光照強(qiáng)度和水分對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤及生理特性的影響

葛 萌，安常蓉，韋小麗

（1.貴州大學(xué) 林學(xué)院，貴州 貴陽 550025；2.貴州省生物研究所，貴州 貴陽 550009）

花櫚木Ormosia henryi屬豆目蝶形花科紅豆屬，又名花梨木，為國(guó)家二級(jí)保護(hù)植物，我國(guó)特有種。其材質(zhì)優(yōu)良，樹形通直美觀，是常見的名貴硬木，也是優(yōu)良的園林綠化樹種，同時(shí)其根、皮、莖、葉均可入藥，因此具有較高的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值[1]。有研究表明，環(huán)境因素可對(duì)豆科樹種結(jié)瘤、苗木生長(zhǎng)和固氮效應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)烈影響，使得固氮速率在時(shí)間和空間上差異很大[2]。因此，尋找影響花櫚木幼苗結(jié)瘤和生長(zhǎng)發(fā)育的重要環(huán)境因素，對(duì)花櫚木的人工栽培馴化和發(fā)展擴(kuò)大種群具有重要的意義。

花櫚木苗期與根瘤菌共生，通過固氮作用為植物提供生長(zhǎng)所需的氮素營(yíng)養(yǎng)。根瘤菌是通過豆科植物根毛或其他部位侵入進(jìn)入到根皮層，刺激宿主細(xì)胞分裂，形成根瘤[3]。而根瘤之所以能夠有效固氮，是因?yàn)楦鲋泄痰负投寡t蛋白共同作用的結(jié)果[4]。但是根瘤菌的固氮效應(yīng)除受宿主樹種的生長(zhǎng)狀況影響外，還受到外界環(huán)境的重要影響。光照強(qiáng)度對(duì)根瘤的固氮作用影響非常大，可以顯著影響根部結(jié)瘤效應(yīng)和植物體內(nèi)生理特征的變化，因?yàn)楦鼍嫠璧哪茉匆蕾囉谥参锕夂献饔玫漠a(chǎn)物，而光強(qiáng)是植物進(jìn)行光合作用的前提。光強(qiáng)不足時(shí)，植物光合作用弱，不僅根瘤數(shù)量和質(zhì)量減少，根瘤的固氮酶活力也顯著下降[5]。當(dāng)豆科植物處于黑暗條件下時(shí)，根瘤中蔗糖合成酶活性和轉(zhuǎn)錄組水平會(huì)顯著降低。但長(zhǎng)期在高光強(qiáng)下生長(zhǎng)的植物或者弱光下生長(zhǎng)的植物突遭受強(qiáng)光時(shí)，光合作用可能會(huì)受到抑制，進(jìn)而導(dǎo)致光合速率下降[6]，同時(shí)，高光強(qiáng)也會(huì)導(dǎo)致植物體內(nèi)葉綠素和類胡蘿卜素快速分解而降低[7]，進(jìn)而影響結(jié)瘤和幼苗生長(zhǎng)發(fā)育。

根瘤能否固氮與植物的光合作用有很大關(guān)系，而光合作用不僅受到光照、CO2濃度等環(huán)境條件的影響，還受到水分的重要影響。水分不僅會(huì)影響豆科植物根瘤形態(tài)、數(shù)量、大小及生理特性[8]，還會(huì)影響植物體的細(xì)胞結(jié)構(gòu)[9]、根系分布[10]、葉綠體光化學(xué)及生化活性以及各種酶的活性[11]。隨著干旱脅迫程度的加劇，根瘤菌侵染細(xì)胞數(shù)逐漸減少，不僅影響根瘤菌與寄主的識(shí)別過程，還會(huì)顯著降低根瘤的形成和固氮能力[12]。

