抗旱劑處理下泡椒生長生理指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化及生長模型

摘 要 為提高泡椒的抗旱能力，觀察并建立生長生理指標(biāo)變化曲線模型，找到適合泡椒的抗旱劑及其最佳施用濃度，采用氯化鈣和水楊酸2種抗旱劑的不同濃度浸泡泡椒種子，設(shè)置了土壤含水量正常組、干旱組及抗旱劑處理組（共8組），檢測了泡椒5項(xiàng)生理生長指標(biāo)，進(jìn)行時(shí)間序列配對(duì)t檢驗(yàn)和Logistic生長曲線函數(shù)模型分析。結(jié)果表明：與正常組相比，2種抗旱劑處理均提高了泡椒的抗旱能力，顯著優(yōu)于干旱組；測定的各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)出顯著或極顯著（p＜0.05或p＜0.01）的Logistic生長曲線特征；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L-1、水楊酸抗旱劑濃度為60 mg·L-1時(shí)，抗旱效果較好，與正常組無顯著差異，適宜選用。

關(guān)鍵詞 泡椒；抗旱劑；Logistic生長曲線函數(shù)；時(shí)間序列配對(duì)t檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：S641.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.11.002

泡椒是粗牛角形辣椒的一種俗稱，現(xiàn)在辣椒育種界也普遍使用這一叫法。泡椒是采用羊角形或牛角形的尖椒自交系與甜椒自交系雜交育成的一代雜交品種，為微辣型品種。近幾年河南人民對(duì)大果型泡椒即牛角椒越來越青睞，因?yàn)楹幽先瞬幌衲戏饺四敲茨艹岳保＝墙穼儆谖⒗毙?，所以特別受他們的歡迎[1]。

抗旱劑是指施在土壤中或植物上以減少植物蒸發(fā)、蒸騰或增強(qiáng)其自身抗旱性的一類化學(xué)物質(zhì)的總稱?？购祫┠苁棺魑餁饪组_張、增加葉綠素含量、抑制蒸騰作用、提高根系活力、減緩?fù)寥浪窒?，從而增?qiáng)作物的抗旱能力，使其在干旱條件下保持正常的生長發(fā)育，并且相對(duì)提高作物的產(chǎn)量[2]。泡椒根系不發(fā)達(dá)，主要表現(xiàn)為主根粗、根量少，根系生長緩慢。泡椒對(duì)水分條件要求嚴(yán)格，既不耐旱也不耐澇，喜歡比較干爽的空氣條件，被水淹數(shù)小時(shí)就會(huì)萎蔫死亡?？梢娕萁芳刃枰鄬?duì)干旱的土壤，但又不耐旱，對(duì)抗旱劑的需求更顯得重要。

目前未見泡椒抗旱性相關(guān)的研究報(bào)道，多為育種或新品種的介紹[2-3]，因此筆者以正常含水量土壤栽培的泡椒各項(xiàng)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)參考系，對(duì)干旱組、抗旱劑組，利用改進(jìn)的依時(shí)間序列配對(duì)進(jìn)行t檢驗(yàn)，同時(shí)動(dòng)態(tài)觀察、比較各指標(biāo)的變化趨勢曲線，建立并檢驗(yàn)是否存在Logistic生長曲線模型，旨在研究泡椒的抗旱性及抗旱劑對(duì)其的影響，為泡椒種植研究提供參考。

1" 材料與方法

1.1" 試驗(yàn)材料

選用的泡椒品種為安椒108。

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

用0.5%的磷酸三鈉噴灑種子，以殺滅種子攜帶的病菌；再用無菌水沖洗5次，隨后將種子播種在含有鋸末培養(yǎng)基的生長盤中。將生長盤置于人工氣候箱中，在20～25 ℃溫度條件下育苗。育苗25 d后進(jìn)行分苗移栽。盆栽容器為聚乙烯塑料營養(yǎng)缽，每缽移栽3株苗。每個(gè)營養(yǎng)缽內(nèi)盛放自然風(fēng)干后的營養(yǎng)土[壤土取自于麥田，上等肥力；基礎(chǔ)肥料為常用肥料，按照m（N）∶m（P）∶m（K）=1∶1∶1，每缽施用5.0 g]5 kg[4-5]。移栽后于溫室內(nèi)緩苗培養(yǎng)2周，然后用不同濃度的抗旱劑水溶液均勻澆灌營養(yǎng)土進(jìn)行抗旱處理，每缽澆灌250 mL，自然干旱至營養(yǎng)土相對(duì)含水量達(dá)30%～40%。每隔7 d進(jìn)行灌根，連續(xù)灌根3次。

