微/纳米气泡水对盐胁迫下水稻幼苗的影响

摘要 为探究微/纳米气泡水增氧对盐胁迫下水稻幼苗生长的影响，以9311（模式种）和JX99（较耐盐）为供试材料，用Yoshida营养液+蒸馏水与Yoshida营养液+微/纳米气泡水培育水稻幼苗，再进行0.6% NaCl盐胁迫与无盐胁迫处理，测定水稻幼苗生长指标及生化指标。结果表明，无盐胁迫下，微/纳米气泡水增氧，9311水稻幼苗的根长、茎鲜重和茎基宽显著减小，分别减少24.87%、11.20%和12.50%，JX99的根长、叶片数显著增大，分别增加31.76%、21.88%，2个品种幼苗的丙二醛含量显著减小，分别减少41.19%、15.85%，2个品种的脯氨酸含量没有显著变化；0.6%盐胁迫下，微/纳米气泡水增氧，9311水稻幼苗的根长、茎鲜重、根鲜重显著减小，分别减少45.16%、46.81%和38.64%，JX99的茎长、根长、茎鲜重、根鲜重显著减小，分别减少28.09%、35.67%、67.97%和55.43%，2个品种幼苗的丙二醛显著增大，分别增加46.25%、36.11%，2个品种幼苗的脯氨酸含量显著增大，分别增加85.63%、131.64%。无盐胁迫时，微/纳米气泡水减缓2个品种幼苗细胞膜质过氧化程度，降低活性氧的伤害；0.6%盐胁迫下，微/纳米气泡水加剧2个品种幼苗细胞膜质过氧化程度，加剧活性氧的伤害，渗透胁迫也加剧。

关键词 微/纳米气泡水；增氧培育；水稻幼苗；盐胁迫

中图分类号 S 511  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）20-0021-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.20.006

Effects of Micro/nano Bubble Water on the Growth of Rice Seedlings under Salt Stress

LI Li-fang，XU Jiang-huan，YUAN Qi-dong et al

（College of Coastal Agricultural Sciences，Guangdong Ocean University，Zhanjiang，Guangdong 524088）

Abstract The research aimed to study the effects of micro/nano bubble water on the growth of rice seedlings under salt stress.With rice variety 9311 （model species） and JX99 （relatively salt-tolerant） as test materials，the rice seedlings liquid cultivation experiment was conducted with Yoshida nutrient solution + distilled water and Yoshida nutrient solution + micro / nano bubble water，then they were treated with 0.6% NaCl salt stress and no salt stress.The growth characters and physiological and biochemical indexes of rice seedlings were determined.Results showed that under salt free stress，the root length，stem fresh weight and stem base width of 9311 rice seedlings decreased significantly by 24.87%，11.20% and 12.50%，the root length and leaf number of JX99 increased significantly by 31.76%，21.88%，the malondialdehyde content of the two varieties decreased significantly by 41.19%，15.85%，and the proline content of the two varieties did not change significantly;under 0.6% salt stress，the root length，stem fresh weight and root fresh weight of 9311 rice seedlings decreased significantly by 45.16%，46.81% and 38.64%.The stem length，root length，stem fresh weight and root fresh weight of JX99 increased significantly by 28.09%，35.67%，67.97% and 55.43%，the malondialdehyde contents of the two varieties increased significantly by 46.25% and 36.11%，the proline content of the two varieties increased significantly by 85.63% and 131.64%.Under salt free stress，micro/nano bubble water slowed down the degree of membrane peroxidation and reduced the damage of reactive oxygen species;under 0.6% salt stress，micro/nano bubble water exacerbated the degree of membrane peroxidation and the damage of reactive oxygen species and osmotic stress.

Key words Micro-nano bubble water;Aerated culture;Rice seedling;Salt stress

目前，土壤盐碱化越来越严重，亚洲盐碱地面积约为2.9×108 hm2，中国盐渍土壤约有3 333万hm2，约占耕地面积的10%［1］。水稻是重要的粮食作物，全世界近1/2的人口以稻米为主食，中国以稻米为主粮的人约占总人口的2/3，水稻播种面积占粮食种植面积的27%左右［2］，土壤盐碱化影响我国水稻种植，也威胁粮食安全。盐胁迫会导致植物植株高度变矮、叶面积变小、分蘖减少，从而降低光合效率［1-2］，所以大多数植物不能生长在盐碱土壤上。水稻为不耐盐作物，但科学家通过不懈努力，培育出耐盐水稻品种。耐盐水稻可作为先锋作物，修复与改良盐碱农田，所以对耐盐水稻进行研究有重要意义［3］。为了在盐碱土壤上种水稻，前人在育种、土壤改良等方面做了多种研究，结果表明添加某些试剂进行灌溉，可以缓解盐胁迫下水稻的盐渍毒害作用［4-6］，获得较好的收成。

