乳酸菌對梔子生長和生理指標(biāo)的影響

鄭茗月 李海梅 李彥華 趙金山 劉華偉

摘要：乳酸菌作為有益微生物肥料的一種，對植物生長和品質(zhì)具有一定的促進(jìn)作用。以梔子為試驗(yàn)材料，采用4種不同濃度的乳酸菌進(jìn)行處理。結(jié)果表明，施用乳酸菌制劑能促進(jìn)梔子生長，5月29日，在1 ∶500濃度處理下，其株高、冠幅、最大葉面積分別較對照提高11.4%、13.6%、54.5%;6月2日該濃度下梔子葉綠素含量、可溶性糖含量較CK組提高了12.9%、34.7%，超氧化物歧化酶（SOD）活性增加21.3%，丙二醛（MDA）含量降低了31.9%。綜合所有指標(biāo)來看，乳酸菌對梔子生長生理的促進(jìn)作用總體表現(xiàn)依次為1 ∶500處理>1 ∶300處理>1 ∶900處理>1 ∶700處理，本研究結(jié)果可為乳酸菌在觀賞植物方面的應(yīng)用提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：乳酸菌;梔子;生長;生理

中圖分類號： S685.990.1 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2019）16-0159-04

收稿日期：2018-07-22

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金（編號：31100512）;青島農(nóng)業(yè)大學(xué)博士基金（編號：6631116005）;青島市創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項(xiàng)目及城陽區(qū)創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項(xiàng)目。

作者簡介：鄭茗月（1994—），女，山東滕州人，碩士研究生，研究方向?yàn)槌鞘猩鷳B(tài)學(xué)。

通信作者，李彥華，博士，講師，研究方向?yàn)閳@林生態(tài)學(xué)。

梔子（Gardenia jasminoides）作為一種常綠的庭院重要觀賞栽培植物[1]，在園林綠化中占有重要的地位。因其為常綠灌木，所以生長較為緩慢。近年來，對梔子的研究主要集中在藥用價(jià)值和化學(xué)成分方面，此外對梔子頭香及梔子精油的研究也有著重要的現(xiàn)實(shí)意義[2-3]。為了促進(jìn)梔子的生長，人們常使用化學(xué)肥料來加快其生長速度，但長時(shí)間使用化學(xué)肥料會(huì)對環(huán)境和土壤造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)污染、硬化、板結(jié)等諸多問題，生態(tài)環(huán)境不斷惡化。微生物肥料對土壤的改良具有重要作用，能促進(jìn)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，對促進(jìn)綠色和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

乳酸菌制劑作為一種微生態(tài)制劑，其本身與代謝產(chǎn)物在促進(jìn)植物生長、提升植物品質(zhì)、改良土壤、抑制病蟲害等方面發(fā)揮了重要的作用。葛均青等研究發(fā)現(xiàn)，微生物肥料能夠調(diào)節(jié)植物的營養(yǎng)環(huán)境，產(chǎn)生生理活性物質(zhì)，對土壤中的養(yǎng)分能起到活化作用，促進(jìn)植物的生長發(fā)育[4]。楊芳芳研究結(jié)果表明，油茶在施用微生物菌肥后葉綠素、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量顯著提高，并且土壤中養(yǎng)分的含量也有所增加[5]。邵秀麗研究發(fā)現(xiàn)，施用混合乳酸菌與有機(jī)肥料可以促進(jìn)大蒜植株的生長，提高大蒜的產(chǎn)量及品質(zhì)性狀[6]。周游等研究發(fā)現(xiàn)，施用1 ∶500的乳酸菌制劑對茶樹的生長及茶葉品質(zhì)的影響最為顯著[7]。冀宇婷等發(fā)現(xiàn)，小麥葉面噴施乳酸菌稀釋液之后，分蘗及穗長顯著增加[8]。

關(guān)于乳酸菌制劑施用于觀賞植物方面的研究鮮有報(bào)道，本試驗(yàn)研究不同濃度乳酸菌制劑對梔子生長和生理指標(biāo)的影響，探討乳酸菌制劑對梔子施用的最適濃度，以期為乳酸菌在觀賞植物方面的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

