不同肥力搭配对太子参抗氧化酶活性及叶绿素含量影响初探△

袁婧，李金玲，赵致，曹国璠，王华磊，刘红昌，罗春丽

(贵州大学农学院，贵州省药用植物繁育与种植重点(工程)实验室，贵州 贵阳 550025)

不同肥力搭配对太子参抗氧化酶活性及叶绿素含量影响初探△

袁婧，李金玲，赵致*，曹国璠，王华磊，刘红昌，罗春丽

(贵州大学农学院，贵州省药用植物繁育与种植重点(工程)实验室，贵州 贵阳 550025)

本文通过多因素盆栽试验，对不同肥力搭配下太子参抗氧化酶活性与叶绿素含量及其二者的相关性进行研究，分析施肥对太子参生长的影响，探索适宜太子参生长的施肥水平和组合。结果表明：每盆施用尿素3g，过磷酸钙7.5g，硫酸钾1g时，太子参抗氧化酶活性最低，叶绿素含量最高。此外，在不同施钾水平下，叶绿素与CAT和SOD活性都达到极显著相关，其他处理中的叶绿素与抗氧化酶活性没有达到显著相关。

作物栽培；太子参；抗氧化酶活性；叶绿素

太子参系石竹科(Caryophyllaceae.)多年生草本植物异叶假繁缕的块根，又名孩儿参、童参，喜凉爽气候，有较强的耐寒性，怕水涝，忌高温，主产于江苏、安徽、浙江、贵州等地[1，2]。目前关于太子参的生物学性状[3]、化学成分[4-6]、临床运用[7]、组织培养[8-11]、指纹谱技术[12]、DNA序列[13，14]等方面都有研究。对于太子参配方施肥也已有许多报道[15-18]，但还未深入探讨，特别是不同施肥水平对太子参抗氧化酶活性及叶绿素影响方面还未见涉及。植物在自身有氧代谢过程中以及外界逆境胁迫下，体内会产生大量活性氧，如不能及时清除，将会对植物的生长发育产生毒害作用。为了维持正常的生长，需要通过抗氧化酶系统和抗氧化剂对活性氧进行清除[19，20]。叶绿素含量的多少能反应作物光合作用的强弱。本文通过多因素盆栽试验，对不同肥力搭配下太子参抗氧化酶活性与叶绿素含量及其二者的相关性进行研究，分析施肥对太子参生长的影响，探索适宜太子参生长的施肥水平和组合，为太子参的营养调控和高产栽培奠定基础。

1 材料与方法

1.1 供试材料

太子参种源来自贵州省施秉县太子参GAP基地。所用肥料分别为：尿素(总氮≥46.4％，贵州赤天化股份有限公司)、过磷酸钙(P2O5≥12％，福泉市金盛化工有限责任公司)、硫酸钾(K2SO4≥50％，贵州赤天化股份有限公司)、有机肥(总养分≥4％、有机质≥30％、水分≤20％，贵州吉龙生态科技有限公司)等。

1.2 试验方法

2011年12月种于贵州大学教学农场，基础肥力为：碱解氮含量147.61mg·kg-1、速效磷含量31.97mg·kg-1、速效钾含量 117.73mg·kg-1，Ph值为4.77～6.89。在太子参叶片茂盛生长期6月份，根据取样的广泛性和代表性原则，每个处理取10株，每株取3片长势均匀的叶子，放入冰盒后，带回实验室并及时处理样品。设计为盆栽试验，分3个不同水平的氮、磷、钾肥施用量，测定太子参生长旺盛期叶片抗氧化酶活性及其叶绿素含量的差异。其中桶直径30cm，高28cm，容量15 L，每桶含土20kg，定苗3株太子参，定期浇水除草，并记录相关长势。抗氧化酶活性测定参考Beauchamp等[21-24]的方法，叶绿素含量测定使用CCM-200便携式叶绿素仪。具体试验方案见表1。

表1 太子参各施肥处理方案

2 结果与分析

2.1 植物抗氧化酶活性的测定

2.1.1 过氧化氢酶(CAT) 从表1可以看出，不同施肥水平对太子参过氧化氢酶活性的影响是不一样的，随着施肥量的增加，CAT活性显著降低。从施氮量来看，每盆施用1g氮肥的CAT活性极显著高于其他施用量；增加到2g/盆后，过氧化氢酶活性降低1.11％；继续增加用量，CAT活性却没有显著降低。从施磷量来看，施用2.5g/盆的太子参CAT活性极显著高于5g/盆的11％和7.5g/盆的24％。类似地，随着施钾量的增加，CAT活性降低，但是在0.5g/盆和1g/盆水平上没有达到显著差异；当钾肥增施到1.5g/盆后，CAT活性极显著降低，比0.5g/盆的处理下降了26％。综上，当施用尿素3g/盆，过磷酸钙7.5g/盆，硫酸钾1.5g/盆时，太子参CAT活性最低，分别为8.115 2μ·(g·s)-1、7.680 3 μ·(g·s)-1、7.560 3μ·(g·s)-1；当施用尿素 1g/盆，过磷酸钙2.5g/盆，硫酸钾0.5g/盆时，太子参CAT活性最高，分别为 7.560 3μ·(g·s)-1、9.531 2μ·(g·s)-1、9.522 9μ·(g·s)-1。