微/纳米气泡水是近年日本开发的一项新技术，通过特定装置使气体（根据需要可以是空气、O2、O3、N2、CO2）以微米或纳米级直径的气泡溶解于水中，形成的“溶液”为微/纳米气泡水。微米气泡的直径在1～50 μm，纳米气泡直径在1 μm 以下，两者统称为微/纳米气泡。微/纳米气泡粒径小、比表面积超大、气体溶解能力强，能够提高气液之间的反应速度［7］，微/纳米气泡水氧含量增加且气泡分布均匀，保持时间较长，可以增加水中生物体的活性。微/纳米气泡水的应用首先是在海水养殖上，研究表明通过使用充氧微/纳米气泡水，可以解决水体缺氧问题，有效降低鱼类死亡率，提高抵抗力［7］。在作物栽培领域，研究表明用微/纳米气泡水浸种可以提高发芽率，进行灌溉可以提高农产品的产量与品质［8-13］。

若给盐胁迫下水稻幼苗使用微/纳米气泡水增氧，也可能提高水稻幼苗生理活性，增加耐盐性。目前鲜见有关微/纳米气泡水增氧对盐胁迫下水稻幼苗生长影响的报道。鉴于此，笔者选用1个模式水稻品种和1个耐盐水稻品种进行增氧和非增氧培育，进行盐胁迫和非盐胁迫处理，研究微/纳米气泡水增氧对水稻幼苗的影响，探究缓解盐胁迫对水稻幼苗毒害的方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为9311和JX99，由广东海洋大学滨海农业学院提供。微/纳米气泡水使用禹创环境科技（济南）有限公司生产的纳米气泡发生装置（YC-MNB-Ⅲ-1）制作。

1.2 试验方法

试验共设4个处理：处理1（T1）为Yoshida营养液+蒸馏水；处理2（T2）为Yoshida营养液+微/纳米气泡水；处理3（T3）为0.6% NaCl+ Yoshida营养液+蒸馏水；处理4（T4）：0.6% NaCl + Yoshida营养液+微/纳米气泡水，每处理3次重复。

试验于2020年9月在广东海洋大学滨海农业学院110实验室进行。选取籽粒饱满、大小一致的种子，用3%的过氧化氢溶液浸泡消毒30 min，用蒸馏水反复冲洗后置于培育盆中催芽。种子露白，胚根大约长至3 cm时，播于水稻专用水培盆（每盆有6个小板，每一小板可种96株）中，萌发后用Yoshida营养液+蒸馏水或者Yoshida营养液+微/纳米气泡水培育，每3 d更换1次培育液，用1.0和0.1 mol/L的H2SO4和KOH调节pH至5.5～5.8，每盆使用2 L配置的混合液进行处理，在使用营养液培育12 d后，加0.6% NaCl处理3 d后取样、测定。

1.3 测定项目与方法

测定项目包括幼苗生长性状指标与生化指标，幼苗生长性状指标包括茎长、根长、茎鲜重、根鲜重、叶片数、茎基宽，生化指标有脯氨酸含量、丙二醛（MDA）含量。每处理取10株幼苗测量幼苗生长性状指标，每处理取6张幼苗叶片，测量幼苗生化指标。茎长、根长用直尺测定；鲜重用天平称重；茎基宽采用数显卡尺（美耐特公司制造）测量；脯氨酸含量采用磺基水杨酸法测定；丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法测定。

1.4 数据处理方法 采用Excel 2010进行数据统计与绘画；采用SPSS 22.0软件进行显著性分析；采用最小显著极差法（LSD）进行差异显著性检验（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 微/纳气泡水对盐胁迫下水稻幼苗性状的影响

2.1.1 对水稻品种9311幼苗性状的影响。

从表1可以看出，T2处理的根长、茎鲜重、茎基宽显著小于T1处理，分别减少24.87%、12.20%和12.50%。T1和T2处理间的茎长、根鲜重、叶片数没有显著差异，说明在无盐胁迫下，微/纳米气泡水增氧显著抑制9311幼苗根的伸长和茎的生长。

从表1可以看出，T3处理的根长、茎鲜重、茎基宽显著小于T1处理，分别减少18.56%、42.68%和17.65%。T1和T3处理间茎长、根鲜重、叶片数没有显著差异。这说明盐胁迫下，9311幼苗的根长、茎鲜重和茎基宽显著减小。

T4处理的根长、茎鲜重、根鲜重显著小于T3处理，分别减少45.16%、46.81%和38.64%。T3和T4处理间的茎长、叶片数、茎基宽没有显著差异。这说明盐胁迫下，微/纳米气泡水增氧使9311幼苗的根长、茎鲜重和根鲜重显著减小。

2.1.2 对水稻品种JX99幼苗性状的影响。

从表2可以看出，T2处理的根长、叶片数显著大于T1处理，分别增加31.76%、21.88%。T1和T2处理间茎长、根鲜重、茎鲜重、茎基宽间没有显著差异，说明无盐胁迫下，微/纳米气泡水增氧使JX99幼苗（幼苗）的根长、叶片数显著增大。

T3处理的根长显著小于T1处理，减小10.94%。T1和T3处理间茎鲜重、根鲜重、叶片数、茎基宽没有显著差异，说明盐胁迫下，JX99幼苗的根长显著减小。