【不同浓度的硅对荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响探究9900字（论文）】

目录目录PAGE8PAGE9不同浓度的硅对荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响研究摘要研究不同浓度的硅对荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响，可为揭示硅素的增产机制提供充分的实验证据，同时也为荞麦在农业生产上施用硅肥提供科学依据，对阐明硅对荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响具有深刻的意义。实验以榆林靖边苦荞种子为材料，硅酸钾作为硅源，用不同浓度的硅酸钾溶液7组（0mmol/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L、0.75mmol/L、1mmol/L、1.5mmol/L、2mmol/L）处理荞麦种子，然后将处理后的种子分别置于恒温培养箱中进行培养，之后在种子萌发期测定其各项发芽指标（发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数）及蛋白酶活性；苗期测定幼苗的生物量、根长、茎长指标。结果表明：随硅浓度不断增加，荞麦种子萌发期发芽势、种子活力、发芽指数和蛋白酶活性以及幼苗期幼苗的生物量、平均根长和茎长均呈先升后降趋势，且在硅浓度为0.75mmol/L时，各项指标明显高于对照组，均达到了最高水平；但硅对荞麦种子发芽率的影响与对照组相比无差异性，其发芽率均在92%--93%左右。关键词：荞麦；硅酸钾；形态指标；生理指标目录摘要 IABSTRACT II引言 11材料与研究方法 31.1实验材料与仪器 31.1.1实验材料 31.1.2实验仪器 31.1.3实验试剂 31.2研究方法 41.2.1荞麦幼苗培养与处理 41.2.2指标测定与方法 41.2.3统计分析 72结果与分析 82.1硅对荞麦种子发芽势和发芽率的影响 82.1.1硅对荞麦种子发芽势的影响 82.1.2硅对荞麦种子发芽率的影响 92.2硅对荞麦种子发芽指数和种子活力的影响 102.2.1硅对荞麦种子发芽指数的影响 102.2.2硅对荞麦种子活力指数的影响 112.3硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响 122.4硅对荞麦幼苗根长及茎长的影响 132.4.1硅对荞麦幼苗根长的影响 132.4.2硅对荞麦幼苗茎长的影响 142.5硅对荞麦幼苗生物量的影响 153讨论与结论 173.1讨论 173.1.1硅对荞麦种子发芽指标和种子活力的影响 173.1.2硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响 173.1.3硅对荞麦幼苗形态指标和生物量的影响 173.2结论 18参考文献 19引言荞麦(FagopyrumesculentumMoench)系属蓼科，属一年生草本植物，是一种营养价值极高的作物，研究表明其内富含的矿物质营养素含量明显高于其它粮种[1]，而且医学也表明荞麦对糖尿病、高血压、冠心病、高血脂等病人具有很好的治疗作用，并且有清热解毒、消食化积的功能，它是自然界中少有的药食两用的作物。在陕北榆林地区，荞麦是人们主要的经济作物和粮食作物，它除了可食用之外其碎粒和皮壳还可作为很好的饲料广泛用于畜禽，从而可间接地为当地农民获取收益，所以它的推广和生产制约着本地区农业经济发展。因此研究荞麦并使其生长加快、产量增高则具有了极其重要的意义。然而荞麦在生长发育的过程中需要大量的营养元素，有时候仅仅依靠土壤中的供给不能使其更好的生长发育，这就必须从外界吸收矿质元素[2,3]。硅是被国际上视为继氮、磷、钾之后的第四大有益元素，其含量在地壳中仅次于氧[4]；虽然硅在土壤中所占的比例较高，但是可供植物直接吸收利用的含量却很低[5]，当硅缺乏时，作物的生长就会受到不同程度的影响[5]。