何淑萍,王 娟,王托和,范惠玲,繆純慶
(1.張掖市農業(yè)科學研究院,甘肅張掖734000;2.河西學院,甘肅張掖734000)
甘藍型油菜(Brassica napus)屬于十字花科蕓薹屬油料作物,具有抗病、抗倒伏、抗裂角、產量高、品質好、適應性強、增產潛力大等7個突出特性,是我國油菜的主栽品種[1-3]。甘肅省是我國重要的甘藍型油菜生產基地,但甘肅省水資源稀少,干旱半干旱地區(qū)占全省總面積的75%,水資源總量僅333.3億m3。油菜整個生長發(fā)育時期對水分需求量很大,尤其是營養(yǎng)生長盛期如果缺水,將會極大影響油菜的正常生長發(fā)育,進而影響油菜產量及品質。
黃腐酸是腐殖酸成分的一種,是植酸類分子量較小的高分子有機化合物。有研究表明:黃腐酸有抗蒸騰作用,既能提高作物抗旱能力,還能促進根系發(fā)育、提高葉綠素含量和某些重要酶的活性以及對農藥的協(xié)同作用[4,5]。已有大量有關黃腐酸研究的報道,如施用黃腐酸有機肥對夏玉米增產效果顯著。黃腐酸顆粒有機生物肥和營養(yǎng)液均能夠促進水稻分蘗,提高水稻產量。黃腐酸復合肥可提高養(yǎng)分利用率,增加小麥產量和收入,但黃腐酸復合肥在改良鹽堿地酸堿度方面效果不顯著。油菜施用含黃腐酸鉀生物活化酶磷肥比傳統(tǒng)的鈣鎂磷肥、過磷酸鈣磷肥和不施任何磷肥的對照區(qū)增產效果顯著,具有一定的推廣價值[6]。但有關不同用量黃腐酸處理對甘藍型油菜葉片和根系生理指標影響方面的研究較少。
鑒于此,本試驗以甘藍型春油菜為材料,選用4種黃腐酸有機肥進行處理,并測定了甘藍型春油菜葉片和根部的丙二醛含量、細胞膜相對透性、相對含水量、脯氨酸含量,分析黃腐酸處理下甘藍型春油菜部分生理指標的變化規(guī)律,旨在探明黃腐酸能提高甘藍型春油菜抗旱能力的作用,為黃腐酸在農業(yè)生產中的應用提供參考依據[7]。
供試作物為甘藍型春油菜冠油雜812。試驗設在民樂縣南豐鄉(xiāng)永豐村進行,完全隨機區(qū)組排列,每個小區(qū)面積50 m2,重復3次。試驗地施尿素150 kg/hm2、磷二胺300 kg/hm2,不同黃腐酸施肥處理如表1所示。
表1 黃腐酸生物有機肥處理試驗
1.2.1 取樣 油菜初花期,每個小區(qū)隨機選擇5個植株,分別剪取上、中、下3個部位的葉片,帶回實驗室用蒸餾水沖洗干凈,晾干后剪碎,混勻備用。
1.2.2 細胞膜透性及其測定 采用DDS-302+純水電導率儀法測定。
1.2.3 相對含水量及其測定 采用烘干稱重法測定。
1.2.4 丙二醛及其測定 采用2-硫代巴比妥酸法測定。
1.2.5 脯氨酸及其測定 采用酸性茚三酮法檢測。
利用Excel 2010整理數據,用SPSS 23.0方差分析中的LSD法進行平均數多重比較。
細胞膜相對透性越小,表示電解質的滲漏量越少,細胞膜受害程度越輕,間接反映出植物抗逆性越強。從表2可以看出,T1處理的甘藍型春油菜葉片中細胞膜相對透性最高,平均值為28.90%,變幅介于27.29%~30.23%,顯著高于對照組,也顯著高于T2和T3處理組。T3、T2處理組甘藍型春油菜葉片中,細胞膜相對透性顯著(P<0.05)低于對照組,測定值分別比對照組低8.73個百分點、8.70個百分點。表明600~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理能有效降低甘藍型春油菜葉片細胞膜相對透性,進而減輕細胞膜受害程度,最終提高甘藍型春油菜的抗旱性。
表2 4種黃腐酸有機肥處理下甘藍型春油菜葉片細胞膜相對透性測定結果 單位:%
植物組織相對含水量是反映植物組織水分生理狀況的重要指標,直接影響植物的生長、氣孔狀況以及光合功能和作物產量。在環(huán)境脅迫情況下,植物組織的含水量也是反映植物受脅迫程度的重要指標之一。從表3可以看出,T3、T2處理的甘藍型春油菜葉片中,葉片相對含水量均高于對照組,但均沒有達到5%的差異顯著水平,其測定值分別比對照值高8.39個百分點、8.22個百分點。T1處理的甘藍型春油菜葉片中相對含水量較對照值降低,但差異不顯著。表明600~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理能在一定范圍內提高甘藍型春油菜葉片相對含水量,間接表明甘藍型春油菜受脅迫程度較輕,而當黃腐酸生物有機肥用量為300 kg/hm2時,葉片相對含水量顯著下降,表明甘藍型春油菜受干旱脅迫程度加重。
