不同微生物菌劑處理對(duì)芳樟葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

黃秋良，袁宗勝，蔣天雨，朱曉如，陳瑞炎，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 353000；3.永安市林業(yè)局，福建 三明 366000)

芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟屬的一個(gè)生化變種，因其含有豐富的芳樟醇(C10H18O)，故稱為芳樟[1]。是集重要防護(hù)、珍貴用材、天然名貴香料、園林綠化于一身的多用途樹種[2]。天然芳樟精油具有獨(dú)特風(fēng)味和旋光特征，是化學(xué)合成的芳樟醇無法比擬的，芳樟醇市場需求大、價(jià)格高、用途廣，在國際市場上非常緊缺[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]。培育高產(chǎn)量、高品質(zhì)、穩(wěn)定的芳樟油料林具有巨大的發(fā)展前景。

微生物菌劑是對(duì)植物生長發(fā)育有益的一類生物菌劑。微生物菌劑可直接或通過產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物間接作用于宿主植物，促進(jìn)宿主植物的生長發(fā)育、提高宿主植物的抗性[7]。本研究通過四因素五水平二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，研究固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌在不同水平條件下對(duì)移栽苗葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響，以確定微生物菌劑最佳方案，為開發(fā)應(yīng)用有益微生物和提升芳樟產(chǎn)業(yè)化水平提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

盆栽試驗(yàn)供試材料為芳樟195#1年生扦插苗，苗木來源于永安種苗中心。單一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌來源于滄州旺發(fā)生物技術(shù)研究所。

1.2 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于福建農(nóng)林大學(xué)南門妙峰山苗圃(設(shè)施育苗大棚)，試驗(yàn)苗圃所處區(qū)域位于118°08′—120°31′ E， 25°15′—26°29′ N，屬亞熱帶海洋氣候。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

芳樟盆栽試驗(yàn)采用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)計(jì)(表1)。共設(shè)23個(gè)試驗(yàn)處理、1個(gè)對(duì)照處理(不施菌劑)(表2)，每個(gè)處理3次重復(fù)，每次重復(fù)10盆。盆缽規(guī)格為38.5 cm×30 cm×30 cm(上緣直徑×下緣直徑×高)，每盆裝消毒后的黃心土5.5 kg和10 g有機(jī)質(zhì)，各栽植1株芳樟苗，基質(zhì)理化性質(zhì)見表2。

表2 23個(gè)試驗(yàn)處理具體組合措施

1.4 試驗(yàn)方法

按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案將微生物固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌與培養(yǎng)土壤均勻混合作為栽植芳樟的基質(zhì)。試驗(yàn)苗于當(dāng)年10月栽植，翌年6月份結(jié)束。每周澆水和拔草1～2次，保證試驗(yàn)苗的正常生長條件。

1.5 芳樟葉綠素和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測(cè)定

采用便攜式調(diào)制葉綠素?zé)晒鈨x，對(duì)各植株1/2高度的相同部位成熟葉片暗處理20 min，然后測(cè)定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等，求出每株芳樟葉片的平均值，進(jìn)行3個(gè)重復(fù)。

初始熒光Fo是PSⅡ反應(yīng)中心處于完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量[8]。初始熒光Fo值越高，說明PSⅡ反應(yīng)中心的失活或受破壞程度越高[9]；暗適應(yīng)最大熒光Fm反映了PSⅡ的電子傳遞和熒光產(chǎn)量的變化[8]；可變熒光Fv可作為PSⅡ反應(yīng)中心活性大小的相對(duì)指標(biāo)[10]；最大光化學(xué)效率Fv/Fm值常用來判斷植物受光抑制的程度[11]；潛在活性Fv/Fo反映PSⅡ的潛在活性[12]；Fm/Fo反映經(jīng)過PSⅡ反應(yīng)中心的電子傳遞情況[11]。

1.6 數(shù)據(jù)分析方法

采用Excel2017和DPS7.05數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 微生物菌肥對(duì)芳樟初始熒光Fo和最大熒光Fm的影響

