森林与环境学报  2018, Vol. 38 Issue (1): 38-43   PDF    
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.01.007
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郑钰铟, 冯振华, 陈辉, 郑国华, 陈俊杰, 宋倩倩
ZHENG Yuyin, FENG Zhenhua, CHEN Hui, ZHENG Guohua, CHEN Junjie, SONG Qianqian
不同保水处理对油茶起苗后苗木质量的影响
Effects of grafted seeding quality with different water retaining treatments in Camellia oleifera
森林与环境学报,2018, 38(1): 38-43.
Journal of Forest and Environment,2018, 38(1): 38-43.
http://dx.doi.org/10.13324/j.cnki.jfcf.2018.01.007

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收稿日期: 2017-05-17
修回日期: 2017-06-19
不同保水处理对油茶起苗后苗木质量的影响
郑钰铟, 冯振华, 陈辉, 郑国华, 陈俊杰, 宋倩倩     
福建农林大学经济林研究所, 福建 福州 350002
摘要:利用抗蒸腾剂、保水剂、阿司匹林和黄腐酸生态液对起苗后的‘闽43’油茶无性系1年生嫁接苗木进行保水处理,并探讨对苗木生长指标、光合特性、抗氧化酶系统和渗透调节的影响。结果表明:抗蒸腾剂能使油茶苗木的放置时间延长,达11 d;并且在维持过氧化物酶(POD)活性和可溶性蛋白含量优于其他处理。保水剂在维持苗木的叶绿素SPAD值和过氧化氢酶(CAT)活性效果较好,阿司匹林在维持苗木地径生长效果较优。通过隶属函数对室内、室外对照和4个保水处理的14个指标进行统计分析,得出不同处理对苗木质量的影响:抗蒸腾剂保水效果最好,其次是保水剂、阿司匹林、黄腐酸生态液和室内对照,室外对照的保水效果较差。研究结果为提高油茶嫁接苗的质量及起苗后成活率提供参考。
关键词油茶    保水处理    成活率    苗木质量    
Effects of grafted seeding quality with different water retaining treatments in Camellia oleifera
ZHENG Yuyin, FENG Zhenhua, CHEN Hui, ZHENG Guohua, CHEN Junjie, SONG Qianqian     
Nontimber Product Forest Institute, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China
Abstract: Different water retaining treatments of plant antitranapirant agent, water-retaining agent, aspirin and fulvic acid were conducted. Then effects of treatments on indexes including growth index, photosynthetic trait, antioxidant enzyme system and osmoregulation were discussed. The results showed that antitranapirant agent could prolong the storage time of Camellia oleifera seedling in a level of 11 d, and better ability in maintaining peroxidas(POD) activity and soluble protein content. Water retaining agent had the best effect in maintaining chlorophyll SPAD and catalase(CAT) activity. Aspirin worked most perfect in maintaining ground diameter. By the membership function analysis of 14 indicators in 4 treatments and 2 controls, the effects of different treatments on seedling quality were obtained:antitranapirant agent water retention effect was the best, followed by water-retaining agent, aspirin, fulvic acid ecological solution and indoor control, outdoor control water retention effect was weak. The results could provide a reference for improving the quality of grafted seedlings and survival rate in C. oleifera.
Key words: Camellia oleifera Abel.     water retaining treatment     surviving rate     seedings quality    

