劉佳琪，關法春，黃鳳蘭，孟凡娟*

(1.東北林業(yè)大學 生命科學學院，黑龍江 哈爾濱 150040；2.吉林省農(nóng)業(yè)科學院，吉林 長春 130124；3.內(nèi)蒙古民族大學 生命科學學院，內(nèi)蒙古 通遼 028000)

蓖麻Ricinuscommunis為大戟科、蓖麻屬1年生或多年生草本植物，在全世界廣泛種植，主要分布在熱帶或溫帶地區(qū)，喜高溫，具有較強適應性，是一種有著重要生態(tài)及經(jīng)濟價值的能源植物，可用于工、農(nóng)領域[1-4]。同時蓖麻籽油(蓖麻油)廣泛應用于各領域，有“綠色石油”稱號，而且蓖麻葉可養(yǎng)蠶，蓖麻桿可造紙，蓖麻根可入藥。因此，蓖麻具有廣泛的利用與開發(fā)價值[5-6]。

蓖麻種植的田間操作較為復雜，使得產(chǎn)量逐漸減少,種植面積也逐漸減少。為有效提高蓖麻產(chǎn)量，大規(guī)模使用化學肥料，造成土壤板結(jié)、病害加重等諸多問題，而生物肥料可有效減少這些問題的發(fā)生，并可以改良作物生長、提高產(chǎn)量[7-8]。作為一種綠色肥料——生物菌肥的使用也越來越廣泛，不僅可以省時省力，還具有化學肥料所不具有的優(yōu)點與功效，是發(fā)展農(nóng)業(yè)的理想肥料[9-10]。此外，適宜的溫度條件是植物生長的必要條件，低溫可使植株生長緩慢，從而嚴重影響植物生長發(fā)育及產(chǎn)量[11]。目前國內(nèi)外對于蓖麻油的開發(fā)利用以及蓖麻毒蛋白方面的研究甚廣，而在低溫、生物菌肥對植物生長發(fā)育方面研究報道相對較少。因此，我們利用東北林業(yè)大學實驗室開發(fā)的生物菌肥，解析其在低溫條件下如何改良蓖麻植株生長，也為菌肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的進一步開發(fā)利用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

供試材料“通蓖5”由內(nèi)蒙古自治區(qū)蓖麻產(chǎn)業(yè)工程技術中心提供。生物菌肥主要成分為芽孢桿菌。采用0.5 g·L-1的生物菌肥，同時以不施加生物菌肥為對照，分別記為對照(CK)和處理(T)，同時在組培室設置兩個溫度環(huán)境：10 ℃(低溫)和25 ℃(常溫)，每種處理24株，待蓖麻長至2～3片真葉時進行試驗，測定不同處理下蓖麻形態(tài)及生理指標，每種處理重復3次。

1.2 測定方法

1.2.1 株高與株幅

采用米尺對株高(植物基部至頂端)和株幅(植株最寬幅度)進行測量。

1.2.2 葉片相對含水量

植物葉片收集后立即稱其鮮質(zhì)量(FW)，并放入蒸餾水中稱其飽和質(zhì)量(TW)，最后放入65 ℃烘箱中烘干至恒重后稱其干質(zhì)量(DW)。

1.2.3 葉綠素含量

采用丙酮乙醇提取法，將不同處理蓖麻葉片置于丙酮、乙醇與水的混合液中，避光放置，在紫外可見分光光度計上測量663 nm和645 nm處的吸光度。

1.2.4 葉面積

采用ImageJ軟件對蓖麻葉片進行葉面積測量。

1.2.5 酶(CAT、SOD、POD)活性

過氧化氫酶(CAT)活性測定參照紫外吸收法的方法進行[12]。超氧化物歧化酶(SOD)活性測定參照氮藍四唑法的方法進行[13]。過氧化物酶(POD)活性測定參照愈創(chuàng)木酚法的方法進行[13]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)通過Excel運算整理，通過SPSS 19.0 Duncan新復極差法進行單因素方差分析和統(tǒng)計，采用GraphPad Prism 6繪制成圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物菌肥對蓖麻株高和株幅的影響

