郭尚，張作剛，凌峰，王建明，武英鵬

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食用菌研究所，山西 太原030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)院，山西 太谷030801；3.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護研究所，山西 太原030032）

鑭是稀土重要的代表元素之一。關(guān)于稀土農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究始于20世紀(jì)30年代［1］，我國從20世紀(jì)70年代以來，成功地將稀土元素應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，成為世界上第一個把稀土元素作為一種商業(yè)性產(chǎn)品應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的國家［2］。

許多研究表明，稀土元素不僅對植物具有促進生長、增加產(chǎn)量、改進品質(zhì)、增強抗性的生理功能［3～5］，而且還對某些植物病原菌具有抑制作用，對一些植物病害有一定防治作用［6～8］。西瓜是一種重要的經(jīng)濟作物，而西瓜枯萎病是影響西瓜生產(chǎn)的嚴(yán)重病害之一。作為一種土壤傳播、根部侵入、系統(tǒng)侵染的病害，植物抗性在病害防治起重要作用，目前，防治西瓜枯萎病的主要方法是輪作倒茬、抗病育種、砧木嫁接等，這些方法在生產(chǎn)上的應(yīng)用都有一定局限性。能否把稀土應(yīng)用于西瓜，通過其促長增抗作用來防治枯萎病，本試驗對此做了初步探討，以期為探索防治西瓜枯萎病新途徑提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

化學(xué)試劑：氧化鑭（La2O3），純度99.9%，上海躍龍化工廠生產(chǎn)。

西瓜品種：超甜花龍，山西省太谷縣西瓜研究所提供。

1.2 試驗方法

將100粒大小均勻的西瓜種子分別放入溫度為50℃、濃度分別為0.1g·L－1、0.3g·L－1、0.5 g·L－1、1.0g·L－1、1.5g·L－1的氧化鑭水溶液中，對照為蒸餾水，浸泡12h后，用蒸餾水清洗，并用濾紙吸干表面水分，放入鋪有濾紙的直徑為15 cm的培養(yǎng)皿中，蓋上蓋，在27℃恒溫培養(yǎng)箱中光照培養(yǎng)，每天補加蒸餾水，96h后記錄發(fā)芽率、干重和活力指數(shù)。

活力指數(shù)按以下公式計算：

活力指數(shù)＝發(fā)芽數(shù)÷相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)×幼苗干重

種子萌發(fā)后，于三葉期分別測定以下生理指標(biāo)：多酚氧化酶（PPO）［9］、超氧化物歧化酶（SOD）［10］、過氧化物酶（POD）［11］、過氧化氫酶（CAT）［12］和可溶性蛋白含量［13］，對照用蒸餾水處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 氧化鑭浸種對西瓜種子萌發(fā)的影響

2.1.1 氧化鑭浸種對西瓜種子發(fā)芽率的影響

由圖1可以看出，不同濃度的氧化鑭溶液浸種對西瓜種子的萌發(fā)都有不同程度的促進作用，其中，氧化鑭溶液濃度為1.0g·L－1的發(fā)芽率最高，達(dá)86%；濃度為0.3g·L－1、0.5g·L－1、1.5g·L－1的次之；濃度為0.1g·L－1的最低。另外，還可以看出，在處理時間為0～48h時，氧化鑭對西瓜種子萌發(fā)的促進作用最明顯。

圖1 氧化鑭對西瓜種子發(fā)芽率的影響Fig.1 Effect of La2O3on germination rate of watermelon seed

2.1.2 氧化鑭浸種對西瓜種子發(fā)芽指數(shù)的影響

從圖2可以看出，不同濃度氧化鑭溶液浸種均可提高種子的發(fā)芽指數(shù)，其中濃度為1.0g·L－1時，西瓜種子發(fā)芽指數(shù)最大。同時，西瓜種子經(jīng)氧化鑭溶液處理后發(fā)芽指數(shù)在短時間內(nèi)迅速升高，但隨時間的增加而減弱。

圖2 氧化鑭浸種處理對西瓜發(fā)芽指數(shù)的影響Fig.2 Effect of different concentration of La2O3on germinating exponent of watermelon seed

2.1.3 氧化鑭浸種對西瓜種子活力指數(shù)的影響

從圖3可以看出，不同濃度的氧化鑭溶液處理均可提高了西瓜種子的活力指數(shù)，在一定濃度范圍內(nèi)隨著濃度的提高而增加，當(dāng)濃度高到一定程度時，開始表現(xiàn)降低趨勢。在氧化鑭溶液濃度為1.0 g·L－1時，種子活力最大，為對照的1.5倍，在氧化鑭溶液濃度為1.5g·L－1時，種子活力指數(shù)為對照的1.1倍。