試驗(yàn)處理：土壤含水量正常組（營養(yǎng)缽內(nèi)營養(yǎng)土相對(duì)含水量穩(wěn)定到70%～80%）（組別號(hào)DZ），干旱組（營養(yǎng)缽內(nèi)營養(yǎng)土相對(duì)含水量穩(wěn)定到30%～40%，組別號(hào)GH），氯化鈣組（營養(yǎng)缽內(nèi)營養(yǎng)土相對(duì)含水量穩(wěn)定到30%～40%）濃度設(shè)置3個(gè)水平（400、500、600 mg·L-1，組別號(hào)依次為LHG1、LHG2、LHG3），水楊酸組（營養(yǎng)缽內(nèi)營養(yǎng)土相對(duì)含水量穩(wěn)定到30%～40%）濃度設(shè)置3個(gè)水平（60、80、100 mg·L-1，組別號(hào)依次為SYS1、SYS2、SYS3），共有8個(gè)處理。每天下午18： 00稱取土壤重量，并及時(shí)補(bǔ)充當(dāng)天失去的水分，保持土壤相對(duì)含水量控制在規(guī)定范圍內(nèi)。每個(gè)處理5盆（即5個(gè)重復(fù)），共計(jì)40盆，置于透明的防雨棚中。

1.3" 指標(biāo)測定

1.3.1" 土壤自然含水量的測定

土壤自然含水量采用烘干法測定[6-8]。

1.3.2" 泡椒生理指標(biāo)測定

每隔10 d采取各處理的泡椒葉片進(jìn)行測定。相對(duì)電導(dǎo)率用DDS-307電導(dǎo)率儀測定[6]；葉綠素含量采用浸提法測定[9]；凈光合速率用英國PP systems公司生產(chǎn)的TPS-1便攜式光合儀（人工光源，大氣CO₂，光照強(qiáng)度350～400 μmol·m^-2·s^-1）每天上午10： 00左右進(jìn)行測定，每處理重復(fù)5次，取其平均值；脯氨酸含量采用酸性茚三酮比色法測定[9]；CAT活性采用高錳酸鉀滴定法測定[10-11]；POD活性采用愈創(chuàng)木酚法測定[10-11]；SOD活性采用氮藍(lán)四唑光還原法測定[10-11]。

1.3.3" 泡椒株高測量

在幼苗移栽3 d成活后開始測量株高，以后每隔10 d測量1次，用直尺垂直測量。

1.4" 數(shù)據(jù)分析

1.4.1" 時(shí)間序列配對(duì)t檢驗(yàn)

將試驗(yàn)各處理的泡椒生長、生理指標(biāo)進(jìn)行比較，由于數(shù)據(jù)是以生長時(shí)間測得的，前后具有依存遞進(jìn)關(guān)系，不具獨(dú)立性，因此無法進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)及方差分析，而采用時(shí)間序列配對(duì)t檢驗(yàn)。

1.4.2" Logistic生長曲線模型

Logistic生長曲線（Logistic growth curve）最初由比利時(shí)數(shù)學(xué)家P. F. Verhulst于1838年推導(dǎo)出來，但長期被忽視。直到20世紀(jì)20年代才被生物學(xué)和統(tǒng)計(jì)學(xué)家R. Pearl和L. J. Reed重新發(fā)現(xiàn)[12]。

Logistic生長曲線方程：y=K/1+ae-bt （1）

式（1）中，K、a、b為未知參數(shù)。其變化特點(diǎn)是：開始增長緩慢，而在以后的某一范圍內(nèi)迅速增長，達(dá)到某限度后，增長又緩慢下來，曲線略呈拉長的“S”，因此也稱為S型曲線。

用Excel軟件或在線SPSSAU軟件進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同處理的泡椒生長、生理性狀比較

從表1可以看出，隨著生長時(shí)間延長，正常組的泡椒株高起初緩慢增高，30～50 d時(shí)增長較快，60 d以后增長緩慢；干旱組株高一直增長較慢，即使到了幼苗快速增長期，也沒有正常組增長快；氯化鈣的3個(gè)濃度組，隨著抗旱劑濃度的增加，其株高生長變化越來越接近正常組，特別是LHG3組，基本與正常組無異；水楊酸的3個(gè)濃度組，隨著抗旱劑濃度的增加，株高生長變化越來越接近正常組，特別是SYS3組，基本與正常組無差異。

從表2可以看出，隨著生長時(shí)間的延長，正常組泡椒葉片的凈光合速率起初緩慢增大，到了40 d、50 d時(shí)增加較快，增加了18.8%、28.5%，60 d以后增加緩慢，80 d后略有下降。干旱組剛開始增加較快，20 d時(shí)增長率最大，為23.5%，隨后一直增加較慢，70 d后開始下降。氯化鈣的3個(gè)濃度組，隨著抗旱劑濃度的增加，凈光合速率呈增加趨勢；LHG1在40 d、50 d的增長率較大，分別為24.1%、29.5%；LHG2在30 d、40 d時(shí)的增長率較大，分別為25.0%、21.2%；LHG3在30 d、40 d、50 d時(shí)的增長率分別為29.4%、27.3%、18.0%，變化情況基本接近正常組。水楊酸的3個(gè)濃度組，SYS1在20 d時(shí)的增長率較大，為26.8%；SYS2在10 d、20 d時(shí)的增長率較大，分別為41.3%、22.3%；SYS3在40 d、50 d時(shí)的增長率較大，為25.2%、19.7%；隨著抗旱劑濃度的增加，凈光合速率變化情況越來越近似正常組，特別是SYS3組，基本與正常組無異。