以山東省青島市青州苗木基地提供的長勢一致的梔子幼苗為試驗(yàn)材料。試驗(yàn)于2018年4月初在青島農(nóng)業(yè)大學(xué)科技樓進(jìn)行，選擇直徑為15 cm、高為10 cm的塑料盆作為梔子的最終定植容器;選用園土：泥炭（體積比）為3 ∶1作試驗(yàn)土壤;使其栽培環(huán)境一致。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)以盆栽方式進(jìn)行，設(shè)置肥水比（體積比）為1 ∶300、1 ∶500、1 ∶700、1 ∶900 4個(gè)濃度梯度乳酸菌制劑處理，并設(shè)置空白對照（CK），在梔子根部施加不同濃度的乳酸菌制劑，從每個(gè)濃度處理的梔子中隨機(jī)選取20盆，并將其進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組排列。在試驗(yàn)過程中每次每盆施加100 mL乳酸菌制劑，空白對照中施加100 mL水，每隔3 d于上午施用。保證各個(gè)濃度處理下的梔子其他條件穩(wěn)定一致。在4月23日至6月2日時(shí)間段內(nèi)，分別每隔8 d和 9 d 對梔子的生長指標(biāo)及生理指標(biāo)進(jìn)行測量，每處理3次重復(fù)。

1.3 研究方法

1.3.1 梔子生長指標(biāo)的測定

乳酸菌制劑對梔子生長的影響表現(xiàn)在株高、冠幅、最大葉面積等生長指標(biāo)上。使用鋼尺測量不同處理下梔子的株高、冠幅;S-102P活體葉面積儀測量其最大葉面積。

1.3.2 梔子生理指標(biāo)的測定

用乙醇-丙酮浸泡法測定葉片葉綠素含量[9];用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[10];用硫代巴比妥酸法測定丙二醛（MDA）含量;用氮藍(lán)四唑法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性;用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）活性[11]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用Excel和SPSS進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，并且使用Duncans新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳酸菌對梔子生長指標(biāo)的影響

2.1.1 株高

不同濃度乳酸菌處理下梔子的株高不同，從圖1可以看出，在乳酸菌制劑施加初期，試驗(yàn)組和對照組無顯著差異。5月11日，試驗(yàn)組與對照組的梔子株高出現(xiàn)明顯差異，1 ∶500處理的株高增長幅度最大，比對照組增加了136%;1 ∶300處理次之，較對照組提高了10.9%，1 ∶900處理株高增長幅度最小，較對照組提高了6.8%。梔子株高平均值表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶300處理>1 ∶700處理>1 ∶900 處理>CK。

2.1.2 冠幅

不同濃度乳酸菌制劑處理下梔子的冠幅不同，從圖2可以看出，除4月23日外，經(jīng)乳酸菌制劑處理后梔子的冠幅均高于CK，5月2日，1 ∶300處理的梔子冠幅最大，達(dá)到了 11.38 cm，較對照組增加了15.5%。隨著乳酸菌澆施時(shí)間的推移，5月29日1 ∶500處理的梔子冠幅達(dá)到最大值1266 cm，較對照組增加了13.6%。根據(jù)不同測量時(shí)期冠幅的平均值可知，不同濃度乳酸菌制劑對梔子冠幅的影響總體表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶300 處理>1 ∶900處理>1 ∶700處理。

2.1.3 最大葉面積

在不同濃度乳酸菌制劑處理下，梔子最大葉面積變化不同，從圖3可以看出，4月23日，1 ∶500處理與其他組均存在顯著差異，最大葉面積達(dá)到11.42 cm2，較CK組提高了42.5%，且在之后每次測量時(shí)均為最高。5月11日1 ∶500處理?xiàng)d子優(yōu)勢明顯，其次為1 ∶300處理，最小為 1 ∶700 處理，為10.18 cm2，較對照組提高16.1%。5月29日，1 ∶500 處理最大葉面積達(dá)到最大值，較CK、1 ∶300處理、1 ∶700 處理分別提高54.6%、13.4%、25.8%、12.8%。梔子最大葉面積平均值表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶300處理>1 ∶900 處理>1 ∶700處理>CK。

