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作物杂志,2024, 第2期: 71–79 doi: 10.16035/j.issn.1001-7283.2024.02.009

• 生理生化·植物营养·栽培耕作 • 上一篇    下一篇

不同浓度外源氨基酸对水稻秧苗生长及相关生理指标的影响

刘繁超1,2(), 方淑梅1,2, 王庆燕1,2, 王晗昕1, 牛娟娟1,2, 梁喜龙1,2()   

  1. 1黑龙江八一农垦大学农学院，163319，黑龙江大庆
    2黑龙江省植物生长调节剂工程技术研究中心，163319，黑龙江大庆
  • 收稿日期:2023-03-24 修回日期:2023-04-13 出版日期:2024-04-15 发布日期:2024-04-15
  • 通讯作者: 梁喜龙，研究方向为作物化学控制原理与技术，E-mail：xilongliang@126.com
  • 作者简介:刘繁超，研究方向为作物化学调控，E-mail：2673445674@qq.com
  • 基金资助:
    黑龙江八一农垦大学博士启动金(XDB-2016-01);黑龙江八一农垦大学“三横三纵”支持计划(2018年度平台支持计划)

Effects of Different Concentrations of Exogenous Amino Acids on Growth and Related Physiological Indicators of Rice Seedlings

Liu Fanchao1,2(), Fang Shumei1,2, Wang Qingyan1,2, Wang Hanxin1, Niu Juanjuan1,2, Liang Xilong1,2()   

  1. 1College of Agriculture, Heilongjiang Bayi Agricultural University, Daqing 163319, Heilongjiang, China
    2Heilongjiang Plant Growth Regulator Engineering Technology Research Center, Daqing 163319, Heilongjiang, China
  • Received:2023-03-24 Revised:2023-04-13 Online:2024-04-15 Published:2024-04-15

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11

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151

摘要：

以垦粳8号为供试品种，通过温室试验，研究了不同浓度外源氨基酸（L-亮氨酸、L-天门冬氨酸、L-谷氨酸、L-精氨酸）对水稻秧苗生长及相关生理指标的影响。结果表明，添加外源亮氨酸（4 g/L）、天门冬氨酸（1.00 g/L）和谷氨酸（0.9 g/L）能够提高秧苗干物质积累量、叶绿素含量、渗透物质含量及抗氧化酶活性，降低丙二醛含量，促进秧苗根系生长，提高秧苗素质。秧苗株高分别增加55.14%、57.25%和37.90%，茎基宽分别增加10.53%、12.78%和42.85%，总干物质量分别增加66.91%、42.75%和38.66%，总叶绿素含量分别增加64.41%、20.85%和1.84%。外源精氨酸拌土处理在本研究浓度范围内可显著抑制秧苗根系生长和地下部干物质量积累。说明外源亮氨酸、天门冬氨酸和谷氨酸调控效果显著，尤其是4 g/L的外源亮氨酸作用效果突出，在今后培育高素质水稻秧苗的生产实践中可作为调控秧苗生长的技术手段。

关键词: 氨基酸, 水稻, 秧苗素质, 农艺性状, 抗逆性

Abstract:

With the test material of Kenjing 8, the effects of different exogenous amino acids (L-leucine, L-aspartic acid, L-glutamic acid, L-arginine) on rice seedlings growth and related physiological indicators were studied through greenhouse experiment. The results showed that, the addition of exogenous leucine (4 g/L), aspartic acid (1.00 g/L) and glutamic acid (0.9 g/L) could increase the accumulation of dry matter content, chlorophyll content, osmotic substance content, increase antioxidant enzyme activities and reduce malondialdehyde content, further promote root growth of seedlings, and improve the quality of seedlings. Specifically, the plant height of seedlings increased by 55.14%, 57.25% and 37.90%, respectively, the stem base width increased by 10.53%, 12.78% and 42.85%, respectively, the total dry matter mass increased by 66.91%, 42.75% and 38.66%, respectively, and the total chlorophyll content increased by 64.41%, 20.85% and 1.84%, respectively. The exogenous arginine mixed soil treatment showed that the root growth and underground dry matter accumulation of seedlings were significantly inhibited in the concentration range of seedlings. This study showed that exogenous leucine, aspartic acid and glutamic acid had significant regulatory effects. In particular, 4 g/L exogenous leucine had an outstanding effect, which could be used as a technical means to control seedling growth in production of cultivating high-quality rice seedlings.