表3 4種黃腐酸有機肥處理下甘藍型春油菜葉片相對含水量測定結果 單位:%
表4 4種黃腐酸生物有機肥處理下甘藍型春油菜葉片丙二醛含量的測定結果 單位:μmol/g
表5 4種黃腐酸有機肥處理下甘藍型春油菜葉片脯氨酸含量的測定結果 單位:μg/ml
從表4可以看出,T1、T2、T3處理的甘藍型春油菜葉片中,丙二醛含量均高于對照組,但與對照間沒有達到5%差異顯著水平。表明300~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理并不能有效降低甘藍型春油菜葉片中的丙二醛含量,也就不能提高甘藍型春油菜的抗旱性。
從表5可以看出,T2處理的甘藍型春油菜葉片中,脯氨酸含量顯著(P<0.05)高于對照組,比對照的測定值高0.12μg/ml;T1、T3處理組中甘藍型春油菜葉片脯氨酸含量均顯著(P<0.05)低于對照值。本試驗結果發(fā)現(xiàn),600 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理下,甘藍型春油菜葉片中脯氨酸含量較對照值顯著增加,說明甘藍型春油菜可通過增加脯氨酸含量來維持細胞的滲透平衡,進而提高自身的抗旱性能。
孫國榮等(2003)認為,一定量的黃腐酸肥料可以降低作物的細胞膜相對透性,增加其抗旱性,進而提高產量。何建平等(2004)發(fā)現(xiàn),腐殖酸可顯著降低植物體內電解質滲透率,較對照處理降幅達到6.0%~23.7%,進而提高其抗旱性。楊玉紅(2002)在草莓種植上使用腐殖酸發(fā)現(xiàn),經腐殖酸復合肥處理后,草莓葉片外滲電導率降低,抗旱性增強。本試驗結果表明,600~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理能有效降低甘藍型春油菜葉片的細胞膜相對透性,進而減輕細胞膜受害程度,最終提高甘藍型春油菜的抗旱性。
劉偉等(2014)研究發(fā)現(xiàn),干旱脅迫下噴施腐殖酸水溶肥料能提高馬鈴薯光合特性,增加其相對含水量。回振龍等(2013)研究表明,經過黃腐酸處理,馬鈴薯根、莖、葉的相對含水量均有一定程度的增加。程扶玖等(1995)研究表明,在干旱氣候條件下,噴施黃腐酸可降低土壤水分消耗,提高小麥葉片保水能力,改善植物體內水分平衡,提高植物的抗逆能力。本試驗結果表明,900 kg/hm2、600 kg/hm2黃腐酸有機肥處理的甘藍型春油菜葉片中,葉片相對含水量均高于對照組,其測定值分別比對照值高8.39個百分點、8.22個百分點。表明600~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥能在一定范圍內提高甘藍型春油菜葉片相對含水量。
李冉等(2010)的研究表明,經過腐殖酸處理后,小白菜中的丙二醛含量較對照降低了17.56%~55.72%。程扶玖等(1995)的研究表明,灌溉和旱作條件下,腐殖酸復合肥處理明顯降低了小麥旗葉中的丙二醛含量。李倩等(2011)的研究表明,通過噴灑一定量的黃腐酸肥料,可增加作物抗旱能力。本試驗結果表明,300~900 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理并不能有效降低甘藍型春油菜葉片中的丙二醛含量,也就不能提高甘藍型春油菜的抗旱性。
薛世川等(2006)研究表明,干旱脅迫對小麥根系伸長生長不利,適宜黃腐酸復合肥用量可顯著提高小麥體內脯氨酸含量,緩解此不良影響。鄭憲濱等(2007)認為,一定量的腐殖酸肥料可以提高烤煙體內脯氨酸的含量,增加其產量。本試驗結果表明:600 kg/hm2黃腐酸生物有機肥處理可通過增加脯氨酸含量來維持細胞的滲透平衡,進而提高自身的抗旱性能。