綜上所述，光照強(qiáng)度和水分對(duì)豆科植物的結(jié)瘤和生理特性的影響非常重要，迫切需要開展試驗(yàn)以尋求花櫚木幼苗生長(zhǎng)發(fā)育所需的最佳光照強(qiáng)度和基質(zhì)水分條件。本研究以1年生花櫚木幼苗為研究對(duì)象，通過人工模擬不同梯度下的光照強(qiáng)度和基質(zhì)含水量，探究其對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)和生理生化特性的影響，旨在尋找適合花櫚木幼苗生長(zhǎng)、結(jié)瘤及固氮效應(yīng)的最佳光照和水分環(huán)境，為提高花櫚木苗木結(jié)瘤率和固氮能力提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 花櫚木種子

在貴州石阡縣選擇花櫚木同一母株上規(guī)格一致、粒大飽滿、無病蟲害的健康花櫚木種子。千粒重300 g，種子長(zhǎng)11.32±0.77 mm、寬8.95±0.57 mm。

1.1.2 幼苗培養(yǎng)

于2月中旬對(duì)種子進(jìn)行消毒、滅菌并進(jìn)行催芽處理，待胚芽突出2～3 cm 時(shí)，轉(zhuǎn)移至盛有滅菌基質(zhì)的花盆中，基質(zhì)配比為泥炭∶蛭石∶珍珠巖=2∶1∶1。每盆播種4 粒催芽種子并澆透水，覆蓋保鮮膜。隨后置于75%全光照、25℃恒溫下的溫室培養(yǎng)箱中培育，定期澆水，待幼苗全部出齊并長(zhǎng)出2～3 片真葉后開始進(jìn)行處理。

1.1.3 根瘤菌菌液制備

將采集的新鮮、個(gè)大飽滿的根瘤用無菌水洗凈，在無菌條件下用75%的乙醇溶液消毒30 s，接著用1‰的HgCl2溶液消毒5 min，用無菌水沖洗5 次以上。然后將消毒后的根瘤壓碎，并接種在預(yù)先準(zhǔn)備的YMA 培養(yǎng)基上，并用接種針進(jìn)行劃線分離，然后倒置于28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～5 d。待菌落出現(xiàn)后進(jìn)行純化，重復(fù)2～3 次，直至分離出單菌落為止，并進(jìn)行根瘤菌的鑒定。將純化后的菌株接種于YMB 液體培養(yǎng)基中，并置于搖床中28℃下震蕩培養(yǎng)5 d，備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 不同光照梯度下的接種試驗(yàn)

于4月中、下旬在貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)林學(xué)院生態(tài)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行不同光照梯度下的接種試驗(yàn)。用不同密度的遮陽網(wǎng)控制光照，分別設(shè)置100%全光照（G1）、75% 全光照（G2）、50%全光照（G3）、25%全光照（G4）4 個(gè)光照處理組。光照相對(duì)強(qiáng)度由照度計(jì)測(cè)定的各處理光照強(qiáng)度與全光照的百分比換算而成。每個(gè)處理設(shè)置4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10 株苗。將長(zhǎng)勢(shì)一致的健康幼苗分別置于不同密度遮蔭網(wǎng)下培養(yǎng)7 d 后分別接種4 mL 根瘤菌菌液，后期定期澆灌無菌水，持續(xù)處理5 個(gè)月。

1.2.2 不同水分梯度下的接種試驗(yàn)

于4月中、下旬在貴陽市花溪區(qū)貴州大學(xué)林學(xué)院試驗(yàn)苗圃塑料大棚中進(jìn)行不同水分梯度下的接種試驗(yàn)?；|(zhì)相對(duì)含水量（基質(zhì)含水量占基質(zhì)田間持水量的百分?jǐn)?shù)）分別設(shè)置為80%基質(zhì)田間持水量（S1）、60%基質(zhì)田間持水量（S2）、40%基質(zhì)田間持水量（S3）和20%基質(zhì)田間持水量（S4）4 個(gè)處理組，處理前測(cè)得基質(zhì)田間持水量為30.64%，即4 個(gè)處理分別為基質(zhì)含水量的24.51%、18.38%、12.26%和6.13%。每個(gè)處理設(shè)置4 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10 株苗，每株幼苗接種4 mL 根瘤菌菌液，然后置于塑料大棚中培養(yǎng)5 d，每2 d 用稱重補(bǔ)水法進(jìn)行1 次含水量的調(diào)節(jié)以保持含水量穩(wěn)定。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