据悉，硅肥最早的提出和使用是在美国和日本，由于它自身对作物的许多有益功能，目前全球大多数发达国家将硅肥作为一种新型多功能肥料对其大幅度推广及应用，根据报道及自身查阅文献得知，硅在许多作物上的增产效果已经超越了磷、钾。但是目前已被试验证实的许多硅对作物的影响研究主要还是集中在禾本科、豆科及各类瓜果蔬菜上，大量文献表明，硅在植物的生长中具有促进作用，被认为是有益元素[4]，如：李清芳等采用盆栽实验证实了硅能够促进大豆幼苗的生长，增加生物量[6]；刘慧霞，申晓蓉等在水培条件下研究了硅对紫花苜蓿种子萌发及幼苗生长发育的影响，结果表明了，硅至少直接参与了紫花苜蓿种子萌发和幼苗生长的生理生化过程，而且紫花苜蓿对硅的需求量相对较少[7]；马成仓和李清芳继续采用盆栽实验研究了土壤有效硅对黄瓜种子萌发和幼苗生长代谢的影响，硅含量在一定范围内能促进黄瓜种子的生长，但是超过一定量之后，其对黄瓜种子萌发及幼苗生长的促进作用不再显著[8]。马成仓，李清芳等研究了硅对玉米种子萌发及幼苗生长代谢的影响，结果表明了硅能够促进玉米的生理生化过程，玉米在吸收硅之后营养代谢加快，生长速度加快[9]；诸多的成功试验再一次阐明了硅对作物生长发育的影响极其重要。硅对荞麦种子萌发和幼苗生长发育方面的影响还未见详细报道，鉴于荞麦的自身价值及其目前科研和农业方面对硅元素的重视，本研究特选取不同浓度的硅溶液对荞麦种子进行处理，硅源采用硅酸钾（K2SiO3），设置7组浓度，每个浓度重复三组，用培养皿对其进行培育，待其长至萌发期和幼苗期，分别测定萌发期的发芽指标和蛋白酶活性，幼苗期的生物量、茎长和根长。以研究硅对荞麦种子萌发及其幼苗生长发育的影响，从而为揭示硅素的增产机制提供充分的实验证据，同时也为荞麦在农业生产上施用硅肥提供科学依据，对阐明硅对荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响具有深刻的意义。1材料与研究方法1.1实验材料与仪器1.1.1实验材料榆林靖边苦荞种子1.1.2实验仪器生化培养箱、分析天平（精度0.0001g）、恒温水浴（精度±0.2℃）、计时表、分光光度计、高速冷冻离心机、恒温水浴锅、烘箱、玻璃棒、量筒、广口瓶、培养皿（120mm）、研钵、容量瓶1.1.3实验试剂硅酸钾（K2SiO3）（桐乡市向阳泡花碱厂）氯化钾（KCl）（天津市瑞金特化学品有限公司）次氯酸钠溶液（天津市富宇精细化工有限公司）福林酚试剂（钨酸钠（Na2WO4.2H2O）100g，钼酸钠（Na2MoO4.2H2O）25g，水700mL、85%磷酸50mL、浓盐酸100mL，小火沸腾回流10h，取下回流冷却器，在通风橱中加入硫酸锂（LiSO4）50g，水50mL和数滴浓溴水（99%），再微沸15min，以除去多余的溴（冷却后仍有绿色需要再加入溴水，再煮沸除去过量的溴），冷却，加水定容至1000mL，混匀，过滤。试剂呈金黄色，贮存于棕色瓶内。）无水碳酸钠（西安化学试剂厂）三氯乙酸（分析纯-天津市科密欧化学试剂有限公司）氢氧化钠（天津市致远化学试剂有限公司）盐酸溶液磷酸氢二钠（Na2HPO4.12H2O）（西安化学试剂厂）磷酸二氢钠（NaH2PO4.2H2O）（西安化学试剂厂）干酪素（化学纯-天津市东方卫生材料厂）L-酪氨酸（上海康达氨基酸厂出品）石英砂（成都市科龙化工试剂厂）1.2研究方法1.2.1荞麦幼苗培养与处理实验设置7个不同浓度的硅溶液（以K2SiO3溶液的形式进行加入），浓度分别为0mg/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L、0.75mmol/L、1mmol/L、1.5mmol/L、2mmol/L同浓度的设3组重复，以氯化钾(KCl)来消除钾离子的影响，在Cl离子浓度较低时，它对植物的营养价值可以忽略[10]。供试品种为榆林靖边苦荞，实验前挑选出大小均匀、颗粒健康饱满、无损伤无病害的发芽率在90%的荞麦种子。用5%的次氯酸钠对种子消毒10min，蒸馏水冲洗3-5次后再用无菌蒸馏水浸种8-10h，之后用滤纸吸去种子表面水分，将种子分别置于放有两层滤纸的培养皿中，每个培养皿放予适宜数量的种子25粒，然后再分别向每个培养皿中加入等量配置好的上述各浓度的溶液（硅酸钾溶液和氯化钾溶液），依次给培养皿贴上标签作以区分，最后统一放入植物培养箱中进行发芽，温度控制于25±2℃，每天光照12h，黑暗12h，之后每天用称重法向各培养皿中加入散失的水份，以尽量减少水势变动。