由圖1可知：常溫條件下，與CK相比，T組蓖麻的株高和株幅均有所提高，分別提高1.3 cm和8.65 cm。同時在低溫條件下，T組蓖麻株高與株幅也均有所升高，分別提高0.76 cm和3.25 cm，即常溫+菌肥>常溫，低溫+菌肥>低溫，因此生物菌肥可提高蓖麻的株高和株幅。

注：A為常溫+菌肥；A1為低溫+菌肥；B為常溫；B1為低溫。下圖同。圖1 不同處理條件下的蓖麻株高和株幅

2.2 生物菌肥對葉面積、相對含水量和葉綠素影響

與低溫條件相比，常溫條件下生長的蓖麻葉面積明顯增大，增大574.44 mm2。經(jīng)菌肥處理后的蓖麻葉面積均大于相應對照，同時常溫下經(jīng)生物菌肥處理后的效果比低溫處理效果更明顯(圖2 A)。

圖2 不同處理蓖麻葉面積、葉片含水量和葉綠素含量

在常溫和低溫條件下，CK和T組蓖麻葉片相對含水量無明顯變化(圖2 B)。在常溫和低溫條件下，T組蓖麻葉片葉綠素含量均高于相應CK，且低溫下菌肥處理效果比常溫下處理效果更明顯(圖2 C)。

2.3 生物菌肥對蓖麻酶活性的影響

從圖3可以看出，T與相應CK相比，常溫和低溫條件下，CAT的活性均有所升高(圖3 A)。與常溫下相比，低溫T組SOD的活性略高于常溫T組SOD的活性，常溫條件下T組SOD的活性高于CK，而低溫下T組SOD的活性與CK相比有所降低，即常溫+菌肥>常溫，低溫+菌肥<低溫(圖3 B)。但是低溫條件下T組POD的活性與CK相比差異不顯著，常溫下T組POD的活性低于CK，即常溫+菌肥<常溫，低溫+菌肥≈低溫(圖3 C)。

圖3 不同處理下蓖麻葉片的酶變化

3 討論與結(jié)論

本試驗對蓖麻幼苗進行生物菌肥處理，通過分析不同溫度不同處理蓖麻幼苗的株高、株幅、葉綠素含量、葉片相對含水量、葉面積以及CAT、SOD、POD的變化，為探究生物菌肥對蓖麻植株影響且該影響是否受溫度的影響提供了理論依據(jù)。

本研究結(jié)果表明：添加生物菌肥可影響蓖麻生長，且該影響會受到溫度的限制。其中，生物菌肥可以改變蓖麻外形形態(tài)、株高、株幅以及葉面積，其中蓖麻株高在兩種條件下與相應對照相比均有所提高，同時蓖麻株幅和葉面積也均升高，同時在常溫條件下生長的蓖麻植株形態(tài)變化更加明顯，說明該生物菌肥有效改善了蓖麻植株的生長。植物在低溫脅迫下最直觀的表現(xiàn)是形態(tài)特征的變化及生理生化方面的改變，低溫會導致葉綠素合成受阻[14]，而在本試驗中生物菌肥可提高蓖麻葉綠素含量，這種變化在低溫下表現(xiàn)得更加明顯。郭煒[15]研究表明生物肥料可以改善植物的生長性狀，同時還可以提高植物的生理指標，該結(jié)果與本試驗結(jié)果一致。POD、SOD、CAT作為植物對逆境進行防御的保護酶，在植物抗低溫過程中具有重要作用，且酶活性的影響受溫度調(diào)控[16-18]。生物菌肥對低溫條件下生長的蓖麻植株中酶活性影響較小，但在一定程度上可提高CAT和SOD活性，降低POD活性。說明在施用生物菌肥后可有效緩解低溫對蓖麻生長的影響，有助于蓖麻植株抵抗低溫。

目前，國內(nèi)外對蓖麻的研究不斷深入，關于低溫條件下蓖麻的基因分析表達、種子萌發(fā)、轉(zhuǎn)錄組分析、生理生化等方面研究報道較多，而生物菌肥對蓖麻影響的研究報道鮮少。微生物菌肥無論是對植物的生長還是對土壤問題以及生態(tài)環(huán)境問題都是正向的，因此，需要進一步深入研究生物菌肥對蓖麻生長情況的影響。