油菜素內(nèi)酯對花椒幼苗生長和抗旱性影響

習世宏，褚 祥

（1．韓城市水土保持工作站，陜西 韓城715400；2．西北農(nóng)林科技大學 資源與環(huán)境學院，陜西 楊凌712100）

大紅袍花椒是韓城的名優(yōu)特產(chǎn)，距今已有上千年的栽植歷史，以優(yōu)良品質(zhì)聞名遐邇，成為陜西省韓城市農(nóng)村經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)和農(nóng)民收入的重要來源［1－2］。近年來，隨著花椒產(chǎn)業(yè)由規(guī)?；鸩竭~入市場化、品牌化、標準化、產(chǎn)業(yè)化的經(jīng)營軌道，栽培面積迅速增加，椒農(nóng)對優(yōu)質(zhì)壯苗的需求日益旺盛［2－3］。目前，花椒育苗仍然采用常規(guī)的播種育苗方法［1－4］，沒有針對栽培區(qū)氣候干旱的特點采用特別的育苗技術(shù)。

油菜素內(nèi)酯是由美國美國農(nóng)業(yè)部（USDA）農(nóng)業(yè)研究中心的科學家Mitchellc從油菜和赤揚的花粉中提取出的一種具有強生理活性的物質(zhì)，它的主要成分是油菜素內(nèi)脂（brassinolide簡稱BR）［5］。從生理效應(yīng)來看，BR可以提高促進植物生長，增加光合作用，提高植物在不良環(huán)境條件下的抗逆性［6－10］。幼苗噴施油菜素內(nèi)酯是一種有效的提高苗木的抗逆性的方法。已經(jīng)證明，油菜素內(nèi)酯能促進檸條［11］、紫穗槐［11］、側(cè)柏［12］種子發(fā)芽和下胚軸伸長，可以提高沙棘［5，14］、紫穗槐［14］、文冠果［15］和側(cè)柏［16］苗木的抗旱性，廣泛地應(yīng)用于蘋果［17－18］和核桃等經(jīng)濟林中［19－20］。從現(xiàn)有的研究來看，有關(guān)油菜素內(nèi)酯對花椒生理作用的研究未見報到。為此，本研究采用盆栽干旱模擬試驗，探討B(tài)R對花椒壯苗的形成和抗旱能力的影響，為BR在花椒育苗種的推廣和應(yīng)用提供理論依據(jù)

1 材料與方法

1．1 材料

花椒品種：韓城大紅袍，試驗材料為大小基本一致的1年生花椒實生幼苗，平均株高50．0cm，地徑為0．40cm。藥劑：油菜素內(nèi)酯（云南云大科技股份有限公司）?；ń穼嵣酌鐏碓从陧n城市花椒研究所育苗基地，年平均氣溫13．7℃，年平均水面蒸發(fā)量為1 790mm，年日照時數(shù)233．9 h，年太陽總幅射量121．2K·cal·cm－2，干旱指數(shù)2．25，土壤為褐土，pH 值7．4～8．2。

1．2 方法

試驗設(shè)計：采用單因素隨機區(qū)組法，用濃度為0．1、0．2、0．4mg·L－1的BR溶液中浸泡花椒苗根部10min，以清水為對照，方法：2013年3月1日將花椒苗栽植于花盆（30cm×30cm）中，每個花盆中裝過篩的園土10．0kg，土壤為普通園土，平均含水量13．20%，每個處理重復5次。將盆栽桶放于防雨棚下，保證晴天正常照光，雨天防雨。苗木栽植后充足澆水，使之正常萌芽成活。展葉期后每隔30d噴施4種濃度0．1、0．2、0．4 mg·L－1的BR溶液及清水。溶液噴施時將其噴于樹冠，直到葉片滴水為止。

至5月底開始用稱重法控制土壤含水量對照在適宜水分（17%～18%），其他控制在重度干旱（7%～8%）。每次控水達到含水量標準10d后在短時間內(nèi)完成各項指標測定，以便盡快進入下一個含水量標準。

1．3 指標測定

1．3．1 幼苗生長指標 取各處理的完整植株分別用自來水、蒸餾水沖洗干凈，濾紙吸干，分成地上部和地下部兩部分，稱重，即地上部鮮重和地下部鮮重。隨后將其放置105℃鼓風干燥箱中殺青15min后，80℃ 烘24h至恒重后稱重（即干重）。株高和植株莖粗分別用直尺和游標卡尺測定。