1.3.1 幼苗結(jié)瘤情況統(tǒng)計(jì)

于10月下旬開始收集不同處理下的幼苗根瘤，記錄結(jié)瘤株數(shù)、單株根瘤數(shù)量及質(zhì)量、單個(gè)根瘤質(zhì)量，并計(jì)算結(jié)瘤率。

1.3.2 生理生化指標(biāo)測(cè)定

于10月下旬開始收集不同處理下的植物葉片、根系以及根瘤，并立即進(jìn)行生理生化指標(biāo)的測(cè)定（參照張志良等[13]的方法）：采用丙酮乙醇混合液（丙酮∶乙醇=1∶1）浸提法測(cè)定葉綠素含量；采用活體真空法測(cè)定硝酸還原酶含量；采用水楊酸法測(cè)定硝態(tài)氮含量；采用TTC 法測(cè)定根系活力。根瘤中豆血紅蛋白含量采用比色法測(cè)定[14]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均采用Excel 2007 軟件進(jìn)行整理計(jì)算并制作圖表，采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行不同處理指標(biāo)的方差分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同光照梯度處理對(duì)花櫚木幼苗接種效應(yīng)的影響

2.1.1 對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤數(shù)量及質(zhì)量的影響

由圖1～3 可以看出，不同光照處理下，花櫚木幼苗接種根瘤菌均能形成根瘤。其中，G2 處理的花櫚木幼苗結(jié)瘤各項(xiàng)指標(biāo)與其他處理相比均較高，結(jié)瘤率達(dá)到了80%，結(jié)瘤個(gè)數(shù)達(dá)到105 個(gè)，瘤鮮質(zhì)量為2.68 g，單瘤質(zhì)量為25.54 mg，分別是G4 的4.5、3.5、7.4、2.1 倍。 其次是G1 處理，結(jié)瘤率為60%。最差為G4 處理，結(jié)瘤率只有17.5%，表明在75%光照處理下能顯著促進(jìn)花櫚木幼苗根系的結(jié)瘤數(shù)量及質(zhì)量。

圖1 不同光照處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤數(shù)量的影響Fig.1 Effects of different light intensity treatments on the number of nodules of Ormosia henryi seedlings

圖2 不同光照處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤質(zhì)量的影響Fig.2 Effects of different light intensity treatments on the quality of nodules of Ormosia henryiseedlings

圖3 不同光照處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤鮮質(zhì)量及結(jié)瘤率的影響Fig.3 Effects of different light intensity treatments on the fresh weight of nodules and nodulation rates of Ormosia henryi seedlings

2.1.2 對(duì)花櫚木結(jié)瘤幼苗及根瘤生理特性的影響

由表1 可知，不同光照處理下的花櫚木結(jié)瘤幼苗葉綠素含量、硝態(tài)氮含量、硝酸還原酶活性、豆血紅蛋白含量以及葉片全氮、全磷、全鉀含量差異顯著（P＜0.05），而根系活力差異不顯著（P＞0.05）。其中，葉綠素含量、硝酸還原酶活性和全氮含量隨著光照強(qiáng)度的降低而增加，以G4 處理下最高，分別為3.47 mg/g、115.94 μg/(g·h)、2.135%。而硝態(tài)氮含量、根系活力、豆血紅蛋白含量以及全磷、全鉀含量隨光照強(qiáng)度的降低而呈現(xiàn)出先增高后降低的趨勢(shì)，以G2 處理的含量最高，其次是G1 處理，最低是G4 處理。結(jié)合各項(xiàng)指標(biāo)，最適宜花櫚木幼苗和根瘤生長(zhǎng)發(fā)育的光照強(qiáng)度是75%全光照。

表1 不同光照強(qiáng)度處理下花櫚木結(jié)瘤幼苗生理生化特性、根瘤固氮效應(yīng)及葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的比較Table 1 Comparison of physiology and biochemical characteristics,nitrogen fixation of nodules and leaf nutrient contents of Ormosia henryiseedlings with nodules under different light intensity treatments

