不同濃度GGR6對榆葉梅生長的影響

魏亞娟，左小鋒，汪季*，高永，劉宗奇，黨曉宏

(1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 沙漠治理學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018； 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 水土保持研究所，陜西 楊凌 712100)

榆葉梅(Prunustriloba)，又名小桃紅，為落葉灌木或小喬木，屬薔薇科桃屬。其為溫帶樹種，耐寒、耐旱、不耐澇，喜光，對土壤的要求不嚴(yán)；原產(chǎn)我國江蘇、河北、山東、山西及浙江等地，是我國北方地區(qū)園林、庭院中常見的一種觀賞樹種。國內(nèi)學(xué)者對榆葉梅的研究較少，大多集中在榆葉梅的整形修剪技術(shù)[1]、繁殖技術(shù)[2-4]、滯塵能力[5-8]、水分利用效率[9]、抗寒性[10-11]等方面。而植物生長調(diào)節(jié)劑對榆葉梅生長特性、葉綠素含量、葉綠素?zé)晒馓匦苑矫娴挠绊戸r有報(bào)道。

GGR6是一種生根粉，具有加速植物新陳代謝、提高酶活性和促進(jìn)細(xì)胞分裂的作用，可顯著提高作物產(chǎn)量和抗逆能力。為探索GGR6對榆葉梅生長的影響，以1 a生榆葉梅幼苗為研究對象，用不同濃度GGR6溶液對榆葉梅幼苗進(jìn)行蘸根處理，測定榆葉梅葉片的葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)和生長指標(biāo)，尋找較為適宜的GGR6處理濃度，為榆葉梅的栽培壯苗技術(shù)提供科學(xué)指導(dǎo)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)在內(nèi)蒙古烏審旗無定河鎮(zhèn)國營納林河林場的簡易溫室大棚內(nèi)進(jìn)行。該地區(qū)屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，全年降水稀少，降雨大多集中于7—9月，占全年降雨量的71%。該區(qū)域日照充足，最高氣溫出現(xiàn)在7月，為22 ℃，最低氣溫出現(xiàn)在1月，為-9.5 ℃。年平均溫度為8 ℃。

為保證實(shí)驗(yàn)條件一致，試驗(yàn)土壤為采自當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)沙土。1 a生榆葉梅幼苗購買于當(dāng)?shù)亓謭?，GGR6由北京艾比蒂生物科技有限公司提供。

1.2 方法

2014年春季，選取長勢良好、均一的榆葉梅幼苗分別栽植于高26 cm、上口徑24 cm、地徑18 cm的花盆內(nèi)，每個(gè)花盆移栽1株，進(jìn)行正常的水肥管理。試驗(yàn)共設(shè)置5個(gè)濃度梯度，分別為0、50、100、150、200 mg·L-1，分別用CK、G50、G100、G150、G200表示，CK作為空白對照。每個(gè)梯度設(shè)置10個(gè)重復(fù)，共50株。5月初進(jìn)行灌根處理，每個(gè)處理使用藥劑量為300 mL。7月上旬，每個(gè)處理隨機(jī)選取5株，進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測定。

葉綠素含量測定。采用80%丙酮浸提法提取榆葉梅葉片的葉綠素，利用紫外線分光光度計(jì)測定葉綠素含量(mg·g-1)。

葉綠素?zé)晒庵笜?biāo)的測定。于天氣晴朗的上午8：00—11：00，利用PMA 2500葉綠素?zé)晒鈨x測定榆葉梅幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)，包括電子傳遞效率(photosynthetic electron transport rate，ETR)、光化學(xué)猝滅(photochemical quenching，qP)、實(shí)際光化學(xué)量子效率(actual photochemical efficiency of PSⅡ in the light，ΦPSⅡ)、非光化學(xué)猝滅(non-photochemical quenching，qN)。最大光化學(xué)效率(optimal/maximal photochemical efficiency of PSⅡin the dark，F(xiàn)v/Fm)

Fv/Fm=(Fm-F0)/Fm。

式中：Fv(variable fluorescence)為可變熒光；F0(minimal fluorescence)為固定熒光；Fm(maximal fluorescence)為最大熒光產(chǎn)量。

生長指標(biāo)的測定。于7月上旬，利用直尺、游標(biāo)卡尺分別測量長勢均勻的榆葉梅幼苗株高、基徑。每個(gè)處理各測定3株，取平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel 2007分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，采用SPSS 20.0的單因素分析法(one-way ANOVA)比較不同處理組間的差異，并應(yīng)用相關(guān)分析法和隸屬函數(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行擇優(yōu)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對榆葉梅葉綠素含量的影響