从种子培养的当天开始观察，以胚芽长至2-3mm时作为发芽标准。将3个重复中最早有1粒种子发芽之日作为该处理发芽的开始期，以后每天定时记录发芽种子数，当连续几天不再有种子发芽时作为发芽结束期。在此期间每天记录发芽种子数，最后测量各项发芽指标和种子萌发期的蛋白酶活性。之后在植物长至幼苗初期向培养皿中加入营养液，满足其生长所需，然后待其长到两叶一心期测量幼苗的生物量，根长，茎长等指标。1.2.2指标测定与方法(1)各项发芽指标的测定[11]从种子培养的当天开始观察，以胚芽长至2-3mm时作为发芽标准。将3个重复中最早有1粒种子发芽之日作为该处理发芽的开始期，以后每天定时记录发芽种子数，当连续几天不再有种子发芽时作为发芽结束期。在此期间每天记录发芽种子数，最后测量各项发芽指标，并进行计算，具体指标计算方法如下：1)发芽势=（3d内种子发芽数/供试种子数）×100%（公式一）2)发芽率=（7d内种子发芽数/供试种子数）×100%（公式二）3)发芽指数GI=∑(Gt/Dt)，上式中的Gt为在不同时间的发芽数，Dt为相应的发芽日数。（公式三）4)活力指数VI=S×∑(Gt/Dt)，上式中的S为一定时期内幼苗生长势，以萌发实验结束时每株苗的平均鲜质量(FW)表示。（公式四）(2)蛋白酶活性的测定（福林酚法）[12]1)实验原理：蛋白酶在一定温度和pH值条件下，水解酪素底物，产生含有酚基的氨基酸（如酪氨酸、色氨酸等），在碱性条件下，将福林试剂（Folin）还原，生成钼蓝和钨蓝，用分光光度法测定，计算其酶活力。2)实验步骤：a.标准曲线的绘制(a)配制各浓度的L-酪氨酸标准溶液：（按下表配制）表1-1L-酪氨酸标准溶液管号酪氨酸标准溶液的浓度μg/mL取100μg/mL酪氨酸标准溶液的体积mL取水的体积mL000101101922028330374404655055(b)分别取上述溶液各1.00mL（做三组平行试验），各加0.4mol/l碳酸钠溶液5.0mL，福林试剂使用液1.00mL，置于40℃±0.2℃水浴中显色20min(c)用分光光度计于波长680nm，以不含酪氨酸的0管为空白，分别测定其吸光度，以吸光度A为纵坐标，酪氨酸的浓度C为横坐标，绘制标准曲线(d)根据所制标准曲线或者回归方程，计算出当吸光度为1时的酪氨酸的量（μg），即为吸光度常数K值。b.样品的测定：(a)待测蛋白酶液的制备[13]：将0.3g萌发3天后的荞麦种子去皮，放入研钵中，加入pH7.5的磷酸缓冲液适量，在冰上充分研磨成匀浆，将匀浆装于2mL离心管中，在4℃下12000r/min离心20分钟，取上清液，即为酶粗提取液。做好标记，置于冰上，现配现用，或者暂时储存于冰箱中。(b)蛋白酶液的测定：a)先将酪素溶液放入40±0.2℃恒温水浴中，预热5min图1-1L-酪氨酸标准曲线b)取4支试管（试管A、B1、B2、B3），各加入1ml酶液c)取一支作为空白管A，加2ml三氯乙酸，其他3管(B1、B2、B3)作为测试管各加入1ml酪素，摇匀，40℃保温10mind)取出试管，3支测试管(B1、B2、B3)中各加入2ml三氯乙酸，空白管A中加1ml酪素e)静置10min，过滤沉淀f)各取1ml滤液，分别加0.4mol/L的Na2CO35ml、福林试剂1ml。在40℃显色20ming)680nm处测OD值(以空白管调零点)3)结果计算：蛋白酶的活力=A×K×4/10×nU/g(ml)（公式五）A：样品平行试验的平均OD值K：吸光常数（经所制得的标准曲线得知：K=96.94）4：反应试剂的总体积10：酶解反应时间n：酶液稀释总倍数（实验中稀释酶液5倍）(3)根长、茎长指标的测定：选取每个培养皿长势相当的5株荞麦幼苗，用直尺测定其根长、茎长。根长测定时选取其中最长根进行测量；茎长测定时，对于长势不齐的先用细线对其测量，然后用直尺间接地测出茎长。最后求出平均值即为每株幼苗的平均根长或者平均茎长。(4)幼苗生物量指标的测定：同测定根长茎长时相同，选取每个培养皿长势相当的5株幼苗，用滤纸吸去其表面水分，然后用电子天平称出5株幼苗的鲜重，最后求其平均值即为每株幼苗的平均生物量。