蔣花，王占紅，張小燕.PEG滲透脅迫下3份大麥材料幼苗葉片抗旱生理特性分析［J］.干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2011，29(5):100-105.

［21］姚有華，謝德慶，葉景秀.PEG脅迫下不同抗旱性春小麥品種的理化性質(zhì)比較［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39(1):25-26.

【責(zé)任編輯周志紅】