二甲双胍作为新型叶面生物刺激剂提升花生(Arachis hypogaea L.)在干旱胁迫下的生长与产量研究

为解决干旱胁迫对花生生长和产量的负面影响，研究人员开展了一项关于二甲双胍(Metformin)、赤霉酸(GA3)和吲哚-3-乙酸(IAA)作为叶面生物刺激剂的研究。结果表明，7.5 mg L-1的二甲双胍在80%灌溉条件下显著提高了花生植株的生长参数、产量和水利用效率(WUE)，同时增强了光合色素含量和营养吸收。该研究为干旱地区花生种植提供了一种可持续的节水增产策略，具有重要的农业应用价值。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，干旱胁迫已成为制约农业生产的主要因素之一。花生(Arachis hypogaea L.)作为一种重要的油料作物，其生长和产量对水分条件极为敏感。干旱不仅会降低花生的光合效率，还会影响其营养吸收和最终产量。尤其是在埃及等水资源匮乏的地区，如何通过有效的农业管理措施提高花生的抗旱性和产量，成为亟待解决的问题。

为了解决这一问题，埃及农业研究中心(Agriculture Research Center, Giza, Egypt)的研究人员Marwa A. Qotb及其团队开展了一项创新性研究，探讨了二甲双胍(Metformin)作为一种新型叶面生物刺激剂在干旱胁迫下对花生生长和产量的影响。研究结果发表在《BMC Plant Biology》上，为干旱地区的花生种植提供了科学依据和技术支持。

研究人员通过为期两年的田间试验，采用分区分组设计，设置了三种灌溉水平（100%、80%和60%的推荐灌溉量）和四种叶面处理（对照组、二甲双胍、赤霉酸(GA₃)和吲哚-3-乙酸(IAA)），浓度分别为5.0、7.5和10.0 mg L^-1。试验过程中，研究人员测量了植株的生长参数（如株高、分枝数）、产量指标（如鲜重、干重、种子产量）、水利用效率(WUE)、光合色素含量（叶绿素和类胡萝卜素）以及营养元素（氮、磷、钾和微量元素）的吸收情况。

研究结果显示，在80%灌溉条件下，7.5 mg L^-1的二甲双胍处理显著提高了花生的生长和产量。具体表现为：株高达到76.9 cm，分枝数为17.7个/株，鲜重和干重分别为2928.5 kg acre^-1和329.1 kg acre^-1，种子总产量达到1593.9 kg acre^-1。此外，水利用效率(WUE)提高了50.8%，叶绿素和类胡萝卜素含量也显著增加，表明二甲双胍通过增强光合作用效率缓解了干旱胁迫的负面影响。

在营养吸收方面，二甲双胍处理的花生植株表现出更高的氮、磷、钾和微量元素（如铁、锰、锌）含量。尤其是在80%灌溉条件下，7.5 mg L^-1的二甲双胍处理显著提高了种子中的氮含量（5.91%），进一步证实了其在促进营养吸收方面的作用。

研究还发现，二甲双胍通过调节活性氧(ROS)稳态和线粒体功能，增强了花生的抗旱性。其作用机制可能包括：提高抗氧化酶活性、稳定叶绿素合成、优化水分利用效率。相比之下，赤霉酸(GA₃)和吲哚-3-乙酸(IAA)虽然也有一定的促进作用，但效果不及二甲双胍。

在种子品质方面，二甲双胍处理显著提高了花生的含油量、碘值和油酸含量。例如，在80%灌溉条件下，7.5 mg L^-1的二甲双胍处理使种子含油量达到36.96%，碘值为80.38 mg 100 kg^-1，油酸含量为84.92 mg 100 kg^-1，显著优于其他处理组。

综上所述，这项研究首次证实了二甲双胍作为一种叶面生物刺激剂在花生抗旱栽培中的潜力。其不仅能够显著提高花生的生长和产量，还能优化水利用效率和种子品质，为干旱地区的可持续农业提供了新的解决方案。未来研究可以进一步探索二甲双胍在其他作物中的应用，并深入解析其分子作用机制。