1.2.3统计分析实验中的所有数据均采用MicrosoftExcel进行统计，数据均用（平均值±标准差）表示，数据处理时采用origin7.5软件进行双样本等方差假设分析，分别将各处理组与对照组的各项指标进行t检验，比较在不同硅浓度处理下与对照组之间相关指标的差异显著性。2结果与分析2.1硅对荞麦种子发芽势和发芽率的影响2.1.1硅对荞麦种子发芽势的影响发芽势是种子在发芽过程中发芽数达到高峰期的期间，发芽的数目占供试种子数目的百分比，对于本次荞麦的研究实验中，规定在三天内的种子发芽所占百分比即为发芽势，它可表示荞麦种子的发芽速度和整齐度，其数值越大，说明种子发芽速度快，出苗整齐。不同浓度的硅处理对荞麦种子发芽势的影响情况如下：表2-1硅对荞麦种子发芽势(%)的影响硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分率064727269.30±4.620.2588688078.70±10.0713.6%0.580848081.30±2.31*17.3%0.7584848082.70±2.31**19.3%180847680.00±4.00*15.4%1.572808478.70±6.1113.6%280807678.70±2.3113.6%注：*表示各处理组与对照组在不同浓度硅处理下种子发芽势差异显著（P<0.05），**表示各处理组与对照组在不同浓度硅处理下种子发芽势差异极显著(P<0.01)。下同图2-1硅对荞麦种子发芽势(%)的影响从表2-1和图2-1可以看出，随硅浓度的增加，荞麦种子发芽势呈先上升后下降的趋势。表现为0-0.75mmol/L范围内呈上升趋势，在硅浓度为0.75mmol/L时达到最大，实验结果也表明，硅浓度在0.5mmol/L、1mmol/L相对对照组差异显著(P<0.05)，分别与对照组相比增加了17.3%，15.4%。浓度为0.75mmol/L时相对对照组差异极显著(P<0.01)，与对照组相比增加了19.3%。当硅浓度超过0.75mmol/L时，发芽势呈现下降趋势，并且与对照组差异不显著，但仍高于对照组，说明了硅对荞麦的发芽势有一定的促进作用，并且在适宜的范围下促进作用较为明显，也表明适宜浓度的硅溶液可以提高荞麦的发芽速度和出苗整齐度。2.1.2硅对荞麦种子发芽率的影响发芽率是种子在发芽终期（即种子发芽数目连续两日不再变化时)的发芽数目占供试种子的百分含量，实验研究中，规定7天内种子发芽数所占供试种子的百分比即为发芽率。发芽率可反映种子自身的发芽潜力，不同浓度的硅处理对荞麦种子发芽势的影响情况如下：表2-2硅对荞麦种子发芽率(%)的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值088929692.00±4.000.2596849692.00±6.930.588969693.30±4.620.75921008893.30±6.11188969292.00±4.001.5889210093.30±6.112100849292.00±8.00图2-2硅对荞麦种子发芽率(%)的影响从表2-2和图2-2可以看出，不同浓度硅处理条件下，荞麦种子随着硅浓度的增加，其发芽率变化不大，说明施硅与否对荞麦种子发芽率无显著作用，处理组和对照组的发芽率都为92%-93%左右。表明施硅不能显著改变荞麦种子的发芽潜力。2.2硅对荞麦种子发芽指数和种子活力的影响2.2.1硅对荞麦种子发芽指数的影响发芽指数是一项可以评判种子发芽速度的指标，发芽指数越高，则说明种子发芽所需时间越短。在研究硅对荞麦种子萌发的影响实验中，不同浓度硅处理对荞麦种子的发芽指数变化情况如下：表2-3硅对荞麦种子发芽指数的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分比026.7330.0328.6928.48±1.660.2533.8127.0431.230.68±3.417.7%0.532.8831.5332.732.37±0.73*13.7%0.7534.0934.6631.8833.54±1.47*17.8%131.8832.0331.4831.8±0.28*11.7%1.530.2630.8834.0331.72±2.0211.4%231.731.7431.2331.56±0.2810.8%图2-3硅对荞麦种子发芽指数的影响由表2-3和图2-3中可以看出，硅可促进荞麦种子发芽指数的增加，随着硅浓度的增高，硅对荞麦种子发芽指数的影响呈现先升后降趋势，且在0.75mmol/L时达到最大，高于0.75mmol/L时，发芽指数呈下降趋势，各处理组与对照组相比，均高于对照组。