Key words: Amino acid, Rice, Seedling quality, Agronomic traits, Resistance

表1

试验设计方案

组别
Group		 处理
Treatment		 浓度
Concentration (g/L)
亮氨酸Leucine L1 1
L2 2
L3 4
L4 8
天门冬氨酸Aspartic acid T1 0.25
T2 0.50
T3 1.00
T4 5.00
谷氨酸Glutamic acid G1 0.9
G2 1.8
G3 3.6
G4 7.2
精氨酸Arginine J1 0.85
J2 1.70
J3 3.40
J4 10.20
对照Control CK 0.00

表2

不同氨基酸处理对水稻秧苗农艺性状的影响

组别
Group		 处理
Treatment		 株高
Plant
height
(cm)		 茎基宽
Stem base
width
(mm)		 叶面积
Leaf
area
(cm2)		 地上部
干物质量
Above ground
dry weight
(mg)		 地下部
干物质量
Underground
dry weight
(mg)		 根系总长度
Total root
length
(cm)		 总根表面积
Total root
surface area
(cm2)		 总根体积
Total root
volume
(cm3)		 充实度
Fullness
(mg/cm)		 生长函数
Growth
function
(mg/d)		 根冠比
Root-
shoot
ratio
亮氨酸
Leucine
 CK 13.80±0.95b 1.33±0.06a 0.85±0.07b 6.09±0.14b 7.36±1.09b 80.98±3.69cd 7.07±0.31b 0.05±0.002b 0.44±0.03cd 0.75±0.07c 1.21±0.15a
L1 15.69±0.67b 1.39±0.08a 1.89±0.39a 7.35±0.48b 8.35±0.15b 88.07±2.41c 7.87±0.65b 0.05±0.008b 0.47±0.01c 0.82±0.04c 1.32±0.07a
L2 16.22±1.57b 1.39±0.17a 1.53±0.19a 9.32±1.39a 9.37±0.80b 142.26±9.59a 12.15±1.40a 0.08±0.015a 0.57±0.03a 0.98±0.12b 1.02±0.05ab
L3 21.41±0.96a 1.47±0.16a 1.70±0.25a 10.65±0.47a 11.88±0.72a 125.78±10.01b 11.07±1.33a 0.08±0.012a 0.50±0.01b 1.01±0.05b 1.12±0.02a
L4 21.11±3.30a 1.48±0.17a 1.65±0.20a 9.92±1.04a 7.51±0.45b 70.97±6.11d 6.99±0.37b 0.05±0.005b 0.47±0.02bc 1.21±0.09a 0.76±0.09b
天门冬
氨酸
Aspartic
acid		 CK 13.80±0.95c 1.33±0.06a 0.85±0.07c 6.09±0.14c 7.36±1.09ab 80.98±3.69b 7.07±0.31bc 0.05±0.002bc 0.44±0.03b 0.75±0.06b 1.21±0.15a
T1 18.77±2.34b 1.38±0.09a 1.75±0.10b 6.80±0.28c 5.88±0.34b 76.87±4.33b 6.55±0.20c 0.04±0.001c 0.36±0.03c 0.71±0.04b 0.86±0.02b
T2 15.37±1.36c 1.37±0.16a 2.07±0.31ab 6.87±0.29c 8.51±0.98a 86.47±7.48b 7.44±0.70b 0.05±0.003b 0.38±0.02c 0.80±0.07b 1.24±0.13a
T3 21.70±0.54a 1.50±0.11a 2.47±0.43a 9.83±0.64a 9.37±0.92a 107.23±8.89a 9.54±0.42a 0.07±0.004a 0.45±0.02b 1.01±0.08a 0.95±0.04ab
T4 14.65±1.64c 1.39±0.16a 1.67±0.30b 8.25±1.16b 6.96±0.66ab 60.03±5.95c 5.71±0.70d 0.04±0.006c 0.54±0.05a 0.85±0.10b 0.84±0.04b
谷氨酸
Glutamic
acid
 CK 13.80±0.95d 1.33±0.06b 0.85±0.07c 6.09±0.14c 7.36±1.09b 80.98±3.69b 7.07±0.31b 0.05±0.002a 0.44±0.03b 0.75±0.07c 1.21±0.15a
G1 19.03±0.92c 1.90±0.17a 1.73±0.15b 8.87±0.44b 9.78±1.07a 97.94±7.40a 7.73±0.20b 0.05±0.001a 0.47±0.01b 0.86±0.05bc 1.10±0.03a
G2 21.42±0.83b 1.66±0.04a 2.74±0.32a 9.11±0.53a 6.57±0.46b 53.93±2.99c 5.01±0.50c 0.04±0.006b 0.46±0.01b 0.91±0.07b 0.72±0.03b
G3 24.11±0.92a 1.87±0.10a 2.65±0.56a 9.38±0.78a 6.45±0.66b 58.42±2.81c 5.50±0.61c 0.04±0.008ab 0.39±0.02c 0.87±0.06bc 0.69±0.03b
G4 19.24±1.46c 1.79±0.18a 2.45±0.27a 10.96±0.79a 6.24±0.39b 46.15±3.39d 5.89±2.25a 0.04±0.005ab 0.56±0.03a 1.15±0.10a 0.57±0.05c
精氨酸
Arginine
 CK 13.80±0.95b 1.33±0.06cd 0.85±0.07c 6.09±0.14c 7.36±1.09a 80.98±3.69a 7.07±0.31a 0.05±0.002a 0.44±0.03c 0.75±0.07c 1.21±0.15a
J1 15.08±0.58b 1.61±0.03b 2.11±0.34b 7.54±0.44b 6.32±0.41ab 61.04±3.27b 5.69±0.45b 0.04±0.002a 0.50±0.04b 0.77±0.04bc 0.84±0.01b
J2 22.74±0.16a 1.82±0.04a 2.79±0.29a 11.97±0.69a 5.89±0.49bc 49.43±4.92c 4.81±0.28c 0.04±0.003a 0.53±0.03b 0.99±0.07a 0.49±0.02c
J3 20.32±2.73a 1.39±0.13c 3.22±0.13a 10.84±1.00a 4.89±0.53c 44.92±4.24c 4.41±0.61c 0.03±0.006a 0.53±0.03b 0.87±0.08b 0.45±0.04c
J4 10.78±1.15c 1.18±0.12d 1.04±0.32c 6.72±0.80bc 2.95±0.23d 21.01±2.60d 2.72±0.34d 0.01±0.001a 0.62±0.03a 0.54±0.05d 0.44±0.05c