油茶(Camellia oleifera Abel.)是我国南方重要的木本食用油料树种[1], 全国现有栽培面积约400万hm2,油茶籽年产量约100万t,可榨油约20万t[2]。油茶耐干旱瘠薄,具有绿化、涵养水源、增加碳汇等功能,集生态、经济和社会效益于一身。油茶造林一般使用嫁接或扦插苗,从起苗到种植一般需要4~5 d, 油茶苗木在移植过程中的最大伤害就是伤根、失水,苗木含水量是影响苗木活力和栽植成活的关键因子,避免或减少苗木水分散失有利于提高其成活率[3-4]。孙云松等[5]研究表明,将抗蒸腾剂喷洒在小叶杨和油松叶面能显著提高苗木移植的成活率;杨瑞香等[6]研究表明,施用保水剂可以降低桉树栽培基质的脱水速度,提高其成活率;夏海武等[7]研究表明,施用阿司匹林能够提高甘蓝试管苗的成活率;杨光滢等[8]研究表明,黄腐酸能够提高枸杞苗木移栽的成活率。文中针对油茶起苗后,利用抗蒸腾剂、保水剂、阿司匹林和黄腐酸生态液对油茶苗木进行不同的保水处理,旨在探究不同处理下油茶苗木起苗后能维持的极限时间,为延长油茶起苗后的放置时间、提高成活率提供一定的科学依据。

1 材料与方法 1.1 材料

福建省桐口林场‘闽43’1年生嫁接苗,采用芽苗砧嫁接。

1.2 方法

试验于秋季油茶嫁接苗移植前进行,选取长势一致的30棵1年生油茶嫁接苗移植在试验地(随起随栽, 第0天的值)。除室内无药物处理(T1)、室外无药物处理(T2)外,其余嫁接苗进行药剂蘸根处理或全株喷洒处理,保水剂处理(T3)为蘸根处理,抗蒸腾剂处理(T4)、阿司匹林处理(T5)与黄腐酸生态液处理(T6)为全株喷洒,每个处理各500株。处理后的油茶苗木放在6个口径为70 cm×100 cm的纸箱子中,其中室外对照放置在室外阴凉通风处,其余4个保水处理和室内对照则放于同一阴凉但不通风的房间中。试验期间室外的平均温度为38.1 ℃,平均相对湿度为70.7%,室内的平均温度为31.9 ℃,平均湿度为79.5%。试验共持续11 d。试验期间每天早上9点选取30株苗木,24株移植田间,6株装入自封袋保存于-80 ℃冰箱(用于抗氧化酶系统和渗透调节测定)。统计自移植之后每天各个处理成活的株数,持续30 d,计算其成活率。用直尺和游标卡尺测量苗高和地径,每个月测定油茶嫁接苗的月增长量,持续3个月。每天上午9点选取主干顶端往下的第3片叶片,称其鲜重,之后于105 ℃烘箱中杀青20 min,接着80 ℃烘箱中烘干至恒重,计算含水率,公式为

$ 含水率/\% = \frac{{鲜重-恒重}}{{鲜重}} \times 100 $

每天早上9点用叶绿素仪(SPAD-502,日本)测定移植田间嫁接苗的叶绿素SPAD值;用便携式光合作用仪(Li-6400,美国)对移植田间的嫁接苗进行叶片气孔导度(stomatal conductance,Gs)、蒸腾速率(transpiration rate,Tr)和胞间CO2浓度(intercellular CO2 concentration,Ci)测定。超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性测定采用氮蓝四唑法[9];过氧化物酶(peroxidas,POD)活性测定采用愈创木酚法[9];过氧化氢酶(catalase,CAT)活性测定采用紫外吸收法[9];脯氨酸含量测定采用茚三酮方法[9];可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝法[9];可溶性糖含量的测定采用蒽酮法[9]

1.3 数据分析

通过Excel 2003和SPSS20.0软件进行统计分析。

2 结果与分析 2.1 不同保水处理对苗木质量的影响

苗木生长指标中的成活率、苗高月增长量、地径月增长量和叶片含水率均随着放置时间的延长呈下降趋势,室内和室外对照下降的幅度明显高于4个保水处理(图 1)。在4个保水处理中,抗蒸腾剂处理的苗木移植成活率、叶片含水率、地径月增长量所维持时间较长。放置小于7 d的苗木移植成活率在80%以上,放置11 d后成活率才为0;放置小于9 d的苗木叶片含水率都在70%左右,之后开始下降。当室内、室外对照和4个保水处理苗木移植成活率均为0时,叶片含水率均下降到45%左右,表明当叶片含水率低于45%时,苗木失去活性。保水剂处理的苗木在放置2 d后的苗高月增长量达到峰值,且高于其他处理。