表2 不同施肥水平对太子参叶片CAT的影响/μ·(g·s)-1

2.1.2 超氧化物歧化酶(SOD) 从表3可以看出，不同施肥水平对太子参超氧化物歧化酶活性的影响是不一样的，随着施肥量的增加，SOD活性降低。从施氮量来看，每盆施用1g氮肥的SOD活性极显著高于其他施用量；增加1倍施氮量后，其活性降低1.05倍，增加2倍施氮量，降低1.85倍。从施磷量来看，施用2.5g/盆的SOD活性极显著高于施用5g/盆的17％，高于7.5g/盆的21％，但后两个施磷水平的处理对SOD活性变化没有显著影响。施钾量在3个水平的上表现出显著差异，施用1.5g/盆的SOD活性在0.5g/盆水平上降低了28％。综上，当施用尿素3g/盆，过磷酸钙7.5g/盆，硫酸钾1.5g/盆时，太子参SOD活性最低，分别为5.153 5×103μ·g-1、8.329 5×103μ·g-1、7.953 8×103μ·g-1；当施用尿素1g/盆，过磷酸钙2.5g/盆，硫酸钾0.5g/盆时，太子参SOD活性最高，分别为14.673 4×103μ·g-1、10.058 2×103μ·g-1、10.172 2×103μ·g-1。

表3 不同施肥水平对太子参叶片SOD的影响×103(μ/g)

2.1.3 过氧化物酶(POD) 从表4可以看出，不同施肥水平对太子参过氧化物酶活性的影响不同，随着施肥量的增加，POD活性降低。从施氮量来看，每盆施用1g氮肥的POD活性极显著高于其他施用量；增加1倍施氮量后，POD活性降低35％，随后再增施氮肥就没有显著差异了。从施磷量来看，施用2.5g/盆的太子参POD活性极显著高于施用5g/盆的19％，高于7.5g/盆的47％。但本实验中3个不同水平的施钾量对POD活性影响差异不大，没有达到显著水平。综上，当每盆施用尿素3g/盆，过磷酸钙7.5g/盆，硫酸钾1.5g/盆时，太子参POD活性最低，分别为5.793 9μ·(g·s)-1、6.000 0μ·(g·s)-1、7.241 1μ·(g·s)-1；当施用尿素 1g/盆，过磷酸钙2.5g/盆，硫酸钾0.5g/盆时，太子参POD活性最高，分别为 9.420 0μ·(g·s)-1、8.792 2μ·(g·s)-1、7.693 9μ·(g·s)-1。

表4 不同施肥水平对太子参叶片POD的影响/μ·(g·s)-1

2.2 叶绿素

从表5可以看出，不同施肥水平对太子参叶绿素相对含量的影响不同。从施氮量来看，随着施氮量的增加，叶绿素相对含量逐渐增加；每盆施用3g氮肥的叶绿素相对含量显著高于1g/盆和2g/盆的处理。从施磷量来看，施用2.5g/盆和5g/盆的太子参叶绿素相对含量没有达到显著差异，但是提高第三个水平的施磷量后，叶绿素相对含量显著提高到23.063 9。此外，过多的施钾量使得叶绿素含量降低，达到显著水平。综上，当施用当施用尿素3g/盆，过磷酸钙7.5g/盆，硫酸钾0.5g/盆时，太子参叶绿素含量最高，分别为22.968 5、23.063 9、22.252 8；当施用尿素1g/盆，过磷酸钙5g/盆，硫酸钾1.5g/盆时，太子参叶绿素含量最小，分别为18.733 3、18.779 6、18.848 1。

表5 不同施肥水平对太子参叶绿素的影响

2.3 不同肥力搭配对太子参抗氧化酶活性和叶绿素含量的综合影响

不同肥力搭配对太子参抗氧化酶活性和叶绿素含量的影响是不同的。9号处理(N3P3K2)叶绿素相对含量最高，SOD和POD活性最低，CAT活性高于2号(N1P2K2)和3号(N1P3K3)处理，均达到极显著水平。不同肥力搭配下，太子参叶绿素相对含量大小顺序为：9＞6＞8＞1＞3＞7＞4＞10＞5＞2，见图1；CAT活性高低顺序为：1＞3＞7＞6＞5＞4＞8＞9＞10＞2，见图2；SOD活性高低顺序为：1＞2＞3＞4＞6＞8＞5＞10＞7＞9，见图3；POD活性高低顺序为：10＞1＞2＞7＞4＞5＞3＞6＞8＞9，见图4。10号(空白)不施加氮、磷、钾肥后，叶绿素含量和SOD活性较低，CAT活性低于9号处理0.8％，高于2号处理17％，POD活性最高，在9号处理的基础上增加了1.48倍。综上，9号处理(N3P3K2)，即施用尿素3g/盆，过磷酸钙7.5g/盆，硫酸钾1g/盆时，太子参抗氧化酶活性最低，叶绿素含量最高；1号处理N1P1K1，即施用尿素1g/盆，过磷酸钙2.5g/盆，硫酸钾0.5g/盆时，太子参抗氧化酶活性活性最高，叶绿素含量比9号处理降低了27％。