2.2 乳酸菌對梔子生理指標(biāo)的影響

2.2.1 葉綠素含量

植物葉片中葉綠素含量的變化能夠反映該植物的營養(yǎng)狀況。對梔子施加不同濃度的乳酸菌制劑后，梔子葉片中葉綠素含量會(huì)表現(xiàn)出不同的變化。從圖4可以看出，5月3日，梔子葉綠素含量大小為1 ∶300處理最高，達(dá)9.11 mg/g，較對照組提高了7.6%。5月13日，1 ∶500、1 ∶700 處理與CK差異顯著，比對照分別增加了 10.9%、67%。6月2日，1 ∶500處理組葉綠素含量最高，達(dá) 11.48 mg/g，較CK組增加了12.9%。綜合看來，不同濃度乳酸菌制劑對梔子中的葉綠素含量均有一定的促進(jìn)作用，平均表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶300處理>1 ∶700處理>CK>1 ∶900 處理，可能是因?yàn)槿樗峋鷮ι睾铣删哂写龠M(jìn)作用。

2.2.2 可溶性糖含量

從圖5可以看出，5月3日，各試驗(yàn)組梔子可溶性糖含量存在明顯差異，1 ∶500處理較CK提高19.9%，而1 ∶700處理較CK降低了11.5%。6月2日，各試驗(yàn)組均比對照組梔子中可溶性糖含量高，其中濃度為1 ∶500處理的梔子可溶性糖含量始終處于最高值，最終達(dá) 99.55 μg/g，較對照組提升了34.7%。結(jié)果表明，4個(gè)不同濃度處理下的梔子可溶性糖含量總體隨時(shí)間的推移而升高，根據(jù)不同測量時(shí)期可溶性糖含量的平均值可知，不同濃度乳酸菌制劑對梔子可溶性糖含量的影響總體表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶900處理>1 ∶700 處理>1 ∶300處理。

2.2.3 SOD活性

植物體內(nèi)超氧化物歧化酶是一種清除超氧離子自由基的酶，其活性高低能在一定程度上反映植物體衰老與死亡程度。因此，測定梔子體內(nèi)SOD的活性能夠在一定程度上了解梔子某一時(shí)期的生長情況。在不同濃度乳酸菌制劑處理下，梔子體內(nèi)SOD活性會(huì)有不同的變化。從圖6可以看出，5月3日，1 ∶700處理下的梔子體內(nèi)SOD活性與CK差異顯著，CK最高，達(dá)到了0.017 U/g，其他試驗(yàn)組SOD活性差異不顯著。隨著乳酸菌澆施時(shí)間的延長，除CK外，其他試驗(yàn)組SOD活性總體上升，不同處理下梔子中SOD活性平均值表現(xiàn)為CK>1 ∶500處理>1 ∶300 處理>1 ∶900處理>1 ∶700 處理。

2.2.4 POD活性

植物體內(nèi)的過氧化物酶是一種與呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等有關(guān)的酶。因此，POD活性能反映植物體內(nèi)某一時(shí)期有機(jī)物代謝的變化。在不同濃度乳酸菌制劑處理下，梔子葉片內(nèi)POD的活性不同。從圖7可以看出，5月3日，1 ∶300處理、1 ∶500處理、1 ∶700處理之間POD活性差異不顯著。6月2日， 不同試驗(yàn)組梔子中POD的活性均升高，1 ∶700處理?xiàng)d子中POD活性較5月3日提升最高，較5月3日提升了70.9%。

2.2.5 丙二醛含量

植物體內(nèi)丙二醛含量能夠反映細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度，當(dāng)植物體內(nèi)丙二醛含量高時(shí)，其細(xì)胞膜質(zhì)過氧化程度高，細(xì)胞膜受到的傷害嚴(yán)重[12]。因此，梔子體內(nèi)丙二醛含量能夠體現(xiàn)其細(xì)胞膜受傷害的程度。在對梔子施加不同濃度的乳酸菌制劑之后，梔子葉片中MDA含量會(huì)表現(xiàn)出不同的變化。從圖8可以看出，5月13日，各濃度乳酸菌制劑處理下的梔子葉片內(nèi)MDA含量差異不大，表明該時(shí)期不同濃度下梔子細(xì)胞膜受傷害程度差異不大，生長狀態(tài)較為一致。5月23日，1 ∶300處理的MDA含量最低，為 0.022 μmol/g，較對照降低了45.0%。6月2日，1 ∶500處理較其他組丙二醛含量低，為0.029 μmol/g，較對照降低了31.9%。說明施用濃度為1 ∶500乳酸菌制劑的梔子抗性較好。梔子丙二醛含量平均值總體表現(xiàn)為CK>1 ∶900處理>1 ∶700處理>1 ∶300 處理>1 ∶500處理。