同时经分析得出，硅浓度在0.5mmol/L、0.75mmol/L、1mmol/L时发芽指数与对照组相比分别增加了13.7%、17.8%、11.7%，均达到显著水平(P<0.05)。说明了适宜浓度的硅溶液可以提高种子发芽指数，进而促使种子快速萌发。2.2.2硅对荞麦种子活力指数的影响萌发种子幼苗的生长势是反应种子活力的一项较好的生理指标，将萌发指数与幼苗生长量（用幼苗平均鲜重表示）相乘，即为活力指数，是表示种子活力的指标之一，也是判断种子发芽与生长质量的一项指标，活力指数越高，说明种子发芽越好，生长也就越迅速。硅对荞麦种子活力指数的影响变化情况如下：表2-4硅对荞麦种子活力指数的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分比02.863.403.113.12±0.270.254.302.913.833.68±0.7117.9%0.54.724.414.614.58±0.16**46.8%0.755.385.334.775.16±0.34**65.4%14.714.794.634.71±0.08**51%1.54.214.335.204.58±0.54**46.8%24.284.294.064.21±0.13*34.9%图2-4硅对荞麦种子活力指数的影响由表2-4和图2-4中得知，随着硅浓度的增加，荞麦种子的活力指数也在一定范围内呈现上升趋势，表现在0-0.75mmol/L范围是上升的，并且在0.75mmol/L时达到最高值，与对照组相比，提高幅度为65.4%；高于这个浓度之后，呈现下降趋势，但与对照组相比，呈缓慢的促进作用。经过分析得知，0.5mmol/L-1.5mmol/L的三个浓度下相对于对照组来说，变化情况是极显著的（P<0.01），说明硅对种子的活力指数具有明显的促进作用，并且从图中可以看出0.75mmol/L是其最适的浓度值。2.3硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响蛋白酶是水解蛋白质肽链产生氨基酸的酶总称。一般情况下，种子萌发的过程中，蛋白酶活性越大，水解蛋白质的速度也越快（氨基酸的量随之越多），则供给种子萌发所需的养分就越充足，有助于后期苗期的生长，因此蛋白酶活力越高，对种子萌发及生长发育是有促进作用的。硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响变化情况如下：表2-5硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响数据编号硅浓度蛋白酶活性（ug/ml）ⅠⅡⅢ平均值增长百分比04.076.596.595.75±1.460.257.567.766.797.37±0.5128.2%0.510.089.6910.6610.15±0.49*76.5%0.7515.1213.3812.613.7±1.29**138%1.013.3812.611.6312.54±0.87**118%1.511.6311.2510.6611.18±0.49**94.4%28.349.117.768.4±0.6846.1%表2-5和图2-5得知，随着硅浓度的增加，蛋白酶的活性呈先升后降的总体趋势，0.75mmol/L时酶活性达到最大值，高于或低于该值，活性均呈下降趋势，但均高于对照组，提高幅度为28.2%~138%。经分析得知，硅浓度在0.5mmol/L时相比对照组差异显著（P<0.05），在0.75mmol/L、1mmol/L、1.5mmol/L时，相比对照组差异极显著(P<0.01)，但是在低浓度0.25mmol/L和高浓度2mmol/L下硅对荞麦种子蛋白酶活性与对照组相比均没有显著的差异性。