劉岳昆，曲善民，陳 露，何恩來，張 浩

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院, 黑龍江 大慶 163000）

紫花苜蓿(Medicago sativa)是一種多年生豆科牧草，被譽(yù)為“牧草之王”。具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗旱、耐寒、耐鹽堿、產(chǎn)量高的特點(diǎn)[1-3]，紫花苜蓿的營養(yǎng)價(jià)值極高，在不同的生長階段均含有較豐富的維生素、氨基酸以及常量元素，是養(yǎng)殖業(yè)重要的蛋白飼料作物。但我國紫花苜蓿產(chǎn)量與質(zhì)量并不能滿足市場需求。目前我國苜蓿的主要來源依賴于國外進(jìn)口，國外苜蓿憑借在質(zhì)量和穩(wěn)定供貨數(shù)量方面的優(yōu)勢，長期占據(jù)我國苜蓿市場[4-5]。從2019 年起，我國苜?；亟ㄔO(shè)面積由3.33 萬hm2增加到6.67 萬hm2，截至2020 年底，已累計(jì)支持高產(chǎn)36.67 萬hm2[6]。目前紫花苜蓿主要種植在華北、東北及西北地區(qū)，約占全國種植總面積的50%[7-9]，由于苜蓿生產(chǎn)高產(chǎn)期在5 年左右，之后產(chǎn)草量會逐年下降后，苜蓿田需要翻耕重新種植，因此連作脅迫較為普遍。

連作障礙表現(xiàn)為植物生長發(fā)育不良，葉子枯黃、產(chǎn)量及品質(zhì)下降，土壤營養(yǎng)失衡，微生態(tài)環(huán)境惡化，還會導(dǎo)致土壤從“細(xì)菌型”向“真菌型”逐漸轉(zhuǎn)化。連作障礙一般在生長初期明顯，后期常可不同程度地恢復(fù)，但對作物和土壤造成的傷害不可緩解[10-13]。目前常見緩解連作障礙的方法有間作、輪作以及土壤熏蒸劑等。

烯效唑(S3307) 屬植物生長調(diào)節(jié)劑，是一種三唑類赤霉素生物合成抑制劑。它起到延遲生長、刺激根系及側(cè)伸長以及緩解植物對環(huán)境脅迫的影響[14]。有研究表明S3307 浸種能有效緩解植物幼苗對干旱、低溫的逆境脅迫的抗性，提高脅迫下幼苗的葉面積、葉綠素、可溶性蛋白以及過氧化物酶(peroxidase,POD)活性等指標(biāo)，表現(xiàn)出明顯的壯苗效果[15]。因此，本研究采用S3307 浸種的方式，研究不同濃度S3307 處理對連作紫花苜蓿生產(chǎn)性能及生理指標(biāo)的影響，摸索最適宜的浸種濃度對連作紫花苜蓿的調(diào)控效應(yīng)，為應(yīng)對紫花苜蓿連作障礙提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1供試苜蓿

‘龍牧801’紫花苜蓿由黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)提供。

1.1.2供試土壤

采自黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)動物科技學(xué)院草業(yè)科學(xué)專業(yè)紫花苜蓿試驗(yàn)田(連作土壤)。試驗(yàn)田地理位置為46°55′ N，125°15′ E，地處北溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，受蒙古內(nèi)陸冷空氣和海洋暖流季風(fēng)的影響，冬季寒冷漫長，常有降雪；春秋季風(fēng)多；無霜期較短；晝夜溫差較大，有利于農(nóng)作物和牧草生長。土壤類型為草甸黑鈣土，紫花苜蓿播種前土壤pH 為8.3。種植紫花苜蓿6 年后，采集其種植紫花苜蓿6 年的苜蓿根際10-30 cm 土壤，土壤養(yǎng)分含量 為 全 氮4.04 g·kg-1、全 磷0.38 g·kg-1、全 鉀8.45 g·kg-1、有 效 磷8.15 mg·kg-1、有 效 鉀129.2 mg·kg-1，pH 為7.46。