3 討論與結(jié)論

研究結(jié)果表明，在梔子生長初期，施加濃度為1 ∶300的乳酸菌制劑在促進(jìn)梔子株高、冠幅的增長效果方面更明顯，而在梔子生長后期，施加濃度為1 ∶500的乳酸菌制劑對梔子的促進(jìn)效果最佳?？赡苁怯刹煌瑫r(shí)期梔子對養(yǎng)分的吸收、分配及利用程度不同所致。

不同濃度梯度乳酸菌制劑處理下的梔子生長、生理指標(biāo)變化趨勢幅度不同，其中1 ∶500處理下梔子葉綠素含量、可溶性糖含量、SOD活性等生理指標(biāo)數(shù)據(jù)隨時(shí)間的增加幅度明顯。表明施加乳酸菌制劑可以促進(jìn)梔子生理指標(biāo)的增加。關(guān)于梔子葉片內(nèi)POD、SOD活性逐漸升高，MDA含量先降低后增加的現(xiàn)象，可能是由植物生長較快而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)活性氧增多所致?；钚匝蹙哂泻軓?qiáng)的氧化能力，不僅對不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、核酸等生物分子具有較大的破壞作用，還可以引起酶失活、色素脫色、蛋白降解和脂質(zhì)過氧化反應(yīng)等[13]。植物為了更好的生長，體內(nèi)活性氧消除系統(tǒng)中的SOD、POD活性會(huì)上升，以維持植物的正常生長。尚宏芹等研究發(fā)現(xiàn)，在外源NO的處理下，辣椒幼苗SOD、POD活性分別增加34.1%、544%;MDA含量先減少后增加，最終降低26.0%～284%[14]，本研究結(jié)果與之大體一致。

在將乳酸菌制劑投入實(shí)際生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)中要因不同目的制定不同的乳酸菌制劑施加方案。本試驗(yàn)結(jié)果表明，梔子在施加乳酸菌制劑之后生長指標(biāo)和可溶性糖含量都有所提高，并且不同濃度對不同時(shí)期梔子的影響也有所不同。因此，為使梔子具備最佳的觀賞價(jià)值，可在其生長前期施用1 ∶300濃度的乳酸菌制劑，而經(jīng)過一段時(shí)間之后更換濃度為1 ∶500或 1 ∶700 的乳酸菌制劑，進(jìn)而在后期達(dá)到最佳處理效果。此外，可針對不同的植物，篩選出抗性強(qiáng)、適合植物生長的優(yōu)異菌株，拓展乳酸菌的應(yīng)用領(lǐng)域。乳酸菌制劑對其他植物的影響還有待進(jìn)一步研究。

在施加乳酸菌制劑之后，5月29日梔子的株高、冠幅、最大葉面積均較CK明顯增加。表明乳酸菌制劑對梔子生長起到了一定的促進(jìn)作用。同時(shí)，將不同濃度梯度下的乳酸菌制劑施加于梔子后，5月23日，1 ∶500處理下梔子葉片中的葉綠素含量、可溶性糖含量會(huì)有所增加，同時(shí)SOD活性提高，MDA含量降低。表明乳酸菌制劑對梔子的生理指標(biāo)有促進(jìn)作用，能夠提高梔子的代謝能力，延緩其衰老，同時(shí)可以提高梔子對不良環(huán)境壓力的抗性，提高梔子的觀賞價(jià)值。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，濃度為1 ∶500的乳酸菌制劑對梔子提質(zhì)增產(chǎn)的效果最優(yōu)。5月29日，在該濃度處理下，其株高、冠幅和最大葉面積分別較對照提高11.4%、 13.6%、 54.5%;6月2日，該濃度下梔子中葉綠素含量、可溶性糖的含量較CK提高了12.9%、35.1%，SOD活性增加21.3%，MDA含量降低了31.9%。施加不同濃度的乳酸菌制劑對梔子生長生理指標(biāo)的影響總體表現(xiàn)為1 ∶500處理>1 ∶300 處理>1 ∶700處理>1 ∶900處理。

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