氮钾配施对万寿菊幼苗生理特性的影响

朱 亚，马雪莉，赵永平，付献欧，赵 盟

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

万寿菊(Tagetes erecta L)又名臭芙蓉、金盏菊等，为菊科万寿菊属一年生草本植物，原产于墨西哥，目前，在我国许多地方均有栽培，是一种普遍种植的经济植物。已有研究中表明万寿菊的鲜花中含有大量的叶黄素，叶黄素既可以作为色素添加剂，在营养与医疗保健方面也具有较多功能，也具有抗氧化、消除自由基等作用，还可以预防和治疗视力方面的问题，以及心脑血管硬化、冠心病和肿瘤等疾病，同时也被广泛应用于医药和食品等领域［1-3］。万寿菊抗性强，对土壤要求不高，耐移植，容易栽培，生长迅速，病虫害较少;开花时花大而艳，花期长，群体栽培效果好等优点，是一类兼具观赏价值和药用价值的经济作物［4］。氮是矿质营养中的核心元素，是限制植物生长发育的关键营养元素［5，6］。孙文相等的研究表明，氮是大豆蛋白质、细胞器和酶等物质的主要组成成分，参与许多生命活动，对大豆的生长及产量等方面有重要影响［7］。陈剑等［8］研究结果表明适量的肥料对绿豆叶片中的各项生理指标具有显著的影响。钾肥在植物生长发育过程中有重要作用，向达兵等［9］研究认为合理施钾在大豆干物质积累方面有重要作用，可以促进最终产量的形成。吴国欣等［10］研究表明，不同的氮、磷、钾施用量对降香黄檀苗木叶片的可溶性糖质量分数和叶绿素也有显著影响。当前大多数学者对万寿菊鲜花中的叶黄素提取工艺及万寿菊栽培方面有较多研究，但关于氮钾配施对万寿菊生长影响方面研究较少，本试验主要研究了氮钾配施对不同品种万寿菊幼苗生理特性的影响，通过对比分析不同氮、钾肥配施下不同品种万寿菊各种理化指标的变化，初步明确氮钾肥的最佳配施比例以及不同品种万寿菊对氮钾肥的响应，为万寿菊合理施肥及适宜品种选择和推广提供理论参考。

1 试验材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为引自甘肃的LJ-W-01 和江苏的SQ-S-03 两个万寿菊品种。

1.2 试验设计

试验于2019 年3 月在商洛学院生物医药与食品工程学院实验中心进行。采用盆栽试验，盆栽土壤为沙土和当地壤土按1:1 比例混合使用。在基施等量磷的基础上，采用裂区设计，主区为氮肥处理，设0、120、240、360kg·hm-2四个水平;副区为钾肥处理，设0、100、200、300 kg·hm-2四个水平，每处理3 次重复。选充实饱满的万寿菊种子，用10% NaClO 消毒10 min，蒸馏水漂洗。用蒸馏水浸种24 h 后，在培养皿中放上滤纸，使纸紧贴底部，往内加一些水，使其润湿(防止气泡的产生)，把浸泡过的种子点在滤纸上。再往内浇上水，注意皿内的水不能淹没种子。然后把种子放在恒温箱中(27℃左右)催芽，之后每2d 补充水分一次，直至种子发芽。

1.3 生理指标测定与方法

SOD 活性测定用氮蓝四唑还原法、POD 活性测定用愈创木酚显色法、CAT 活性测定用紫外吸收法、MDA 含量测定用硫代巴比妥酸法、相对电导率测定用浸泡法、可溶性蛋白质含量测定用考马斯亮蓝G-250 染色法、脯氨酸(Pro)含测定用茚三酮比色法［11］。

1.4 数据分析

试验数据采用Microsoft Excel 2003 和SPSS 18 软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 氮钾配施对万寿菊幼苗保护酶活性的影响

由表1 可以看出，不同氮钾配施处理间SOD(超氧化物歧化酶)、POD(过氧化物酶)和CAT(过氧化氢酶)活性均存在显著差异，同一施氮水平SOD 活性随着施钾量的增加而升高，当施氮量达到240 kg·hm-2时，同一施氮水平SOD 活性呈现下降趋势，在氮钾配比为N 240 kg·hm-2、K 200 kg·hm-2时，SOD 活性均达到最大值，分别较不施氮钾处理增加了116.08%和143.78%。同一施氮水平下，当施氮量为0 或者达到320 kg·hm-2时，POD 活性随着施钾量的增加呈现先增加后下降的趋势;两个万寿菊品种LJ-W-01 和SQ-S-03 在氮钾配比为N 240 kg·hm-2、K 300 kg·hm-2时，POD 活性均达到最大值，分别较不施氮钾处理增加了267.95%、239.13%。相同施氮水平下，LJ-W-01 品种和SQ-S-03 品种CAT 活性随施钾量的增加而增加;相同施钾水平下，参试的两个万寿菊品种CAT 活性随施氮量的增加而上升，但当施钾量达到300 kg·hm-2时，CAT 活性随着施氮量的增加而下降。