1.1.3供試植物生長調(diào)節(jié)劑

供試烯效唑(S3307)于2021 年3 月采購自四川潤爾科技有限公司，有效成分5%。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取籽粒飽滿、沒有霉變的紫花苜蓿種子，經(jīng)無水乙醇浸泡15 s 消毒后，蒸餾水沖洗5 遍，用濾紙吸干備用；設(shè)置6 個(gè)S3307 濃度，分別為0 (CK，清水對照)、20、30、40、50 和60 mg·L-1。已消毒的紫花苜蓿種子在不同濃度的S3307 溶液中浸泡8 h后，播種在含土量13.5 kg 的盆中(盆內(nèi)尺寸為長 ×寬 × 高 = 45 cm × 35 cm × 13 cm)，待苜蓿生長至第7 天時(shí)定株至40 株，每個(gè)處理4 個(gè)重復(fù)。生長至60 d后進(jìn)行形態(tài)學(xué)及生理生化指標(biāo)測定。

1.2.2測定指標(biāo)及方法

每個(gè)處理隨機(jī)選取8 株苜蓿測定株高、主根長、鮮重以及干重。

采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid, TBA)法測定丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量，采用酸性茚三酮比色法[16]測定脯氨酸含量。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019、SPSS 23.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，prism 軟件進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 對紫花苜蓿株高的影響

連作土壤中種植經(jīng)不同濃度S3307 浸種后的紫花苜蓿的株高有不同變化(圖1)，其中浸種濃度40 mg·L-1時(shí)紫花苜蓿株高顯著高于CK (P＜ 0.05)，增長幅度11.28%，其他處理組降低了株高，降低幅度0.05%～0.25%。

2.2 對紫花苜蓿根長的影響

經(jīng)S3307 40 mg·L-1溶液浸種后，紫花苜蓿的主根長與CK 相比顯著增長(P＜ 0.05) (圖1)，增長了14.83%；其次是30 mg·L-1浸種，增長了9.51%，與CK 差異不顯著(P＞ 0.05)。除30 mg·L-1浸種外，40 mg·L-1浸種顯著高于其他組(P＜ 0.05)。

圖1 S3307 浸種對連作紫花苜蓿株高與根長的影響Figure 1 Effect of soaking seed in S3307 on plant height and root length of continuous cropping alfalfa

2.3 對紫花苜蓿地上部分鮮、干重的影響

40 mg·L-1S3307 溶液浸種能有效提升連作紫花苜蓿地上部分鮮重，與CK 相比增重了41.69%(P＜ 0.05)，與其他組相比增重幅度介于31.48%～55.80%，均差異顯著(P＜ 0.05) (圖2)。浸種濃度為20、50、60 mg·L-1時(shí)，均顯著低于CK (P＜ 0.05)，降低幅度2.07%～24.19%。

S3307 浸 種 濃 度 在40 mg·L-1時(shí)，地 上 干 重較CK 顯著增加(P＜ 0.05)，增加了48.6%，且顯著高于其他組(P＜ 0.05)；其次是30 mg·L-1，提高了22.2%，但浸種濃度在60 mg·L-1時(shí)顯著低于CK (P＜ 0.05)(圖2)。適宜濃度的S3307 浸種可使紫花苜蓿地上干物質(zhì)積累出現(xiàn)高峰，顯著高于CK，說明對地上干物質(zhì)積累具有明顯促進(jìn)效應(yīng)。

圖2 S3307 浸種對連作紫花苜蓿地上鮮、干重的影響Figure 2 Effect of soaking seed in S3307 on aboveground fresh weight and dry weigh of continuous cropping alfalfa

2.4 對紫花苜蓿地下部分鮮、干重的影響

S3307 浸種濃度在40 mg·L-1時(shí)與CK 相比地下鮮重顯著提升(P＜ 0.05)，增重了22.36%，與其他組相比均差異顯著(P＜ 0.05)，提升幅度介于26.93%～49.72% (圖3)。在60 mg·L-1時(shí)顯著低于CK (P＜ 0.05)，降低了35.24%，其他組與CK 差異均不顯著(P＞0.05)。

圖3 S3307 浸種對連作紫花苜蓿地下鮮、干重的影響Figure 3 Effect of soaking seed in S3307 on underground fresh weight and dry weight of continuous cropping alfalfa