图1

不同处理对水稻秧苗根系活力的影响 不同小写字母表示不同处理间差异达到显著水平（P < 0.05），下同。

表3

不同处理对水稻秧苗素质叶绿素含量的影响

组别
Group		 处理
Treatment		 叶绿素a含量
Chlorophyll a content (mg/g)		 叶绿素b含量
Chlorophyll b content (mg/g)		 叶绿素总含量
Total chlorophyll content (mg/g)		 叶绿素a/b
Chlorophyll a/b
亮氨酸Leucine CK 1.30±0.02c 0.32±0.01c 1.63±0.03c 4.00±0.06a
L1 1.14±0.02c 0.32±0.01c 1.46±0.01c 3.55±0.16b
L2 1.79±0.01b 0.53±0.01b 2.32±0.01b 3.38±0.09bc
L3 2.04±0.41b 0.63±0.17b 2.68±0.59b 3.27±0.26c
L4 2.41±0.01a 0.86±0.01a 3.27±0.01a 2.79±0.02d
天门冬氨酸Aspartic acid CK 1.30±0.02b 0.32±0.01c 1.63±0.03b 4.00±0.06a
T1 1.14±0.11c 0.31±0.01c 1.46±0.13c 3.65±0.21b
T2 1.33±0.06b 0.37±0.03b 1.69±0.09b 3.63±0.11b
T3 1.54±0.06a 0.42±0.02a 1.97±0.08a 3.66±0.05b
T4 1.16±0.02c 0.32±0.01c 1.48±0.03c 3.69±1.10b
谷氨酸Glutamic acid CK 1.30±0.02bc 0.32±0.01c 1.63±0.03c 4.00±0.06a
G1 1.37±0.11bc 0.29±0.03c 1.66±0.14c 4.02±0.11a
G2 1.49±0.12b 0.41±0.05c 1.89±0.17b 3.66±0.17ab
G3 1.51±0.30b 0.56±0.14b 2.07±0.17b 2.91±1.11b
G4 2.20±0.03a 0.70±0.01a 2.90±0.03a 3.15±0.05ab
精氨酸Arginine CK 1.30±0.02d 0.32±0.01c 1.63±0.03d 4.00±0.06a
J1 0.70±0.04e 0.19±0.03d 0.89±0.07e 3.79±0.37ab
J2 2.10±0.01a 0.62±0.01a 2.72±0.01a 3.41±0.03b
J3 1.80±0.06c 0.52±0.02b 2.32±0.07c 3.48±0.08ab
J4 1.97±0.10b 0.59±0.04a 2.56±0.14b 3.32±0.08b

图2

不同处理对水稻秧苗碳代谢产物的影响

图3

不同处理对水稻秧苗保护性酶活性的影响

图4

不同处理对水稻秧苗渗透调节物质含量的影响

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