噴施海藻蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片光合特性及膜脂過(guò)氧化的影響

趙 康，王海華

(青島海大生物集團(tuán)有限公司，山東青島 266109)

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噴施海藻蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片光合特性及膜脂過(guò)氧化的影響

趙 康，王海華*

(青島海大生物集團(tuán)有限公司，山東青島 266109)

[目的]明確富含海藻活性成分的海藻蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片蒸騰效率和光合參數(shù)的影響。[方法]研究葉面噴施不同蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片光合特性及膜脂過(guò)氧化的影響。[結(jié)果]與常規(guī)蒸騰抑制劑相比，葉面噴施富含海藻活性物質(zhì)的海藻蒸騰抑制劑150倍稀釋液，不僅能夠有效抑制夏季高溫條件下龍爪槐葉片的水分散失，維持較好的葉片水分狀況，減輕水分脅迫的傷害，避免體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的紊亂，還能延緩葉片衰老，使葉片水平的蒸騰效率增加，同時(shí)對(duì)促進(jìn)光合作用也具有一定效果。[結(jié)論]試驗(yàn)結(jié)果為新型海藻蒸騰抑制劑在園林樹(shù)木上抗干旱方面的應(yīng)用提供了參考。

海藻蒸騰抑制劑；龍爪槐；光合特性；膜質(zhì)過(guò)氧化

蒸騰抑制劑作為一種植物抗旱制劑，能調(diào)節(jié)植物氣孔開(kāi)張度，減少水分蒸騰，提高水分利用率，促進(jìn)根系發(fā)育，增強(qiáng)根系活力，提高酶的活性和葉綠素的含量，從而促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育[1-2]。海藻多糖是從海帶、滸苔當(dāng)中提取的一類高分子碳水化合物。已有研究表明，海藻多糖能夠促進(jìn)黃瓜種子萌發(fā)、刺激根系生長(zhǎng)發(fā)育、提高番茄葉片光合能力、增強(qiáng)小麥抗鹽堿、提高辣椒和草莓產(chǎn)量及品質(zhì)等[3-6]，而關(guān)于其提高園林作物抗干旱效果的研究鮮有報(bào)道。鑒于此，筆者探討了富含海藻活性成分的海藻蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片蒸騰效率和光合參數(shù)的影響，旨在為新型海藻蒸騰抑制劑在園林樹(shù)木上抗干旱方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料

1.1.1供試植物。試驗(yàn)于2015年6月在中國(guó)海洋大學(xué)浮山校區(qū)內(nèi)進(jìn)行，供試園林植物為龍爪槐。

1.1.2藥劑與儀器。海藻蒸騰抑制劑為山東青島海大生物集團(tuán)有限公司產(chǎn)品。LI-6400光合測(cè)定系統(tǒng)為美國(guó)LI-COR公司產(chǎn)品。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)共設(shè)3個(gè)處理，分別為海藻蒸騰抑制劑150倍稀釋液、常規(guī)蒸騰抑制劑50倍稀釋液、清水對(duì)照。6月15日進(jìn)行葉面噴施處理，10 d后取樣進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)量。

1.3測(cè)量指標(biāo)與方法利用LI-6400光合測(cè)定系統(tǒng)進(jìn)行光合特性測(cè)定，采用飽和法測(cè)定葉片相對(duì)含水量；葉片超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定；過(guò)氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法測(cè)定；丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法測(cè)定。

1.4數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel、Origin(Version 7.0)和SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1噴施蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片光合特性的影響由表1可知，與清水對(duì)照相比，噴施了蒸騰抑制劑后，龍爪槐葉片氣孔導(dǎo)度顯著降低，而光合速率和蒸騰效率顯著提高。其中，以噴施海藻蒸騰抑制劑的效果最好，氣孔導(dǎo)度較清水對(duì)照降低了27.55%，比普通蒸騰抑制劑降低了10.11%；而光合速率、蒸騰效率比普通蒸騰抑制劑分別提高了13.87%、23.08%。

表1不同處理對(duì)龍爪槐葉片光合特性的影響

Table 1Effects of different treatments on photosynthetic traits ofSophorajaponicaleaves

處理Treatment光合速率Photosyntheticrateμmol/(s·m2)氣孔導(dǎo)度Stomatalconductancemmol/(s·m2)蒸騰效率Transpirationefficiencyμmol/mmol清水對(duì)照Clearwatercontrol8.7392.95.59普通蒸騰抑制劑Con-ventionalanti-transpira-nts10.6775.26.41海藻蒸騰抑制劑Sea-weedanti-transpirants12.1567.37.89