S3307 濃度40 mg·L-1時(shí)，地下部分干重較CK顯著增加了28.44% (P＜ 0.05)，其他組與CK 差異均不顯著(P＞ 0.05)，且浸種濃度在50、60 mg·L-1時(shí)有一定的減少(圖3)。適宜濃度S3307 浸種促進(jìn)了紫花苜蓿干物質(zhì)積累，表明其對光合物質(zhì)積累具有正效應(yīng)。

2.5 對紫花苜蓿植株內(nèi)丙二醛含量的影響

S3307 各濃度在浸種情況下均降低了連作紫花苜蓿MDA 含量，與CK 相比差異顯著(P＜ 0.05)，40 mg·L-1浸種最佳，降低效果最明顯，降低了48.28%(圖4)。由此可見，適宜濃度S3307 浸種，有效控制了紫花苜蓿植株內(nèi)MDA 的顯著增加，對于應(yīng)對連作逆境脅迫具有更好的自身保護(hù)效應(yīng)。

圖4 S3307 浸種對連作紫花苜蓿丙二醛的影響Figure 4 Effect of soaking seed in S3307 on MDA of continuous cropping alfalfa

2.6 對紫花苜蓿植株內(nèi)脯氨酸含量的影響

S3307 40 mg·L-1濃度浸種時(shí)會顯著提升紫花苜蓿葉片的脯氨酸含量(P＜ 0.05)，與CK 相比提高了63.72%，其他組與CK 組差異不顯著(P＞ 0.05) (圖5)。由此可見，適宜濃度S3307 浸種促進(jìn)了脯氨酸的顯著增加，對紫花苜蓿應(yīng)對連作逆境脅迫起到了應(yīng)有的生理效應(yīng)。

圖5 S3307 浸種對連作紫花苜蓿脯氨酸的影響Figure 5 Effect of soaking seed with S3307 on proline content of continuous cropping alfalfa

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)S3307 浸種能降低紫花苜蓿株高，但在40 mg·L-1浸種時(shí)會出現(xiàn)增高趨勢，紫花苜蓿主根長也得到了增長。劉春娟等[17]研究表明在干旱情況下兩種抗旱品種大豆(Glycine max)的根長均有所降低，但在施用S3307 后根長有所增長且差異顯著，并且莖稈也有所增粗。蘇一諾等[18]研究表明，葉面噴施S3307 能有效降低連作脅迫下紫花苜蓿株高，增加鮮重，對葉片及根部的過氧化物酶、超氧化物歧化酶活性、可溶性糖、脯氨酸以及葉綠素含量均有提升，同時(shí)降低全株的MDA 含量。本研究也發(fā)現(xiàn)S3307 浸種對連作苜蓿地上及地下部分鮮重、干重具有提升效果，增加了全株生物量，降低了莖葉中MDA 含量，并且提高了莖葉中脯氨酸含量。這表明S3307 浸種與葉噴均能緩解紫花苜蓿連作脅迫效應(yīng)。彭世勇和于艷[19]研究表明S3307 浸種能有效提高鹽脅迫下番茄(Solanum lycopersicum)的根長，提高葉片中含水量、葉綠素含量，且適用濃度介于5～50 mg·L-1。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)在浸種條件下苜蓿前期生長較為緩慢，隨著S3307 濃度增加恢復(fù)快速生長的時(shí)間也相對延長甚至未恢復(fù)生長，所以在浸種后苜蓿的相對基因表現(xiàn)有待研究。同時(shí)盆栽試驗(yàn)均為初探，田間試驗(yàn)仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

4 結(jié)論

施用濃度為40 mg·L-1的S3307 浸種處理紫花苜蓿，有效緩解了紫花苜蓿連作脅迫帶來的危害，苜蓿的根長顯著增加，干、鮮重均顯著增重，生物量積累表現(xiàn)良好，同時(shí)提高了苜蓿葉片中脯氨酸含量，降低了紫花苜蓿葉片的丙二醛含量，提高了紫花苜蓿在連作脅迫下的適應(yīng)能力。40 mg·L-1的S3307浸種處理，紫花苜蓿的各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于其他施用濃度，生長發(fā)育最佳，調(diào)控效果最明顯。該適宜濃度調(diào)節(jié)劑在紫花苜蓿連作生產(chǎn)時(shí)值得借鑒推廣。