圖3 氧化鑭浸種對西瓜種子活力指數(shù)的影響Fig.3 Effect of La2O3on vigor exponent of watermelon seed

2.2 氧化鑭浸種對西瓜幼苗生理生化的影響

2.2.1 氧化鑭浸種對西瓜幼苗PPO活性的影響

從圖4可以看出，經(jīng)不同濃度氧化鑭溶液浸種處理后的西瓜幼苗PPO活性都有所升高，濃度為1.0g·L－1時，對西瓜幼苗PPO活性影響最大，為對照的2.4倍，之后隨著氧化鑭濃度的升高，PPO活性略有下降。

圖4 氧化鑭浸種對西瓜幼苗多酚氧化酶活性的影響Fig.4 Effects of La2O3on the PPO activities in the watermelon

2.2.2 氧化鑭浸種對西瓜幼苗SOD活性的影響

從圖5可以看出，不同濃度溶液浸種處理后的西瓜幼苗SOD活性比對照都有所增加，氧化鑭濃度為0.5g·L－1時，SOD活性最大，而隨著濃度的增大或減小，SOD活性逐漸降低。

圖5 氧化鑭浸種對西瓜幼苗超氧化物歧化酶活性影響Fig.5 Effects of La2O3on the SOD activities in the watermelon

2.2.3 氧化鑭浸種對西瓜幼苗POD活性的影響

從圖6可以看出，不同濃度的氧化鑭溶液浸種處理后西瓜幼苗POD活性都有所下降，而且隨著溶液濃度的增大，POD活性逐漸變小，但變化程度不大。

圖6 氧化鑭浸種對西瓜幼苗過氧化物酶活性影響Fig.6 Effects of La2O3on the POD activities in the watermelon

2.2.4 氧化鑭浸種對西瓜幼苗CAT活性的影響

從圖7可以看出，不同濃度氧化鑭溶液浸種處理后西瓜幼苗CAT活性都有所增加，隨著溶液濃度的升高，西瓜幼苗CAT活性逐漸變大，在濃度為1.0g·L－1時最大，之后隨著濃度的增大，CAT活性又降低。

圖7 氧化鑭浸種對西瓜幼苗過氧化氫酶活性的影響Fig.7 Effects of different concentration of the La2O3 soluton on the CAT activities in the watermelon seedings

2.2.5 氧化鑭浸種對西瓜幼苗蛋白質(zhì)含量的影響

由圖8可以看出，不同濃度氧化鑭溶液浸種處理后的西瓜幼苗蛋白質(zhì)含量都有所增加，隨著稀土溶液濃度的升高，西瓜幼苗蛋白質(zhì)含量不斷增大，在氧化鑭濃度為0.5g·L－1時，蛋白質(zhì)含量達(dá)到最大，之后隨濃度的增加，蛋白質(zhì)含量開始下降。

圖8 氧化鑭浸種對西瓜幼苗蛋白質(zhì)含量的影響Fig.8 Effects of La2O3on the content of protein in the watermelon

3 結(jié)論與討論

種子發(fā)芽率又稱種子生活力，是衡量種子品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。發(fā)芽指數(shù)比較靈敏的反映出種子活力。試驗表明，適當(dāng)濃度的稀土溶液浸種，可以加快西瓜種子萌發(fā)速度，提高西瓜種子活力，而高濃度處理會抑制種子萌發(fā)。

試驗還表明，稀土浸種處理的西瓜幼苗，PPO、SOD、CAT和蛋白質(zhì)含量在一定的濃度范圍內(nèi)都有所增加。已有研究結(jié)果表明，稀土增加植物抗性與其激發(fā)并增強植物體內(nèi)一些酶活性有關(guān)。稀土元素對固氮酶、硝酸還原酶、過氧化物酶、酯酶同工酶活性以及一些土壤酶的活性具有顯著影響。寧加賁等［14］發(fā)現(xiàn)噴施稀土的黃花菜，其過氧化物酶活性及酚類物質(zhì)含量分別較對照提高14.6%和19.7%。酚類物質(zhì)可衍生植保素，有效阻止病原菌的入侵，從而起到抗病的作用。這說明，稀土在適宜濃度范圍內(nèi)，通過對西瓜種子的浸種處理，可以提高西瓜植株的抗病性。

植物病害是寄主、病原菌與環(huán)境相互作用的結(jié)果，本試驗只研究了稀土對西瓜的促長增抗作用，要了解稀土防治西瓜枯萎病的效果，還需進行病原菌對稀土敏感性及病害防治方面的試驗。

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