图 1 不同处理对苗木生长指标的影响 Fig. 1 Effects of different treatments with different treating time on the growth index of C. oleifera seedling

随着放置时间的延长,移植田间的苗木叶绿素SPAD值呈现负增长趋势,室内和室外对照的下降幅度显著高于4个保水处理(图 2)。室外对照放置3 d的苗木叶绿素SPAD值相比随起随栽下降71.5%;室内对照放置4 d的苗木叶绿素SPAD值相比随起随栽下降64.1%;抗蒸腾剂处理在4个保水处理中的效果较好,前7 d苗木的叶绿素SPAD值变化较小,之后开始显著下降,放置11 d苗木的叶绿素SPAD值为4.65,接近于0。随着放置时间的延长,经过保水处理的苗木移植试验地后叶片Gs呈先下降后上升再下降的趋势,室内和室外对照呈总体下降的趋势;室内、室外对照和4种保水处理的苗木叶片的Tr变化规律同Gs变化规律一致;室内、室外对照和4种保水处理的苗木叶片Ci均呈先下降后上升的趋势。

图 2 不同处理对苗木光合特性的影响 Fig. 2 Effects of different treatments with different treating time on the photosynthetic traits index of C. oleifera seedling

抗氧化酶系统中的SOD、POD、CAT活性随放置时间的延长呈先上升后下降的变化趋势(图 3)。室内、室外对照与4个保水处理的苗木SOD、POD、CAT活性出现的峰值均高于随起随栽,表明植物在受到水分胁迫时,细胞会主动启动保卫系统,抗氧化酶数量急剧增加,4个保水处理出现峰值的时间晚于室内和室外对照,维持酶活性的时间又长于室内和室外对照。抗蒸腾剂能较长时间维持苗木的SOD、POD、CAT活性,在放置第8天出现SOD活性峰值,之后显著下降;放置第6天出现POD活性峰值,峰值出现的时间相比其他处理较晚,且峰值大于其他处理;CAT活性变化比较复杂,在第11天CAT活性才为0,在第5天出现峰值,但是低于保水剂的,保水剂处理的苗木在第2、5天出现峰值,且峰值均大于其他处理。

图 3 不同处理对苗木抗氧化酶系统的影响 Fig. 3 Effects of different treatments with different treating time on the antioxidase system of C. oleifera seedling

室内、室外对照和4个保水处理的脯氨酸和可溶性蛋白含量随放置时间的延长均呈先上升后下降的变化趋势,4个保水处理出现峰值的时间晚于室内和室外对照,峰值均高于室内和室外对照(图 4)。阿司匹林处理的苗木可溶性糖含量呈先波动变化再上升后下降的趋势,放置小于5 d, 其含量在1.5%~2.0%波动,在第7天出现峰值,相比随起随栽上升了43.4%,之后呈下降趋势。

图 4 不同处理对苗木渗透调节的影响 Fig. 4 Effects of different treatments with different treating time on the osmotic adjustment of C. oleifera seedling
2.2 不同保水处理苗木质量各指标的相关性分析

对室内、室外对照和4个保水处理的油茶苗14个生理生化指标进行相关性分析(表 1)。苗木的成活率与苗高、叶片含水量、SOD活性、POD活性、脯氨酸含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量呈显著正相关;与Gs呈负相关,但相关性不显著。苗高与地径、叶片含水量、叶绿素SPAD值、SOD活性、POD活性、可溶性蛋白含量呈显著正相关;与叶片GsCi呈负相关,但相关性不显著。地径与叶片含水量、SOD活性、POD活性呈显著正相关;与叶片GsTrCi、CAT活性呈负相关,但相关性不显著。