2.2噴施蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片蒸騰速率的影響通過(guò)觀察龍爪槐葉片7：00～18：00的蒸騰速率動(dòng)態(tài)變化曲線(圖1)可以看出，蒸騰抑制劑對(duì)葉片蒸騰速率有明顯抑制效果的時(shí)間段為10：00～12：00和14：00～16：00，在12：00～14：00時(shí)間段內(nèi)，由于植物自身的“午休”現(xiàn)象，蒸騰抑制劑降低蒸騰速率的幅度效果不如10：00～12：00和14：00～16：00這2個(gè)時(shí)間段。在10：00～12：00時(shí)間段，與清水對(duì)照相比，普通蒸騰抑制劑處理的龍爪槐葉片蒸騰速率平均降低幅度為19.32%，而海藻蒸騰抑制劑150倍稀釋液處理的葉片蒸騰速率平均降低幅度達(dá)29.32%，效果顯著。

圖1　不同處理對(duì)龍爪槐葉片蒸騰速率的影響Fig.1　Effects of different treatments on transpiration rate of Sophora japonica leaves

2.3噴施蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片保水力和離體失水速率的影響增強(qiáng)葉片保水力、減小離體失水速率是植物最基本的防止水分散失的途徑之一。由表2可知，噴施海藻蒸騰抑制劑后，龍爪槐葉片保水能力增強(qiáng)，比清水對(duì)照高出60%，而

噴施普通蒸騰抑制劑的龍爪槐葉片保水能力僅比清水對(duì)照高出25%。另外，噴施蒸騰抑制劑后，龍爪槐葉片離體失水速率降低，體內(nèi)相對(duì)含水量增大，以海藻效果最好。

表2不同處理對(duì)龍爪槐葉片保水力和離體失水率的影響

Table 2Effects of different treatments on water retention capacity andinvitrowater loss ofSophorajaponicaleaves

處理Treatment葉片保水力Waterretentioncapacity離體失水率invitrowaterlossratemg/(cm·h)相對(duì)含水量Relativewatercontent清水對(duì)照Clearwatercontrol0.201.47普通蒸騰抑制劑Con-ventionalanti-transpira-nts0.251.360.65海藻蒸騰抑制劑Sea-weedanti-transpirants0.321.220.73

2.4噴施蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片SOD和CAT活性的影響SOD和CAT活性是受逆境脅迫誘導(dǎo)的，植物遭受逆境脅迫后，體內(nèi)SOD和CAT活性會(huì)上升，以此來(lái)緩解體內(nèi)活性氧和氧自由基的增加。由圖2可知，在高溫條件下，噴施蒸騰抑制劑后，龍爪槐植株體內(nèi)SOD和CAT活性明顯比清水對(duì)照降低，表明蒸騰抑制在一定程度上減輕了龍爪槐葉片遭受高溫和水分脅迫的能力，避免了體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的紊亂。

注：CK為清水對(duì)照； T1為普通蒸騰抑制劑處理；T2為海藻蒸騰抑制劑處理?！ote：CK.Clear water control; T1.Conventional anti-transpirants treatment; T2.Seaweed anti-transpirants treatment.圖2　不同處理對(duì)龍爪槐葉片SOD活性和CAT活性的影響Fig.2　Effects of different treatments on SOD，CAT activity of Sophora japonica leaves

2.5噴施蒸騰抑制劑對(duì)龍爪槐葉片MDA含量的影響MDA是細(xì)胞質(zhì)膜降解的產(chǎn)物，逆境條件下其含量的多少能夠反映脅迫造成的傷害程度。由圖3可知，與清水對(duì)照相比，高溫條件下，葉面噴施海藻蒸騰抑制劑顯著降低了龍爪槐葉片內(nèi)MDA含量，幅度達(dá)38.76%，效果最好。植株體內(nèi)MDA含量的增加也是植株衰老的表征，因此，葉面噴施海藻蒸騰抑制劑還具有延緩植物衰老的效果。

3　討論與結(jié)論

眾多研究表明，噴施蒸騰抑制劑能夠有效抑制作物的蒸騰速率[1-2]。在該試驗(yàn)中，葉面噴施富含海藻活性物的海藻蒸騰抑制劑150倍稀釋液也顯著降低了龍爪槐葉片的蒸騰速率，且噴施處理減輕了龍爪槐葉片光合作用在高溫條件下的氣孔限制，在一定程度上提高了CO2的同化能力。噴施蒸騰抑制劑增強(qiáng)了龍爪槐的保水力，減少了氣孔蒸騰和角質(zhì)層蒸騰，使葉片處于較好的水分狀態(tài)，噴施蒸騰抑制劑對(duì)葉片光合速率無(wú)影響，甚至有促進(jìn)作用，這是龍爪槐葉片水平的蒸騰效率提高的生理因素。

