N、P、K處理對(duì)芳樟油料林生理生化的影響

黃秋良，謝亞兵，袁宗勝，陳智勇，陳向航，張國防

(1.福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院，福建 福州 350002；2.閩江學(xué)院海洋研究院，福建 福州 350108；3.長(zhǎng)泰縣林業(yè)局，福建 漳州 363900；4.福建省南平市延平區(qū)林業(yè)局，福建 南平 353000)

芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟屬的一個(gè)生化變種，其含有豐富的芳樟醇(C10H18O)，故稱為芳樟[1]。樟樹集重要防護(hù)林、珍貴用材、天然名貴香料、園林綠化于一身等多用途樹種[2]。天然芳樟精油具有獨(dú)特風(fēng)味和旋光特征是化學(xué)合成的芳樟醇遠(yuǎn)比不上，芳樟醇市場(chǎng)需求大、價(jià)格高、用途廣，在國際市場(chǎng)上非常緊缺[3，4]。我國是香精香料生產(chǎn)和出口大國，但芳樟醇的天然香料非常緊缺，產(chǎn)量極少，供需矛盾十分突出[5，6]。發(fā)展高產(chǎn)量、高品質(zhì)、穩(wěn)定的芳樟油料林是具有巨大的發(fā)展前景。

我國的福建、廣西、海南、廣東等地均有發(fā)展芳樟油料林。N、P、K元素是樟樹生長(zhǎng)的必要元素，科學(xué)施肥不但可以有效減少環(huán)境污染、土壤板結(jié)、經(jīng)濟(jì)成本，而且有效的提高植物的抗逆性，促進(jìn)植物生長(zhǎng)。因此，本研究利用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，研究NPK對(duì)芳樟生理生化的影響，以期為芳樟油料林的培育提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料來源

試驗(yàn)材料為6年生優(yōu)良芳樟油料林(牡丹1號(hào))，于9月對(duì)芳樟油料林進(jìn)行統(tǒng)一平茬(留樁30 cm)，于10月對(duì)芳樟油料林進(jìn)行施肥試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建省泉州市永春縣南美村芳樟油料林試驗(yàn)基地，試驗(yàn)林造林密度5 104株hm-2。試驗(yàn)基地的海拔300 m，屬亞熱帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫21.6 ℃，年均降雨量1 304.2 mm，年均無霜期330 d。試驗(yàn)地為丘陵地、山地紅壤，土層深厚，肥力中等。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

芳樟施肥試驗(yàn)采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)(見表1、表2)。共設(shè)16個(gè)試驗(yàn)處理+1個(gè)對(duì)照空白處理(不施肥)，每個(gè)處理3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50株。將N、P、K肥料和有機(jī)肥按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)，在距離芳樟樹樁30 cm處環(huán)狀擴(kuò)穴，施入肥料，回填表土。

表1 NPK元素處理水平

表2 試驗(yàn)處理具體組合措施表

1.4 芳樟生理生化的測(cè)定

SOD活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定、POD活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定、采用硫代巴比妥酸法測(cè)定MDA 含量、過氧化氫酶(CAT)活性的測(cè)定采用紫外吸收法[7]。

1.5 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel 2017和DPS7.05數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 N、P、K處理對(duì)芳樟油料林生理生化指標(biāo)的方差分析

由表3可知，MDA、POD和CAT的P值分別為0.000 1、0.000 1和0.002 4(P<0.01)，SOD的P值為0.010 9(P<0.05)，表明在不同N、P、K的作用下，芳樟的生理指標(biāo)產(chǎn)生極顯著或顯著影響，其中芳樟的MDA、POD和CAT產(chǎn)生極顯著差異，芳樟的SOD產(chǎn)生顯著差異。

表3 N、P、K處理對(duì)蘋果油料林生理生化指標(biāo)的方差分析

生理指標(biāo)變異來源平方和自由度均 方F值P值MDA處理間161.312 3237.013 64.5470.000 1處理內(nèi)74.037 8481.542 5總變異235.350 171SOD處理間78 284.359 2233 403.667 82.1940.010 9處理內(nèi)74 480.465 9481 551.676 4總變異152 764.825 171POD處理間9 977 192.14523433 790.962 822.030.000 1處理內(nèi)945 177.520 14819 691.198 3總變異10 922 369.6771CAT處理間5 341.421 723232.235 72.6270.002 4處理內(nèi)4 242.833 94888.392 4總變異9 584.255 571