植物中的葉綠素含量是衡量植物葉片光合作用的重要指標(biāo)，與植物生長狀況密切相關(guān)[12]。從圖1可以看出，隨著GGR6濃度的增大，榆葉梅葉片中葉綠素a、葉綠素總量均呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，且均高于對照組，而葉綠素b幾乎沒有變化。當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，葉綠素a和葉綠素總量均顯著高于其他處理，葉綠素a、葉綠素b、葉綠素總量均達(dá)到最大值，分別為6.36、2.03、8.39 mg·g-1，比對照組分別增加了47.1%、4.4%、33.9%。對照組與各處理組的葉綠素b含量差異不顯著。說明GGR6能夠提高榆葉梅葉片的葉綠素a含量，且在濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)葉綠素含量最高。

圖1 GGR6對榆葉梅葉片葉綠素含量的影響

2.2 對榆葉梅葉綠素?zé)晒馓匦缘挠绊?/h3>

2.2.1 葉片ETR、ΦPSⅡ

從圖2可以看出，隨著GGR6濃度的增大，ETR、ΦPSⅡ呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。ETR的變化趨勢較為平緩，ΦPSⅡ的波動(dòng)范圍較大。當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，ETR、ΦPSⅡ均達(dá)到最大值，分別為86.3、0.71，分別比對照組增加了78.5%、330.0%(P<0.05)，表明GGR6能顯著促進(jìn)榆葉梅葉片的光合電子傳遞速率。

圖2 GGR6對榆葉梅葉片ETR、ΦPSⅡ的影響

2.2.2 葉片qP、qN

由圖3可知，隨著GGR6濃度的增大，qP呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。各處理組的qP顯著高于對照組；當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，qP最大，達(dá)0.85；G100與G150組qP差異不顯著。qN的變化趨勢與qP的變化趨勢基本相反，隨著GGR6濃度的增大，qN呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。對照組與G50、G200組差異不顯著，與G100、G150差異顯著。對照組qN最高，達(dá)0.83；當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，qN達(dá)到最低值，為0.45。

圖3 GGR6對榆葉梅葉片qP、qN的影響

2.2.3Fv/Fm

從圖4可以看出，隨著GGR6濃度的增大，F(xiàn)v/Fm呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，F(xiàn)v/Fm最大，顯著高于其他組；其他各組間差異不顯著。說明GGR6對榆葉梅葉片F(xiàn)v/Fm的促進(jìn)作用不明顯。

圖4 GGR6對榆葉梅葉片F(xiàn)v/Fm的影響

2.3 對榆葉梅生長指標(biāo)的影響

2.3.1 株高

幼苗株高是植物生長狀況的直觀表現(xiàn)，在判定植物生長狀況的過程中，株高是一項(xiàng)重要的評價(jià)指標(biāo)。從圖5可以看出，隨著GGR6濃度的增大，榆葉梅株高呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，植株最高，顯著高于其他組；其他各組間差異不顯著。說明GGR6對榆葉梅株高有促進(jìn)作用，GGR6濃度為100 mg·L-1時(shí)，對榆葉梅株高促進(jìn)作用最明顯。

2.3.2 基徑

從圖6可以看出，榆葉梅基徑增長量的變化趨勢與株高的變化趨勢一致，隨著GGR6濃度的增大，榆葉梅的基徑增長量呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，其趨勢線變化比較平緩，各組間差異不顯著。當(dāng)GGR6濃度達(dá)到100 mg·L-1時(shí)，基徑增長量最大，為4.82 mm。

圖5 GGR6對榆葉梅株高的影響

圖6 GGR6處理對榆葉梅基徑的影響

2.4 榆葉梅葉綠素含量與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性

從表1可以看出，葉綠素a和葉綠素總量分別與ETR、ΦPSⅡ、qP、Fv/Fm、株高存在極顯著正相關(guān)關(guān)系，與qN存在極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，與葉綠素b、基徑的相關(guān)性不顯著。說明葉綠素為榆葉梅幼苗進(jìn)行光合作用奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)，光合作用為榆葉梅幼苗生長提供了物質(zhì)來源。

表1 榆葉梅幼苗測定指標(biāo)的相關(guān)性

注：Chl a表示葉綠素a；Chl b表示葉綠素b；Chl(a+b)表示葉綠素總量。**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)；*表示顯著相關(guān)(P<0.05)。表2同。

2.5 對榆葉梅葉綠素含量與葉綠素?zé)晒鈪?shù)進(jìn)行回歸分析

相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，基徑增長量和葉綠素b與其他各指標(biāo)幾乎不存在相關(guān)性，從而篩選出葉綠素a、葉綠素總量、ETR、ΦPSⅡ、qP、qN、Fv/Fm、株高共8個(gè)指標(biāo)。通過這8個(gè)指標(biāo)在不同濃度GGR6下的綜合影響，篩選出榆葉梅生長發(fā)育的最適GGR6濃度。具體評價(jià)方法是：將各指標(biāo)的隸屬函數(shù)值求和后，再求平均值，對最終的均值進(jìn)行排序，序號(hào)越小，說明所對應(yīng)的GGR6處理越好，反之亦然。各指標(biāo)隸屬函數(shù)值按以下公式計(jì)算。