正常條件下活性氧清除系統(tǒng)和活性氧是動(dòng)態(tài)平衡的，高溫干旱時(shí)活性氧和氧自由基增加，保護(hù)酶被誘導(dǎo)來(lái)清除這些有害離子，延緩植物的衰老[7]。因此，SOD和CAT的活性可以反映植物受逆境脅迫的程度。該試驗(yàn)中，在高溫條件下，噴施蒸騰抑制劑后，龍爪槐植株體內(nèi)SOD和CAT活性明顯比清水對(duì)照降低，在一定程度上減輕了龍爪槐葉片遭受高溫和水分脅迫的能力，避免了體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)的紊亂。MDA是細(xì)胞質(zhì)膜降解的產(chǎn)物，逆境條件下其含量的多少能夠反映脅迫造成的傷害程度。高溫條件下，葉面噴施海藻蒸騰抑制劑顯著降低了龍爪槐葉片內(nèi)MDA含量，幅度達(dá)38.76%，效

注：CK為清水對(duì)照； T1為普通蒸騰抑制劑處理；T2為海藻蒸騰抑制劑處理?！ote：CK.Clear water control; T1.Conventional anti-transpirants treatment; T2.Seaweed anti-transpirants treatment.圖3　不同處理對(duì)龍爪槐葉片MDA含量的影響Fig.3　Effects of different treatments on MDA content of Sophora japonica leaves

果最好。另外，葉面噴施海藻蒸騰抑制劑還具有延緩植物衰老的效果。

綜上所述，葉面噴施富含海藻活性物質(zhì)的海藻蒸騰抑制劑150倍稀釋液，能夠有效抑制夏季高溫條件下龍爪槐葉片的水分散失，維持較好的葉片水分狀況，減輕水分脅迫的傷害，延緩葉片衰老，使葉片水平的蒸騰效率增加，對(duì)促進(jìn)光合作用也具有一定效果。

[1] 師長(zhǎng)海，孔少華，翟紅梅，等.噴施抗蒸騰劑對(duì)冬小麥旗葉蒸騰效率的影響[J].中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19(5)：1091-1095.

[2] 姚全勝，雷新濤，蘇俊波，等.噴施蒸騰抑制劑對(duì)毛葉棗葉片光合參數(shù)的影響[J].熱帶作物學(xué)報(bào)，2009，30(2)：131-134.

[3] 郭艷玲，喬振杰，郭昌春，等.海藻肥對(duì)蔬菜種子萌發(fā)的影響[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2008，14(14)：68-69.

[4] 王強(qiáng)，石偉勇.海藻肥對(duì)番茄生長(zhǎng)的影響及其機(jī)理研究[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2003(2)：67-70.

[5] 周英，陳振德，王海華，等.海藻葉面肥對(duì)菠菜和不結(jié)球白菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J].中國(guó)土壤與肥料，2011(1)：69-72.

[6] 李冰.滸苔硫酸多糖對(duì)NaCl脅迫下植物的影響[D].青島：中國(guó)科學(xué)院研究生院(海洋研究所)，2013：14-16.

[7] 楊延杰，王曉偉，趙康，等.鄰苯二甲酸對(duì)蘿卜種子萌發(fā)、幼苗葉片膜脂過(guò)氧化及滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2013，33(19)：6074-6080.

Effects of Seaweed Anti-transpirants on Photosynthetic Traits, Membrane Lipid Peroxidation ofSophorajaponicaLeaves

ZHAO Kang, WANG Hai-hua*

(Qingdao Seawin Biotech Group, Qingdao, Shandong 266109)

[Objective] The aim was to study effects of seaweed anti-transpirants on photosynthetic traits, membrane lipid peroxidation ofSophorajaponica. [Method] The effects of different anti-transpirants on photosynthetic traits, membrane lipid peroxidation ofSophorajaponicawere studied. [Result] The results showed that, compared with the conventional anti-transpirants, 150 times liquid of seaweed anti-transpirants not only can effectively restrain water loss ofSophorajaponicaleaves under high temperature in summer, maintain a good leaf moisture status, reduce the damage of water stress, avoid the disorder of active oxygen scavenging system, but also can delay the leaf senescence, increase the transpiration efficiency, and have some effects on promoting photosynthesis. [Conclusion] The results provide reference for application of new type seaweed anti-transpitants on drought resistance in garden trees.

Seaweed anti-transpirants;Sophorajaponica; Photosynthetic traits; Membrane lipid peroxidation

趙康(1987- )，男，山東淄博人，農(nóng)藝師，碩士，從事滸苔葉面肥研究。*通訊作者，工程師，碩士，從事海洋生物資源利用研究。

2016-06-08

S 482.8

A

0517-6611(2016)22-004-02