2.2 N、P、K對(duì)芳樟的MDA活性的影響

MDA是植物細(xì)胞膜發(fā)生脫脂作用或過氧化作用而產(chǎn)生的最終產(chǎn)物，MDA值越高表明植物細(xì)胞膜受到的傷害越大。如圖1所示，試驗(yàn)組的MDA活性值在4.59～8.04 μmolg-1；對(duì)照組的MDA活性值為8.17 μmolg-1，高出試驗(yàn)組1.62%～78.00%。表明施用N、P、K可降低自由基含量，減少了過氧化作用而產(chǎn)生的最終產(chǎn)物MDA，從而保護(hù)植物的細(xì)胞膜。

2.3 N、P、K對(duì)芳樟的SOD活性的影響

SOD能催化植物細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基的歧化反應(yīng)，生成H2O2和O2，從而消除氧自由基對(duì)植物的傷害。如圖2所示，試驗(yàn)組的SOD活性值在298.12～357.40 Uμg-1min-1，對(duì)照組的SOD活性值為265.32 Uμg-1min-1，試驗(yàn)組高出對(duì)照組12.36%～34.71%。表明施用N、P、K能提高芳樟的SOD含量，降低植物細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基，減少活性氧自由基對(duì)細(xì)胞膜的損害。

2.4 N、P、K對(duì)芳樟的POD活性的影響

POD主要是將SOD在催化植物細(xì)胞內(nèi)活性氧自由基的歧化反應(yīng)的產(chǎn)物H2O2進(jìn)一步分解成O2和H2O，減少對(duì)細(xì)胞膜的損害。如圖3所示，對(duì)照組的POD活性值為356.94 Umg-1Pro，除試驗(yàn)組4、6和11外，其余試驗(yàn)組的CAT活性值均高于對(duì)照組，試驗(yàn)組總體平均值為574.16 Umg-1Pro，高出對(duì)照組60.87%。表明施用N、P、K可提高芳樟的POD含量，提高對(duì)SOD的產(chǎn)物的分解效率，保護(hù)了細(xì)胞膜的活性。

2.5 N、P、K對(duì)芳樟的CAT活性的影響

CAT和POD的功能相似，對(duì)SOD的產(chǎn)物進(jìn)一步分解，從而保護(hù)了細(xì)胞膜的活性。如圖4所示，對(duì)照組的CAT活性值為68.35 mgg-1min-1，試驗(yàn)組除處理3、4、6、20和21外，其余試驗(yàn)組的CAT活性值均高于對(duì)照組，試驗(yàn)組的總體平均值是85.41 mgg-1min-1，高出對(duì)照組24.96%。表明施用N、P、K可提高芳樟的CAT含量，提高對(duì)SOD的產(chǎn)物的分解效率和其體內(nèi)的抗氧化酶活性，充分與H2O2、O2-等物質(zhì)反應(yīng)，從而維持活性氧與其清除系統(tǒng)之間的相對(duì)平衡，保護(hù)了細(xì)胞膜的活性。

3 小結(jié)

在不同N、P、K的作用下，芳樟的MDA、POD和CAT產(chǎn)生極顯著差異，芳樟的SOD產(chǎn)生顯著差異。芳樟試驗(yàn)組的SOD平均值高出對(duì)照組的SOD值21.39%，試驗(yàn)組的POD平均值高出對(duì)照組的POD值60.87%，試驗(yàn)組的CAT平均值高出對(duì)照組的CAT值24.96%，試驗(yàn)組的MDA平均值比對(duì)照組的MDA值低24.44%，表明N、P、K提高了芳樟的SOD含量、POD含量、CAT含量，更加有效的消除了自由基，降低MDA，保護(hù)細(xì)胞膜的活性。