说明了硅浓度在一定条件下对种子蛋白酶活性具有促进作用，浓度过高可能会一定程度上抑制蛋白酶的活性。图2-5硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响2.4硅对荞麦幼苗根长及茎长的影响2.4.1硅对荞麦幼苗根长的影响根系是植物生长发育中吸收水分和矿质元素的最重要的器官，所以根系生长状况好坏对植物生长发育及其产量有一定的影响作用，不同浓度的硅处理对荞麦幼苗根长的生长影响如下：表2-6硅对荞麦幼苗根长(cm)的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分比03.463.043.543.35±0.270.253.183.783.343.43±0.312.3%0.54.294.14.364.25±0.13*26.9%0.755.084.746.345.39±0.84**60.9%16.195.084.15.12±1.05**52.8%1.55.384.94.845.04±0.3**50.4%24.474.165.044.56±0.45*36.1%图2-6硅对荞麦幼苗根长的影响表2-6和图2-6可以看出荞麦幼苗根系生长方面，随着硅浓度的增加，每株幼苗的平均根长的总体趋势是增加的，从图中可以看出硅浓度在0.75mol/L时，根长达到最高值，高于此浓度时呈现略微的下降趋势，说明适宜浓度的硅处理（0.75mmol/L）有利于根系的生长。经显著性分析得知，除较低浓度（0.25mmol/L）外，低浓度0.5mmol/L和高浓度2mmol/L下与对照组相比均有显著差异（P<0.05），表现为此条件下的根长比对照组分别增加了26.9%、36.1%。而在0.75mmol/L、1mmol/L、1.5mmol/L浓度下与对照组相比均有极显著差异（P<0.01），表现在其分别比对照组增加了60.9%、52.8%、50.4%。说明了硅对荞麦根长的生长是有一定的促进作用的，并且存在剂量效应。2.4.2硅对荞麦幼苗茎长的影响茎是植物生长中营养物质运输的器官，茎的伸长不仅可以使植株增高，从而有利于植株的光合作用，并且可以运输更多的营养物质供植株所利用，这对植物的生物量和作物的产量有了重要的影响作用。不同浓度硅处理条件下对荞麦茎长的影响情况如下：表2-7和图2-7得知，在低浓度范围内（0mol/L-0.75mol/L），茎长随着硅浓度的增加而呈现增长趋势，然而超过这个浓度之后茎长明显呈现下降趋势，经差异性分析得出，硅浓度在0.75mmol/L下与对照组的差异显著（P<0.05），表现在此浓度条件下的荞麦茎长比对照组增加了12.9%。其他浓度下与对照组差异不显著，表明了适宜的硅浓度处理下，可促进茎的生长。表2-7硅对荞麦幼苗茎长(cm)的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分比07.897.046.667.2±0.630.257.377.228.967.85±0.969%0.57.798.787.748.1±0.5912.5%0.757.768.48.228.13±0.33*12.9%17.647.227.97.75±0.347.6%1.57.388.287.527.73±0.487.4%28.197.366.987.51±0.624.3%图2-7硅对荞麦幼苗茎长的影响2.5硅对荞麦幼苗生物量的影响生物量在一定程度下可作为幼苗生长好坏的一项重要指标，不同浓度硅溶液对荞麦幼苗生物量的影响作用如下：表2-8和图2-8中可以看出，随硅浓度逐渐升高，荞麦幼苗生物量呈先升高后降低趋势，在硅浓度为0.75mmol/L时，幼苗生物量达到了最高值。经差异显著性分析得知，各处理组与对照组相比，均高于对照组。分别在0.5mmol/L和1mmol/L下与对照组相比差异显著（P<0.05），且在这两组条件下的荞麦幼苗生物量比对照组分别增加了38.5%、34.6%。在0.75mmol/L下与对照组相比差异极显著（P<0.01），且在此浓度下比对照组增加了57.7%。说明了硅对幼苗的生物量的确具有促进作用，且在适宜的浓度下促进作用越明显。