2.1.3 不同光照處理下各指標(biāo)間相關(guān)性分析

由表2 可知，不同光照處理下葉綠素與葉片全氮呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01）；硝態(tài)氮與根系活力呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與豆血紅蛋白呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），而其他因子相互之間不具有相關(guān)性。說明花櫚木結(jié)瘤幼苗在不同光強(qiáng)下的植物生理特性、營(yíng)養(yǎng)元素含量以及幼苗固氮效應(yīng)等方面雖然存在差異，但它們的一些特性指標(biāo)與幼苗的結(jié)瘤效應(yīng)相關(guān)性不大。

表2 不同光照處理下花櫚木結(jié)瘤幼苗指標(biāo)間的相關(guān)性分析?Table 2 The correlation analysis of indexes of Ormosia henryi seedlings with nodules under different light intensity treatments

2.1.4 不同光照處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)不同光照強(qiáng)度處理下的花櫚木幼苗葉綠素含量、硝態(tài)氮含量、硝酸還原酶活性、根系活力、豆血紅蛋白含量，以及葉片全氮、全磷、全鉀8個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分綜合評(píng)價(jià)分析（表3），結(jié)果表明：綜合得分最高為G2 處理，其次是G1 處理，最低為G4 處理。因此，適合花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的最佳光照強(qiáng)度處理是75%全光照。

表3 不同光照處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)Table 3 Comprehensive comparison on nodule formation of O.Henryi seedlings with nodules under different light intensity treatments

2.2 不同水分梯度處理對(duì)花櫚木幼苗接種效應(yīng)的影響

2.2.1 對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤數(shù)量及質(zhì)量的影響

由圖4～6 可知，不同水分梯度下花櫚木幼苗結(jié)瘤數(shù)量和質(zhì)量不同。其中S2 的花櫚木幼苗結(jié)瘤株數(shù)最多、每株結(jié)瘤個(gè)數(shù)最多、結(jié)瘤率最高，結(jié)瘤率達(dá)到了70%，結(jié)瘤個(gè)數(shù)達(dá)到103 個(gè)，瘤鮮質(zhì)量為2.65 g，分別是S1 結(jié)瘤率的5.6 倍、結(jié)瘤個(gè)數(shù)的6.87 倍、瘤鮮質(zhì)量的7.4 倍。其次是S3 處理，結(jié)瘤率為45%。最差為S1 處理，結(jié)瘤率只有12.5%。表明在S2 基質(zhì)水分處理下，能顯著促進(jìn)花櫚木幼苗根系的結(jié)瘤數(shù)量及質(zhì)量。

圖4 不同水分處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤數(shù)量的影響Fig.4 Effects of different substrate water treatments on the number of nodules of Ormosia henryi seedlings

圖5 不同水分處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤質(zhì)量的影響Fig.5 Effects of different substrate water treatments on the quality of nodules of Ormosia henryi seedlings

圖6 不同水分處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤鮮重及結(jié)瘤率的影響Fig.6 Effects of different substrate water treatments on the fresh weight of nodules and nodulation rates of O.henryi seedlings

2.2.2 對(duì)花櫚木結(jié)瘤幼苗及根瘤生理特性的影響

從表4 可以看出，不同水分處理下的花櫚木結(jié)瘤幼苗葉綠素含量、硝態(tài)氮含量、根系活力、豆血紅蛋白含量以及葉片全氮、全磷、全鉀含量差異顯著（P＜0.05），而硝酸還原酶活性差異不顯著（P＞0.05）。其中，葉綠素含量隨著水分含量的降低而降低，S1 最高，為3.00 mg/g；全氮含量隨著水分含量的降低而增加，S4 最高，為2.417 mg/g；硝態(tài)氮含量、根系活力、豆血紅蛋白含量以及全磷、全鉀含量隨著水分含量的降低而呈現(xiàn)先升高后緩慢降低的趨勢(shì)，以S2 最高，分別為12.70 mg/g、159.54 mg/(g·h)、126.64 mg/g、0.555%、0.613%；其次是S3，最差為S1。結(jié)合各指標(biāo)而言，基質(zhì)水分含量過高，對(duì)花櫚木幼苗和根瘤生理特性的影響較大，不利于花櫚木幼苗的生長(zhǎng)和結(jié)瘤，最適宜花櫚木幼苗和根瘤生長(zhǎng)發(fā)育的基質(zhì)水分含量是60%基質(zhì)田間持水量。