表 1 各指标之间的相关性分析 Table 1 Correlation analysis on different indexes
指标
Index
A B C D E F G H I J K L M N
A 1.00
B 0.87* 1.00
C 0.60 0.84* 1.00
D 0.87* 0.93** 0.91** 1.00
E 0.61 0.82* 0.58 0.63 1.00
F -0.35 -0.34 -0.36 -0.34 -0.03 1.00
G 0.01 0.03 -0.34 -0.24 0.18 0.39 1.00
H 0.12 -0.31 -0.46 -0.14 -0.39 0.49 0.13 1.00
I 0.76* 0.96** 0.90** 0.92** 0.77* -0.19 0.05 -0.32 1.00
J 0.85* 0.82* 0.83* 0.96** 0.43 -0.23 -0.21 0.09 0.84* 1.00
K 0.40 0.13 -0.41 -0.06 0.20 0.15 0.74 0.48 -0.01 -0.02 1.00
L 0.76* 0.45 0.09 0.48 0.4 0.21 0.19 0.65 0.35 0.54 0.66 1.00
M 0.94** 0.92** 0.57 0.80* 0.79* -0.36 0.17 -0.11 0.78* 0.69 0.46 0.66 1.00
N 0.94** 0.69 0.47 0.78* 0.30 -0.33 -0.02 0.35 0.60 0.85* 0.41 0.76* 0.78* 1.00
  注:*表示在0.05水平上显著相关;**表示在0.01水平上显著相关; A.成活率; B.苗高; C.地径; D.叶片含水量; E.叶绿素SPAD值; F.气孔导度; G.蒸腾速率; H.胞间CO2浓度; I.SOD活性; J.POD活性; K.CAT活性; L.脯氨酸; M.可溶性蛋白; N.可溶性糖。Note:*represents significant correlation at 0.05, **represents significant correlation at 0.01, A.rate of survival, B.seedling height, C.basal diameter, D.leaf water content, E.chlorophyll SPAD value, F.Gs, G.Tr, H.Ci, I. SOD activity, J.POD activity, K.CAT activity, L.Proline, M.soluble protein, N.soluble sugar.
2.3 不同保水处理苗木质量各指标的隶属函数分析

采用模糊数学中的隶属函数值法对室内、室外对照和4个保水处理的14个指标的保水效果进行综合评价。当指标与保水作用呈正相关时,用隶属函数进行计算:F(Xi)=(Xi-Xmin)/(Xmax -Xmin); 当指标与保水作用呈负相关,则用反隶属函数进行换算:F(Xi)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax -Xmin)。F(Xi)为各个指标的隶属函数值;Xi为某个指标的测定值;Xmax为某个指标的最大测定值;Xmin为某个指标的最小测定值。将计算得出的隶属函数值进行累加并求得平均值(表 2), 平均值越大,说明该处理的保水效果越好,抗蒸腾剂保水效果最好,其次是保水剂、阿司匹林、黄腐酸生态液、室内对照,室外对照的保水效果较差。

表 2 油茶苗的不同保水处理综合评定指数 Table 2 The comprehensive evaluation index of different treating methods of C. oleifera seedlings
指标Index T1 T2 T3 T4 T5 T6
成活率Rate of survival 0.567 8 0.433 3 0.671 3 0.656 3 0.620 8 0.657 4
苗高Seedling height 0.477 3 0.478 5 0.625 9 0.637 1 0.613 6 0.615 7
地径Basal diameter 0.517 3 0.587 4 0.781 0 0.651 7 0.725 9 0.685 7
叶片含水量Leaf water content 0.548 0 0.457 2 0.772 1 0.928 7 0.841 6 0.794 0
叶绿素SPAD值Chlorophyll SPAD value 0.635 1 0.667 9 0.775 6 0.691 5 0.785 2 0.748 2
气孔导度Gs 0.206 1 0.138 8 0.273 9 0.352 8 0.252 6 0.373 3
蒸腾速率Tr 0.501 2 0.403 3 0.440 9 0.621 5 0.600 0 0.603 8
胞间CO2浓度Ci 0.138 5 0.126 8 0.229 6 0.263 4 0.242 6 0.262 0
SOD活性SOD activity 0.536 6 0.566 2 0.711 7 0.725 2 0.702 8 0.654 1
POD活性POD activity 0.308 2 0.248 9 0.352 8 0.421 8 0.369 0 0.339 3
CAT活性CAT activity 0.567 2 0.484 4 0.611 5 0.487 6 0.500 6 0.529 9
脯氨酸Proline 0.455 3 0.327 7 0.459 5 0.409 9 0.449 6 0.417 6
可溶性蛋白Soluble protein 0.584 7 0.540 7 0.690 0 0.638 2 0.642 1 0.675 9
可溶性糖Soluble sugar 0.482 9 0.398 0 0.500 9 0.515 4 0.470 4 0.491 6
平均值Average value 0.456 4 0.414 5 0.543 0 0.548 9 0.540 9 0.539 7
3 讨论与结论