若指標(biāo)與濃度呈正相關(guān)，則X(U)=(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

若指標(biāo)與濃度呈負(fù)相關(guān)，則X(U)=1-(X-Xmin)/(Xmax-Xmin)。

式中：X為指標(biāo)的平均值；Xmax和Xmin分別指測定值的最大值和最小值。

根據(jù)隸屬函數(shù)分析得出：G100>G150>G200>G50>CK(表2)。表明100 mg·L-1GGR6對榆葉梅生長的促進(jìn)作用最明顯，其他濃度對榆葉梅生長的促進(jìn)作用稍弱。

表2 不同濃度GGR6處理下榆葉梅幼苗各指標(biāo)綜合評定結(jié)果

3 小結(jié)

GGR6作為一種新型的植物生長調(diào)節(jié)劑，可以促進(jìn)植物新陳代謝、植物根系生長和根系活力[13]，提高植物成活率和植物可溶性含糖量[14]，廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物、花卉、蔬菜等生產(chǎn)。合理使用GGR6有助于提高植物的光合作用，達(dá)到壯苗的效果，有利于植物更好地適應(yīng)惡劣環(huán)境。榆葉梅葉綠素含量、葉綠素?zé)晒鈪?shù)和生長指標(biāo)的相關(guān)性分析和隸屬函數(shù)分析結(jié)果表明，GGR6濃度為100 mg·L-1時(shí)，對榆葉梅的壯苗效果最好。

3.1 GGR6對榆葉梅葉綠素含量的影響

榆葉梅葉綠素含量的高低直接影響其光合作用能力[15]。GGR6溶液有利于提高榆葉梅葉片的葉綠素含量，使其葉片顏色進(jìn)一步加深。本研究結(jié)果表明，葉綠素a和葉綠素總量與葉綠素?zé)晒鈪?shù)呈現(xiàn)極顯著相關(guān)關(guān)系，葉綠素b與葉綠素?zé)晒鈪?shù)的相關(guān)性不顯著。這與李源等[16]對太陽扇葉片研究的結(jié)果不同，其原因有待于進(jìn)一步研究。不同濃度GGR6處理后，榆葉梅葉綠素a、葉綠素總量均顯著高于對照組。GGR6濃度為100 mg·L-1時(shí)，處理效果最佳。GGR6對榆葉梅幼苗進(jìn)行灌根處理，可增進(jìn)榆葉梅幼苗葉片的葉綠素含量，有利于榆葉梅幼苗進(jìn)行光合作用，可以獲得更高的光合效率，積累更多的有機(jī)物質(zhì)，從而增強(qiáng)了榆葉梅幼苗的光合同化能力。

3.2 GGR6對榆葉梅幼苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

葉綠素?zé)晒鈪?shù)已經(jīng)成為植物光合作用與環(huán)境關(guān)系的內(nèi)在探針，植物葉綠素?zé)晒鈪?shù)可反映植物光合作用的強(qiáng)弱[17]。本研究表明，榆葉梅葉綠素?zé)晒鈪?shù)之間存在相關(guān)性，各參數(shù)之間相互影響，這與高天鵬等[18]對馬鈴薯的研究結(jié)果相似。適宜濃度(50、100 mg·L-1)GGR6溶液灌根處理使榆葉梅葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)顯著提高，100 mg·L-1的GGR6處理效果最佳，ETR、 ΦPSⅡ、qP、Fv/Fm分別較對照組提高了78.5%、330.0%、198.9%和5.0%，qN較對照組降低了46.0%。這說明100 mg·L-1GGR6處理榆葉梅幼苗，其葉片PSⅡ反應(yīng)中心的開放程度最大，有利于增強(qiáng)葉片實(shí)際光化學(xué)效率，加快光合產(chǎn)物產(chǎn)生的速度，激發(fā)榆葉梅光合活性，葉片耗散的光能最少，使更多的光能參與榆葉梅的光合作用，增加榆葉梅的光能利用率。這與曹剛等[19]對黃瓜的研究結(jié)果相似。

3.3 GGR6對榆葉梅幼苗生長指標(biāo)的影響

榆葉梅幼苗株高和基徑的增加進(jìn)一步驗(yàn)證了GGR6溶液能夠促進(jìn)榆葉梅幼苗的生長。榆葉梅葉綠素含量與株高呈正相關(guān)，與基徑的相關(guān)性不顯著?？赡茉蚴荊GR6可以誘導(dǎo)榆葉梅內(nèi)源激素的合成，促進(jìn)細(xì)胞分裂素的合成，進(jìn)而促進(jìn)榆葉梅細(xì)胞的分裂，使基徑增粗，該結(jié)果與張金榮等[20]對華北落葉松的研究結(jié)果相似。100 mg·L-1GGR6溶液對株高和基徑的促進(jìn)效果最佳，株高和基徑較對照組分別增加了66.0%和51.6%。