表4 不同水分處理下花櫚木結(jié)瘤幼苗生理生化特性及葉片營(yíng)養(yǎng)元素含量的比較Table 4 Comparison of physiology and biochemical characteristics,leaf nutrient contents of Ormosia henryi seedlings with nodules under different moisture treatments

2.2.3 不同水分處理下各指標(biāo)間相關(guān)性分析

由表5 可知，不同水分處理下葉綠素與葉片全氮呈顯著負(fù)相關(guān)（P＜0.05）；硝態(tài)氮與豆血紅蛋白呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與根系活力、葉片全磷含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；根系活力與豆血紅蛋白含量、葉片全磷含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；豆血紅蛋白含量與葉片全磷含量呈顯著正相關(guān)（P＜0.05）；其他因子之間不具有相關(guān)性，說明花櫚木結(jié)瘤幼苗在不同水分處理下的葉片全磷含量與硝態(tài)氮含量、根系活力、豆血紅蛋白含量均存在相關(guān)性，硝態(tài)氮含量與全磷含量、根系活力、豆血紅蛋白含量均存在相關(guān)性，缺磷和硝態(tài)氮均會(huì)影響根系的生長(zhǎng)和根瘤菌的固氮能力。

表5 不同水分處理下花櫚木結(jié)瘤幼苗指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 5 The correlation analysis of indexes of Ormosia henryi seedlings with nodules under different moisture treatments

2.2.4 不同水分處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)

對(duì)不同水分處理下的花櫚木幼苗葉綠素含量、硝態(tài)氮含量、硝酸還原酶活性、根系活力、豆血紅蛋白含量，以及葉片全氮、全磷、全鉀8 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分綜合評(píng)價(jià)分析（表6），結(jié)果表明：綜合得分最高為S2 處理，其次是S3 處理，綜合得分最低為S1 處理。因此，適合花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的最佳水分處理是60%基質(zhì)田間持水量。

表6 不同水分處理對(duì)花櫚木結(jié)瘤幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)Table 6 Comprehensive comparison of nodule formation of O.Henryi seedlings with nodules under different moisture treatments

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

通過模擬不同光照強(qiáng)度和基質(zhì)含水量，研究其對(duì)接種根瘤菌的花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)和生理生化指標(biāo)的影響。結(jié)果表明，不同的光照強(qiáng)度和水分對(duì)花櫚木結(jié)瘤幼苗的結(jié)瘤數(shù)、瘤鮮質(zhì)量、結(jié)瘤率、葉綠素含量、硝態(tài)氮含量、硝酸還原酶活性、根系活力、根瘤中豆血紅蛋白含量以及葉片營(yíng)養(yǎng)元素等指標(biāo)均有不同程度的影響。