表2-8硅对荞麦幼苗生物量(g)的影响数据硅酸钾浓度(mmol/L)重复组Ⅰ重复组Ⅱ重复组Ⅲ平均值增长百分比00.75320.77570.79760.78±0.020.251.26490.89550.95191.04±0.233.3%0.51.13161.03031.07881.08±0.05*38.5%0.751.49531.05121.1441.23±0.23**57.7%10.94591.05171.1631.05±0.11*34.6%1.50.95760.93120.92150.94±0.0220.5%20.98760.97140.87120.94±0.0620.5%图2-8硅对荞麦幼苗生物量的影响3讨论与结论3.1讨论3.1.1硅对荞麦种子发芽指标和种子活力的影响本实验中荞麦种子通过硅处理后，荞麦种子的最终发芽率没有受到影响，但是在一定硅浓度下（0.75mmol/L）下可促进荞麦种子的发芽势、种子活力、发芽指数等，这与硅对紫花苜蓿[7]、玉米[9]、黄瓜[8]和大豆[6]种子萌发影响一致。因此硅处理荞麦种子后对荞麦种子发芽指标中的发芽势、发芽指数、种子活力均有明显提高作用，从而可缩短种子发芽所需时间，提高种子发芽的整齐度，这为荞麦在萌发期的生理特性奠定了一定的基础。3.1.2硅对荞麦种子萌发期蛋白酶活性的影响种子发芽是一个需要大量能量的过程，发芽所需的能量来源于种子贮存物质的氧化分解，贮存物质的分解需要酶的参与，因此种子发芽时酶含量及活性的变化是最为明显的现象[14]，植物种子的萌发依靠分解胚乳中的蛋白质、脂肪、淀粉为幼苗的生长提供能量和物质，故蛋白酶、脂肪酶、淀粉酶的活性直接影响种子萌发和幼苗生长速度[6]。本实验通过不同浓度的硅处理荞麦种子，测其萌发期蛋白酶活性。实验结果表明：在一定浓度范围内，随着硅浓度的增加，荞麦蛋白酶活性也在升高，到达一定浓度时（0.75mmol/L）达到最高值，大于此浓度时酶活性呈现下降趋势。这与硅对玉米种子[9]、大豆种子[6]、黄瓜种子[8]萌发过程中蛋白酶活性的影响一致，说明了适宜浓度的硅溶液可以提高蛋白酶活性，从而使荞麦种子萌发时的物质和能量供应较为充足，有利于胚的发育，这对荞麦的生长发育起到了至关重要的作用，因此硅处理荞麦种子之后对荞麦的生长发育是有益的。3.1.3硅对荞麦幼苗形态指标和生物量的影响根系是植物吸收水分及矿质元素的主要器官，研究说明，加硅可提高根尖端和近尖端细胞壁的弹性和粘性，促进根的伸长生长[15]。刘景凯[16]在研究硅对水培大蒜时证实了硅在1.5mmol/L时有利于大蒜根系的生长，本实验也表明硅对荞麦根长具有促进作用，但二者适宜的浓度是不相同的，0.75mmol/L是硅对荞麦根长的最适浓度，这说明了同种元素硅处理不同种植物时其最适浓度是不相同的。刘慧霞，申晓蓉等在研究硅对紫花苜蓿时证明了硅对紫花苜蓿幼苗生物量具有明显的促进作用[7]，这与此次试验的结果是一致的，说明了硅可以提高幼苗生物量，从而对荞麦生长有促进作用，这可能是硅使作物增产的影响之一。硅对荞麦的茎生长具有促进作用，这可在硅处理荞麦幼苗的生物量显著大于对照组的生物量中得到证据。而且也有实验证明，施硅后的植物机械强度增大，倒伏显著降低，如，施硅的甘蔗茎秆更长，且植株高度与施硅量成二次方关系[15]。本实验阐明了硅可能直接参与了荞麦的生理生化过程，从而促进其生长，使作物增产。但是至于硅具体参与了对荞麦的哪些生理过程，则需进行深一步的研究。3.2结论本实验采用不同浓度的硅酸钾溶液对荞麦种子进行处理，通过改变硅浓度这一单一变量来测量荞麦萌发期种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数及蛋白酶活力和幼苗生长期的根长、茎长、幼苗生物量等各项指标。以此来研究不同硅溶液处理下荞麦种子萌发及幼苗生长发育的影响，从而得出以下结论：（1）萌发期：适宜浓度的硅溶液（0.75mmol/L）可对荞麦种子萌发（发芽势、发芽指数、活力指数、蛋白酶活力）起到促进作用，但是加硅与否对荞麦种子的发芽率无明显影响。（2）幼苗期：适宜浓度的硅溶液（0.75mmol/L）可对荞麦幼苗的生长起到促进作用，根长、茎长、幼苗生物量等都有不同程度的增长。通过本实验的实施，可以粗略估计出在荞麦施硅后可以使荞麦快速萌发，保证出苗率及出苗整齐度，蛋白酶活力的提高可在一定程度上供