由表3可知，對(duì)照組的初始熒光是36.17，試驗(yàn)組的初始熒光值總體集中在20.89～42.56，平均值是35.13，比對(duì)照組低2.87%，最小值出現(xiàn)在試驗(yàn)組11，為20.89，比對(duì)照組低42.24%。表明在微生物菌肥的作用下，降低了葉綠素初始熒光Fo值，提高了試驗(yàn)組芳樟的PSⅡ反應(yīng)中心的酶的活性。

由表3可知，對(duì)照組的最大熒光是85.44，試驗(yàn)組的最大熒光是112.00～266.55，試驗(yàn)組的最大熒光比對(duì)照組的最大熒光高出31.07%～211.97%，表明在微生物菌肥的作用下，提高了試驗(yàn)組芳樟的PSⅡ電子傳遞鏈?zhǔn)荏w的PQ庫，提升光合速率。

2.2 微生物菌肥對(duì)芳樟的Fv值和Fm/Fo值的影響

由表3可知，對(duì)照組的可變熒光是40.45，試驗(yàn)組的可變熒光是71.54～207.71，試驗(yàn)組的可變熒光比對(duì)照組的可變熒光高出76.86%～413.49%，表明在微生物菌肥的作用下，試驗(yàn)組的芳樟的PSⅡ反應(yīng)中心活性較高，還原能力較強(qiáng)。

由表3可知，對(duì)照組的Fm/Fo值是4.32，除試驗(yàn)組6Fm/Fo比對(duì)照組小外，其余試驗(yàn)組的Fm/Fo主要集中在5.00～7.00，平均值是5.74，比對(duì)照組高出32.97%，最大值出現(xiàn)在試驗(yàn)組11，為7.76，高出對(duì)照組48.50%。表明在微生物菌肥的作用下，試驗(yàn)組間的PSⅡ的電子傳遞情況較穩(wěn)定。

2.3 微生物菌肥對(duì)芳樟的Fv/Fo值和Fv/Fm值的影響

由表3可知，對(duì)照組的PSⅡ的潛在活性值是2.04，試驗(yàn)組的PSⅡ的潛在活性值是3.01～5.07，試驗(yàn)組的PSⅡ的潛在活性比對(duì)照組高出47.58%～179.81%。表明，在微生物菌肥的作用下，芳樟光合作用的光能利用效率更高。

最大光化學(xué)效率Fv/Fm在正常光照條件下該值的波動(dòng)范圍在0.75～0.85，低于0.75時(shí)則表明受到光抑制，植物受到光抑制的程度越高，該值就越低[13]。由表3可知，對(duì)照組的最大光化學(xué)效率是0.72，試驗(yàn)組的最大光化學(xué)效率是0.73～0.84，總體上處于0.75～0.85，平均值是0.77，比對(duì)照組的最大光化學(xué)效率高出11.49%。表明試驗(yàn)組在微生物菌肥的作用下，大部分不受光抑制，只有試驗(yàn)組小部分受輕度光抑制，試驗(yàn)組總體上的光能轉(zhuǎn)換率高于對(duì)照組的光能轉(zhuǎn)換率。

表3 芳樟的葉綠素?zé)晒鈪?shù)值

注：采用Duncan新復(fù)全距極差法，小寫字母不同表示在0.05水平上顯著差異。

3 小結(jié)

葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定是研究光合作用過程中光系統(tǒng)對(duì)光能的吸收、傳遞、耗散、分配以及PSⅡ及其電子傳遞過程的一種重要方法[14]。在微生物菌肥作用下，試驗(yàn)組的芳樟葉綠素?zé)晒鈪?shù)初始熒光Fo的平均值比空白對(duì)照組的初始熒光值小42.24%，試驗(yàn)組的可變熒光值大于對(duì)照可變熒光值的31.07%～211.96%。研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗(yàn)組的PSⅡ反應(yīng)中心的活性，增強(qiáng)了反應(yīng)還原能力。試驗(yàn)組的最大熒光值比對(duì)照組大31.07%～211.96%；試驗(yàn)組的最大光化學(xué)效率平均值比對(duì)照組大10.55%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗(yàn)組的光合速率和光能轉(zhuǎn)換率。試驗(yàn)組的PSⅡ潛在活性值比對(duì)照組的PSⅡ潛在活性值大47.58%～179.81%；試驗(yàn)組的Fm/Fo平均值值比對(duì)照組的Fm/Fo值大32.97%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗(yàn)組的光能利用率。