根瘤是生物固氮的主要場(chǎng)所，根瘤的數(shù)量和質(zhì)量是評(píng)判根瘤固氮能力強(qiáng)弱的直觀表現(xiàn)指標(biāo)[15]。光對(duì)植物來說是主要的環(huán)境因子，也是光合作用的重要能量來源。不同的光照條件不僅影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育、內(nèi)部物質(zhì)的合成與代謝，甚至對(duì)于某些豆科植物來說，光照強(qiáng)度在幼苗的存活方面起著關(guān)鍵性的作用，如高山豆、唐古特巖黃耆Hedysarum tanguticum和天藍(lán)苜蓿，光強(qiáng)過低可能會(huì)導(dǎo)致這3 個(gè)物種的幼苗大量死亡[16]。段如雁等[17]通過人工模擬不同光照強(qiáng)度對(duì)花櫚木幼苗的生態(tài)適應(yīng)性研究發(fā)現(xiàn)，75%光強(qiáng)下的花櫚木幼苗生長(zhǎng)發(fā)育最好，同時(shí)也說明無論接種根瘤菌與否，75%的全光照處理對(duì)花櫚木幼苗的生態(tài)適應(yīng)性指標(biāo)和結(jié)瘤效應(yīng)指標(biāo)均最好。周相娟等[18]也驗(yàn)證了遮光會(huì)直接限制植株生長(zhǎng)和根瘤發(fā)育，大大減少根瘤數(shù)目和質(zhì)量，同時(shí)固氮酶活性也顯著降低，但是隨著遮光程度的加重，植物葉片中的葉綠素總量、葉片總氮量增加。研究結(jié)果表明，隨著光照的減弱，植物內(nèi)部硝態(tài)氮含量、根系活力、根瘤豆血紅蛋白含量以及葉片全磷、全鉀均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，而葉綠素含量、硝酸還原酶活性和全氮含量呈現(xiàn)升高的趨勢(shì)。導(dǎo)致這個(gè)結(jié)果的原因可能是由于高光強(qiáng)和弱光脅迫下均易導(dǎo)致植物體內(nèi)發(fā)生氧化損傷，細(xì)胞易受到傷害[19-20]，導(dǎo)致根系活力下降，幼苗光合作用易受到抑制，進(jìn)而影響光合作用下的能量產(chǎn)出，從而影響根瘤菌的固氮效果、根系活力以及結(jié)瘤效果[21]。且遮光后葉中N的再吸收速率一般比碳的同化速率要慢得多，可能會(huì)增加N 向植物葉組織的分配，從而造成葉片中硝酸還原酶活性和全氮含量升高。隨著光照強(qiáng)度的降低，葉綠素含量逐漸增加，說明植物可以通過提高葉綠素的含量來增強(qiáng)對(duì)弱光的適應(yīng)能力。一般而言，隨著光強(qiáng)的減弱，植物為了能更好地利用環(huán)境光能以對(duì)生長(zhǎng)進(jìn)行補(bǔ)償，通常葉綠素含量會(huì)增加[22]。在弱光環(huán)境下的光以短波為主，而葉綠素b 能有效吸收短波光，葉綠素b 的增加有利于LHCP（捕光色素復(fù)合體）含量的增加，使類囊體膜垛疊形成基粒并調(diào)節(jié)激發(fā)能在PSI 與PSII之間的均衡分配[23]，從而使葉綠素含量增加，這與前人研究結(jié)果一致。

關(guān)于水分對(duì)豆科植物結(jié)瘤和固氮能力的影響研究，李志芳等[24]發(fā)現(xiàn)干旱脅迫會(huì)影響植株生物量的積累和根瘤菌的固氮能力，當(dāng)根瘤形成之后，土壤干旱會(huì)導(dǎo)致N2生物固定量降低，當(dāng)土壤濕度持續(xù)降低時(shí)，N2固定幾乎停止。姜順邦等[25]對(duì)花櫚木容器苗水分需求規(guī)律的研究中發(fā)現(xiàn)，在80%田間持水量下，花櫚木容器苗生理生化指標(biāo)受水分脅迫的影響較小。本研究結(jié)果是以60%基質(zhì)田間持水量為宜，過高和過低均不利于其生長(zhǎng)。原因可能是前者未接種根瘤菌，而本試驗(yàn)主要是探究接種根瘤菌后的花櫚木幼苗的結(jié)瘤效應(yīng)，水分過高可能會(huì)使植物體內(nèi)代謝紊亂，SOD 基因表達(dá)受阻，無法清除體內(nèi)過多超氧自由基，從而導(dǎo)致植物氧化損傷程度加深并釋放有毒物質(zhì)[26]。還有可能是根系缺氧造成類菌體呼吸和固氮所需氧供應(yīng)量不足，進(jìn)而導(dǎo)致根瘤菌的固氮效應(yīng)降低[27]。同時(shí)水分過高或過低可能會(huì)導(dǎo)致病害的發(fā)生，使其死亡率升高。隨著水分含量的降低，葉綠素含量隨之降低，說明缺水會(huì)影響光合作用的正常運(yùn)行，而葉綠素a 和葉綠素b 是植物重要的光合色素，因此缺水會(huì)抑制光合色素的生物合成，從而造成葉綠素含量降低。這與董斌等[28]的研究結(jié)果一致。