1．3．2 光合特性參數(shù)和葉綠素含量 用便攜式光合測定儀（LI－6400，LI－CORInc．，Lincoln，NE）測定葉片凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度和蒸騰速率；用葉綠素測定儀（SPDA－502型，日本美能達公司）測定上部葉片葉綠素含量（單位為SPDA）。

1．3．3 生理指標 超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）活性分別用氮藍四唑（NBT）光還原法、紫外吸收法和愈創(chuàng)木酚法測定［21］；細胞質(zhì)膜相對透性、游離脯氨酸含量和丙二醛含量分別用電解質(zhì)外滲量法、磺基水楊酸法和TBA（硫代巴比妥酸）法測定［21］。

1．4 數(shù)據(jù)處理

每個指標測定重復3次，取算術(shù)平均數(shù)，利用SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 BR對花椒幼苗生長的影響

2．1．1 對花椒幼苗質(zhì)量的影響 從表1可以看出，經(jīng)過BR處理的植株苗高、地徑、側(cè)根長度、根長、高徑比和莖根比等形態(tài)指標均高于未經(jīng)BR處理的對照幼苗，處理過的苗高為87．35～112．61cm，地徑0．74～1．16cm，主根長16．08～22．32cm，側(cè)根長14．14～21．32cm，高徑比101．71～136．65，徑根比1．85～2．21，都分別顯著高于對照（P＜0．05），說明苗木質(zhì)量指標有了大幅度的提高，噴施BR可以明顯地促進花椒幼苗的生長，可以提高苗木質(zhì)量。

另外，試驗發(fā)現(xiàn)，噴施不同濃度的BR其苗木生長存在一定的差異。方差分析結(jié)果表明，不同濃度處理幼苗的地徑、主根長度和高徑比等形態(tài)指標差異顯著，而苗高、側(cè)根長度、高徑比和莖根比等指標差異不顯著。與對照比較，0．2、0．4mg·L－1BR處理的幼苗其苗高、地徑、、主根長度和莖根比等形態(tài)指標并沒有明顯差異，也就是說，噴施0．2、0．4mg·L－1二種濃度的效果基本一致。0．1mg·L－1BR處理苗木的各項質(zhì)量指標都有明顯的增加，這可以說明，噴施0．1mg·L－1BR的效果最佳。

表1 BR對花椒幼苗形態(tài)性狀的影響

2．1．2 對花椒幼苗光合性狀和葉綠素含量的影響 從表2可知，BR均能有效地改善花椒幼苗的光合作用，提高葉綠素含量。用BR處理花椒幼苗后，其凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率分別為20．61 ～21．83、0．42～0．48、8．42～9．54mol·m－2·s－1，胞間CO2濃度和葉綠素含量分別為260．61～267．75μmol·mol－1和57．87～83．75 SPAD，除胞間CO2濃度外，其他指標均顯著高于對照（P＜0．05）。另外，不同濃度間的凈光合速率、氣孔導度、胞間CO2濃度差異不顯著，而騰速率和葉綠素含量則有顯著差異。說明噴施NR可以明顯提高花椒葉片的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度，增加葉綠素的含量，其中以0．1 mg·L－1BR濃度較合適。

表2 BR對花椒幼苗光合性狀和葉綠素含量的影響

2．2 BR抗干旱脅迫的生理效應(yīng)

2．2．1 對葉片質(zhì)膜相對透性的影響 膜系統(tǒng)通常被認為是水分脅迫傷害的最初和關(guān)鍵部位，在水分脅迫時植物細胞膜會受到不同程度的傷害，從而使細胞膜透性增加，可以根據(jù)質(zhì)膜相對透性來細胞膜受損傷的程度［22］。

從表3可看出，經(jīng)BR處理后，花椒苗的質(zhì)膜相對透性分別為15．6%、16．0%和17．4%，均低于與對照。方差分析表明，與對照相比差異極為顯著，質(zhì)膜相對透性比對照降低6．04%～20．74%。