经过保水处理的苗木在提高成活率和其他生长指标明显高于室内和室外对照, 其中室内对照高于室外对照。抗蒸腾剂在维持油茶苗木成活率、叶绿素含量、叶片GsTr、POD活性、可溶性蛋白含量等的效果优于其他处理,这与苏文锋等[10]研究结果一致。这是因为植物施用抗蒸腾剂后能够通过反射来减少吸收太阳辐射,从而降低植物表面温度和Tr。油茶苗木在干旱胁迫下会抑制叶绿素合成甚至加速叶绿素的分解,阻碍光合作用,降低净光合速率导致Ci供应不足[11]。而光合特性是决定植物生长性状的重要因素[12]。施用抗蒸腾剂可以缓解油茶苗木叶绿素下降,调控净光合速率,稳定Ci,在干旱胁迫下维持油茶苗木较高的成活率;阿司匹林在维持油茶苗木地径月增长量、SOD活性、脯氨酸含量等的效果优于其他处理。杨晓杰等[13]研究结果表明阿司匹林能够促进大豆生根发芽,提高清除酶的活性氧活性,阿司匹林能够被水解为具有抑制乙醇酸氧化酶活性作用的醋酸和具有消毒防腐作用的水杨酸,能够调控油茶苗木的新陈代谢,提高抗旱能力;保水剂在维持油茶苗木苗高月增长量、CAT活性等的效果较好。哈德卿[14]研究表明施用保水剂能够促进小麦穗长增长、提高千粒重,提高小麦产量。这是因为保水剂具有良好的吸水性能,并且可以将水分缓慢释放供植物吸收利用[15]。喷洒保水剂有利于油茶苗木生长发育,为油茶苗木健壮生长及丰产奠定良好的基础;相比其他处理,黄腐酸在维持油茶苗木Ci效果较好。黄腐酸是有机高分子化合物,具有丰富的活性官能团,生物活性强,并且容易被植物吸收利用。黄腐酸能够减少植物叶面蒸腾,加强光合作用,利于植物合成酶生成,提高植物抗旱能力[16]。张志成等[17]研究表明玉米在生育期喷洒黄腐酸溶液后,总耗水量减少,并且促进玉米生长。回振龙等[18]研究表明喷洒黄腐酸溶液可以缓解连坐对马铃薯的胁迫,提高马铃薯的脯氨酸和可溶性糖含量,有利于马铃薯抗逆性的提高和生长。

通过隶属函数分析,室内、室外对照和4个保水处理在油茶苗起苗后,对各个指标影响的综合表现为:抗蒸腾剂保水效果最好,其次是保水剂、阿司匹林、黄腐酸生态液、室内对照,室外对照的保水效果较差。文中利用抗蒸腾剂、保水剂、阿司匹林和黄腐酸对起苗后的油茶嫁接苗木进行保水处理,探讨对苗木生长指标、光合特性、抗氧化酶系统和渗透调节的影响,旨在为提高油茶嫁接苗的质量及起苗后成活率提供参考。

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