豆血紅蛋白（Leghemoglobin,Lb）是根瘤中最豐富的一類蛋白，約占成熟根瘤總蛋白含量的5%以上，可以調(diào)控根瘤高效固氮。有研究表明，豆血紅蛋白缺失突變體會(huì)導(dǎo)致早期的根瘤快速老化，影響血紅素和蛋白酶的合成，同時(shí)豆血紅蛋白的缺失會(huì)導(dǎo)致根瘤超微結(jié)構(gòu)和活性氧的嚴(yán)重改變，導(dǎo)致植物體內(nèi)碳和氮代謝相關(guān)基因發(fā)生劇烈變化[29]，因此豆血紅蛋白對(duì)促進(jìn)根瘤高效固氮具有重要作用。不同光照和不同水分處理下各指標(biāo)間相關(guān)性分析結(jié)果表明：花櫚木結(jié)瘤幼苗在不同光照處理下的硝態(tài)氮含量與根系活力呈極顯著正相關(guān)（P＜0.01），與豆血紅蛋白呈顯著正相關(guān)（P＜0.05），說明在弱光下，硝態(tài)氮的供應(yīng)可以促進(jìn)根系的生長(zhǎng)以及促進(jìn)根瘤的固氮能力?；澳窘Y(jié)瘤幼苗在不同水分處理下的葉片全磷含量與硝態(tài)氮含量、根系活力、豆血紅蛋白含量均存在正相關(guān)性，且硝態(tài)氮含量與全磷含量、根系活力、豆血紅蛋白含量均存在正相關(guān)性，說明磷和硝態(tài)氮均會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育和根瘤菌的固氮能力。因此建議在弱光環(huán)境和干旱脅迫下的花櫚木結(jié)瘤幼苗，人為補(bǔ)充適量的有效磷或硝態(tài)氮，以應(yīng)對(duì)不同環(huán)境脅迫下的危害[30-31]，這在前人研究中已被證實(shí)。

從結(jié)瘤效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果可以看出，G2 和S2處理下的多數(shù)指標(biāo)均表現(xiàn)優(yōu)異，初步認(rèn)定G2 和S2 單一因素處理下比較適宜花櫚木結(jié)瘤幼苗的生長(zhǎng)。但對(duì)結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)還需要對(duì)花櫚木幼苗各生長(zhǎng)指標(biāo)、形態(tài)指標(biāo)以及光合指標(biāo)等進(jìn)行觀測(cè)，同時(shí)還需對(duì)每個(gè)處理中的根瘤菌進(jìn)行長(zhǎng)期定位觀測(cè)，觀察并探究根瘤菌株定殖情況、分布情況、種群豐度以及耐受性等因素，全方位指標(biāo)分析可為花櫚木幼苗在人工栽培中提供更加全面的理論依據(jù)。

3.2 結(jié)論

1）75%全光照處理和60%基質(zhì)田間持水量處理花櫚木幼苗均可顯著促進(jìn)其結(jié)瘤，結(jié)瘤數(shù)量及質(zhì)量均達(dá)到最大值，結(jié)瘤率分別達(dá)到了80%和70%。

2）75%全光照處理和60%基質(zhì)田間持水量處理下的花櫚木結(jié)瘤幼苗，其根瘤內(nèi)部豆血紅蛋白含量以及幼苗硝態(tài)氮含量、根系活力，葉片全磷、全鉀含量均顯著提高，其中葉綠素含量隨著光照強(qiáng)度的減弱而增加，隨著基質(zhì)水分的降低而減少。

3）綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明，不同光照和水分處理對(duì)花櫚木幼苗結(jié)瘤效應(yīng)的綜合評(píng)價(jià)由大到小分別是：G2 ＞G1 ＞G3 ＞G4；S2 ＞S3 ＞S4 ＞S1，分別以75%全光照和60%基質(zhì)田間持水量為最佳。