表3 BR對花椒幼苗主要抗旱生理指標的影響

2．2．2 對葉片丙二醛（MDA）含量的影響 由表4可以看出，在受到干旱脅迫時，經(jīng)BR處理后的葉片 MDA含量的變化范圍0．015～0．021μmol·g－1，個處理顯著低于對照，且各濃度 NBR處理的MDA含量均與對照差異顯著，分別較對照降低了25．0%、39．3%和46．4%，其中0．2mg·L－1和0．4mg·L－1NBR 處理降低苗木 MDA含量的作用最為顯著。這些結(jié)果說明，水分脅迫條件下，NBR處理可顯著降低花椒苗木的 MDA含量，減少苗木體內(nèi)有毒物質(zhì)的積累，減輕土壤水分脅迫對苗木的傷害作用，從而提高苗木對土壤干旱環(huán)境的抵御能力，其中0．2mg·L－1和0．4mg·L－1NBR處理在水分脅迫條件下降低苗木MDA含量的作用最為顯著。

2．2．3 對葉片超氧化物岐化酶（SOD）活性的影響 花椒幼苗在受到干旱脅迫時，經(jīng)BR處理的葉片SOD活性比對照顯著增加，且各濃度間SOD活性差異顯著，說明BR處理均顯著提高了花椒苗木的SOD活性。從表3可以看出，經(jīng)BR處理的苗木SOD 活性在28．5～36．1mg－1·min－1變化，處理后SOD 活性比對照增加了45．5%～83．8%，其中 0．4mg·L－1NBR 處理提高苗木SOD活性的作用最為顯著。這說明NR處理可顯著提高經(jīng)干旱脅迫后的花椒幼苗葉片SOD活性。

2．2．4 對葉片過氧化物酶（POD）活性的影響花椒幼苗受到干旱脅迫時，BR處理的葉片POD活性比對照顯著升高，POD活性分別為72．3、90．7和142．1U·mg－1·min－1，而對照僅48．6 U·mg－1·min－1，說明BR處理顯著提高了苗木的POD活性。方差分析和多重比較結(jié)果表明，不同濃度 NBR處理中，均以0．4mg·L－1NBR的作用最為顯著，分別較對照增加了48．8%、86．6%和192．4%。這些結(jié)果表明，水分脅迫下NBR清除花椒苗木的POD氧自由基的能力較為明顯，并且以0．4mg·L－1處理的效果最為顯著。

2．2．5 對葉片游離脯氨酸（Pro）含量的影響由表3可以看出，用NBR處理花椒幼苗的脯氨酸含量分別為183．6、195．3和224．0μg·g－1。NBR處理顯著提高了苗木中脯氨酸的含量，較對照增加了42．5%～73．9%。方差分析結(jié)果表明，0．4mg·L－1NBR處理的脯氨酸含量與對照的差異最為顯著，可以說明NBR處理增強了苗木的滲透調(diào)節(jié)能力，提高了花椒干旱抵抗力，并且0．4mg·L－1NBR處理對花椒苗木脯氨酸含量的作用最為顯著。

3 結(jié)論

從實驗結(jié)果可以看出，噴施NBR后花椒苗木的苗高、地徑、側(cè)根長度、根長、和莖根比等生長指標顯著增加，苗木質(zhì)量有了大幅度的提高，說明天然油菜素內(nèi)酯（NBR）可以明顯地促進花椒幼苗的生長，可以提高苗木質(zhì)量，對花椒幼苗生長有一定的促進作用。

同時，天然油菜素內(nèi)酯對大扁杏的光合作用有明顯的影響，可以提高葉綠素含量，增加光合作用強度。噴施BR后花椒葉片的凈光合速率、氣孔導度和胞間CO2濃度和葉綠素的含量顯著增加。

另外，天然油菜素內(nèi)酯可明顯提高花椒苗木的的抗旱性。用0．1～0．4mg·L－1BR處理花椒苗木，在受到干旱脅迫時，花椒葉片的細胞膜透性和丙二醛含量降低，可以緩解苗木受到的傷害；苗木葉片的SOD活性、POD活性和脯氨酸含量與對照顯著差異。在干旱度脅迫下，噴施BR可以明顯提高花椒超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化物酶（POD）的活性和脯氨酸的含量，增加清除自由基的能力，減輕干旱脅迫對植株的危害。本試驗條件下，BR最適宜的噴施濃度分別是0．01mg·L－1。

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