图1 不同肥力搭配对太子参叶绿素的影响

图2 不同肥力搭配对太子参叶片CAT的影响

图3 不同肥力搭配对太子参叶片SOD的影响

图4 不同肥力搭配对太子参叶片POD的影响

2.4 相关性比较

经过DPS数据处理软件得出，不同施氮水平下，太子参叶片中CAT活性与SOD和POD活性达到显著正相关，三种酶与叶绿素含量都没有达到显著相关；不同施磷水平下，只有CAT活性与POD活性的相关系数达到极显著水平；不同施钾水平下，叶绿素含量与CAT和SOD活性都达到极显著正相关，而与POD没有达到显著相关，此外CAT活性与SOD也达到极显著正相关。见表6。

表6 不同肥力水平对太子参抗氧化酶活性和叶绿素含量的相关性影响

3 结论与讨论

本文通过多因素盆栽试验，对不同肥力搭配下太子参抗氧化酶活性与叶绿素含量及其二者的相关性进行研究，分析施肥对太子参生长的影响，探索适宜太子参生长的施肥水平和组合。结果表明：当施肥分别为N1、P1、K1水平时，太子参抗氧化酶活性最低；为N2、P2、K2水平时，太子参抗氧化酶活性升高；为N3、P3、K3水平时，太子参抗氧化酶活性最高。而叶绿素含量在N3、P3、K1水平时最高，在N1、P2、K3水平时最低。不同配方施肥中，N3P3K2，即施用尿素3g，过磷酸钙7.5g，硫酸钾1g每盆时，太子参抗氧化酶活性最低，叶绿素含量最高。

植物在大多的环境胁迫下，抗氧化酶总活性的变化多是随着胁迫强度增大而出现“先升后减”的情况[25-27]。本试验中，当施肥量不足时，太子参抗氧化酶活性在一直在升高，叶绿素含量也较低，说明植株缺少养分；当施肥量增加时，太子参抗氧化酶活性逐渐降低，叶绿素含量升高，说明植株减轻了养分缺少的环境胁迫。

本实验中，3个不同水平的氮磷钾肥力对太子参的三种抗氧化酶活性的影响有的达到稳态，有的还在继续减少，需要进一步调整施肥水平继续研究。抗氧化酶系统只是植物适应和抵抗逆境的一方面，为了更加透彻地研究太子参的配方施肥，需要考虑多方因素，植物生长的外在条件如温度、湿度、土壤中的水分、盐浓度等发生积聚变化或某些农药及病原体等作用于植物时，都会使植物体产生大量的活性氧，形成氧化损伤，使得抗氧化酶活性发生变化。一般情况下，植株抗氧化酶活性与叶绿素含量是相关的，本文中，叶绿素含量只在不同施钾水平下，才与CAT和SOD活性都达到极显著相关，其他处理的叶绿素与过氧化物酶活性没有达到显著相关，且过多的钾肥使得叶绿素含量降低，可能是因为氮肥和磷肥的施用量还不够足，施钾量已经过量。其中也许还存在其他作用机理，比如光合作用和次生代谢产物合成等的影响等，需要进一步讨论和研究。

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Effects on the Antioxidant Enzyme Activity and Chlorophyll of Pseudostellaria heterophylla under Different Fertilities

YUAN Jing，LIJing-ling，ZHAO Zhi，CAO Guo-fan，WANG Hua-lei，LIU Hong-chang，LUO Chun-li
(College Of Agriculture，Guizhou Univerdity，Guizhou Engineering Laboratory of Propagation and Cultivation on Traditional ChineseMedicinal Materials，Guiyang 550025，China)

In this paper，antioxidase activity and chlorophyll concentration under different fertility collocations of Pseudostellaria heterophylla(Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.were studied separately as well as the correlation of them by multivariate pot experiment，in order to analyze their impact on the growth of Pseudostellaria heterophylla，and explore its suitable level and collocation of fertilization.The result shows that the lowest antioxidase activity and the highest chlorophyll concentration exhibited under the treatmentwith urea 3g calcium superphosphate 7.5g，potassium sulfate 1g for each basin of Pseudostellaria heterophylla.In addition，under the treatment with different level of potassium，chlorophyll concentration and the activities of CAT and SOD reached a most significant correlation，while no significant correlation has reached between antioxidase enzyme activity and chlorophyll concentration under other treatments.

Cro Pcultivation；Pseudostellaria heterophylla；Antioxidant Enzyme Activity；Chlorophyll

2012-09-14)

贵州省科技厅中药现代化项目施中药科合专项(2010)03号，贵州省科技厅重点实验室计划项目，黔科合计Z字 [2010]4015，贵州省发展和改革委员会高技术产业化示范工程项目(黔发改高技 [2009]2805)，贵州省科技厅创新人才团队建设项目(黔科合人才团队 [2010]4006)

*[通讯作者]赵致，zzhao＠gzu.edu.cn