從表3～表5可以看出，隨著生長時(shí)間延長，正常組泡椒葉片的SOD、POD、CAT活性起初緩慢增大，40 d時(shí)增長率較大，分別為29.1%、30.4%、37.7%，60 d以后增長緩慢。干旱組的SOD、POD、CAT活性逐漸增加，其中SOD、POD活性在40 d時(shí)的增長率較大，分別為28.9%、31.2%，而CAT的活性在50 d時(shí)增長較快，增長了22.6%，隨后增長較慢。氯化鈣的3個(gè)濃度組，SOD、POD、CAT活性隨著抗旱劑濃度的變化而變化，LHG1、LHG2、LHG3組的SOD活性在30 d時(shí)增長率較大，分別為25.0%、34.8%、33.6%；POD活性在30 d或40 d時(shí)增長率較大，分別為33.0%、30.7%、30.5%；LHG1組在20 d、LHG3組30 d時(shí)CAT活性的增長率較大，分別為57.0%、46.0%，變化情況基本接近正常組。水楊酸的3個(gè)濃度組，其SOD、POD、CAT活性隨著抗旱劑濃度變化而變化，其中SYS3組的SOD活性在40 d時(shí)增長率較大，為30.1%；POD活性在SYS1組30 d時(shí)增長率較大，為39.4%；CAT活性在SYS1組40 d時(shí)增長率較大，為39.5%，特別是SYS3組，基本與正常組相近。

將各項(xiàng)指標(biāo)的處理組與正常對(duì)照組進(jìn)行時(shí)間序列配對(duì)t檢驗(yàn)，結(jié)果見表6?？梢钥闯?，1）株高：LHG3、SYS3組與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)，抗旱效果基本與正常組相近，無顯著差異。2）凈光合速率：LHG3、SYS3組與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)，抗旱效果基本與正常組相近，無顯著差異。3）SOD：LHG3、SYS3與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)，抗旱效果基本與正常組相近，無顯著差異。4）POD：LHG3、SYS3與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)，抗旱效果基本與正常組相近，無顯著差異。5）CAT：LHG3、SYS1、SYS2、SYS3與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）；氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為60 mg·L^-1時(shí)，抗旱效果基本與正常組相近，無顯著差異。

2.2" 泡椒的Logistic生長曲線分析

用試驗(yàn)數(shù)據(jù)制作散點(diǎn)圖，結(jié)果見圖1、圖2。從圖1可以看出，各試驗(yàn)組的泡椒株高呈“S”型增長趨勢，正常組、LHG3、SYS3三組曲線基本吻合，其他組都顯著低于正常組。從圖2可以看出，各試驗(yàn)組的泡椒凈光合速率基本呈“S”型增長趨勢，正常組、LHG3、SYS3三組曲線基本吻合，其他組增長相對(duì)平緩，都顯著低于正常組。

不同處理組泡椒各項(xiàng)指標(biāo)都符合Logistic生長曲線，達(dá)極顯著水平（p＜0.01）（見表7）。

3" 小結(jié)與討論

本試驗(yàn)主要得出以下結(jié)論：

1）泡椒的株高、凈光合速率、SOD、POD、CAT活性隨時(shí)間變化呈現(xiàn)出Logistic生長曲線特征，具有顯著或極顯著性（p＜0.05或p＜0.01），但各組的增速不同。氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)與正常組的變化曲線基本吻合。干旱組顯著低于正常組，也低于其他處理組。

2）配對(duì)t檢驗(yàn)表明，各項(xiàng)指標(biāo)LHG3、SYS3組與正常組不存在顯著差異，其他組與正常組均存在顯著或極顯著差異（p＜0.05或p＜0.01）。CAT活性上，SYS1、SYS2與正常組也不存在顯著差異。氯化鈣抗旱劑濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑濃度為100 mg·L^-1時(shí)，CAT活性基本與正常組相近，無顯著差異。氯化鈣抗旱劑最佳濃度為600 mg·L^-1、水楊酸抗旱劑最佳濃度100 mg·L^-1。

株高、凈光合速率反映了泡椒幼苗生長、生理狀態(tài)。植物抗旱劑能增加氣孔阻力，抑制葉面蒸騰，從而減少葉層水分散失；增加葉綠素含量，減緩?fù)寥浪窒牡茸饔眉訌?qiáng)光合作用[14]。本研究表明干旱脅迫導(dǎo)致泡椒幼苗株高及凈光合速率顯著低于正常組，但是隨著氯化鈣、水楊酸等抗旱劑濃度的增大，受干旱脅迫減少，越來越與正常組相近。

SOD、POD、CAT活性反映植物受干旱脅迫的自我保護(hù)反應(yīng)能力，一般值越大，受脅迫程度越大[13]。本研究表明，干旱組泡椒的SOD、POD、CAT活性顯著高于正常組，但是隨著使用的抗旱劑（氯化鈣、水楊酸）濃度增加，SOD、POD、CAT活性逐漸減小，與正常組相近，表明抗旱劑能有效減少干旱脅迫程度，減少對(duì)作物幼苗的損害。

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（責(zé)任編輯：易" 婧）