2.2 氮钾配施对万寿菊幼苗膜脂过氧化的影响

2.2.1 氮钾配施对万寿菊幼苗电导率的影响由图1 可知，随着氮钾施用量的增加，万寿菊幼苗相对电导率呈现先降低后升高的趋势。参试的两个万寿菊品种当氮肥使用量为0 kg·hm-2时，电解质渗出率均随钾肥施用量的增加而降低;当施氮量在120～240 kg·hm-2时，电解质渗出率随钾肥施用量的增加而呈现先降低后升高的趋势，但当施氮量为360 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊对品种对氮钾肥响应不同。当施钾量为200 kg·hm-2时，LJ-W-01 品种的施氮量为120、240、360 kg· hm-2时分别较不施肥减少了32.43%、59.46%和22.51%;SQ-S-03 品种的施氮量为120、240、360 kg·hm-2时分别较不施氮减少了61.61%、62.49%和23.19%。

图1 氮钾配施对万寿菊幼苗相对电导率的影响

2.2.2 氮钾配施对万寿菊幼苗丙二醛含量的影响 由图2 可以看出，当施钾量为0 kg·hm-2时，LJ-W-01 品种MDA(丙二醛)含量随着施氮量的增加呈现先降低后升高的趋势;而SQ-S-03 品种随着施氮量的增加而降低。同一钾肥施用水平下，当钾肥施用量为100～300 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种MDA 含量随着施氮量的增加先降低后升高。相同施钾水平下，两个品种当施氮量为240 kg·hm-2时，MDA 含量均为最低;当施钾量为100 kg·hm-2时，分别较不施肥减少了57.14%和41.59%;当施钾量为200 kg·hm-2时，分别较不施肥减少了70.24%和67.28%;当施钾量为300 kg·hm-2时，分别较不施肥减少了65.6%和68.41%。

图2 氮钾配施对万寿菊幼苗丙二醛含量的影响

2.3 氮钾配施对万寿菊幼苗渗透调节物质的影响

2.3.1 氮钾配施对万寿菊幼苗可溶性蛋白含量的影响 由图3 可以看出，相同施氮水平下，当施氮量为0～120kg·hm-2时，两个品种可溶性蛋白含量均随着施钾量的增加而降低;当施氮量为240～360 kg·hm-2时，可溶性蛋白含量均随施钾量的增加呈现先降低后增加的趋势。当施氮量为240 kg·hm-2，施钾量为200 kg·hm-2时参试的两个万寿菊品种可溶性蛋白含量均最低，分别较不施肥处理减小了56.86%、67.39%。

2.3.2 氮钾配施对万寿菊幼苗脯氨酸含量的影响 由图4 可以看出，相同施氮水平下，当施氮量为0～120 kg·hm-2时，两个品种的游离脯氨酸含量均随着施钾量的增加而降低;当施氮量为240～360 kg·hm-2时，游离脯氨酸含量均随施钾量的增加呈现先降低后增加的趋势。相同施钾水平下，当施氮量为240 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种脯氨酸含量最低，当施钾量为100 kg·hm-2时，两个品种分别较不施肥处理减少了41.88%和41.27%;当施钾量为200 kg·hm-2时，分别较不施肥处理减少了54.88% 和88.43%;当施钾量为300 kg·hm-2时，分别较不施肥处理减少了52.88%和58.51%。

图3 氮钾配施对万寿菊幼苗可溶性蛋白含量的影响

图4 氮钾配施对万寿菊幼苗脯氨酸含量的影响

3 讨论

3.1 氮钾配施对万寿菊幼苗保护酶活性的影响

张福锁等研究表明，SOD 普遍存在于植物体内，且是抗氧化系统中很重要的金属酶，在酶保护系统中处于核心地位［12］。植物由于受到胁迫，其细胞膜通透性显著增大，因此其SOD 活性和POD活性均上升，但CAT 活性有所下降，且有较好抗逆性的植物却可以保持更高的保护酶活性以及细胞膜的完整性，因此具有很好的抗性［13］。刘慧英等［14］研究认为植物的抗氧化酶活性下降，表明逆境胁迫使植物活性氧防御系统能力有所下降。不同氮钾营养对植物抗氧化酶活性影响因植物种类不同而异，本试验研究结果表明，相同施氮水平下，参试的两个万寿菊品种CAT 活性随着施钾量的增加而增加，当施氮量较少时，POD 活性和SOD 活性随着施钾量的增加而增加，但当施氮量达到240 kg·hm-2时，POD 活性和SOD 活性有逐渐下降的趋势。当氮钾配比为N 240 kg·hm-2、K 300 kg·hm-2时，万寿菊幼苗POD 活性和CAT活性均达到最大，分别较不施氮钾处理增加了267.95%、239.13%、492.49%和263.38%;而当氮钾配比为N 240 kg·hm-2、K 200 kg·hm-2时，SOD 活性均达到最大值，分别较不施氮钾处理增加了116.08%和143.78%。说明适合理施肥可提高万寿菊幼苗保护酶的活性。

3.2 氮钾配施对万寿菊幼苗膜质过氧化程度的影响

植物体内有很多抗氧化保护酶和非酶物质，在一般情况下可清除活性氧自由基，使其产生和清除处于一种动态平衡状态下，使植物细胞免受活性氧的危害，维持细胞膜系统的稳定性，有效增强植物的抗逆性，相对电导率的大小常作为膜伤害或变性的重要标志，相对电导率和MDA 含量的大小可以直接反映出细胞膜受损伤的程度［15-17］。本试验研究表明，参试的两个万寿菊品种当氮肥使用量为0 kg·hm-2时，电解质渗出率均随着施钾量的增加而降低;但当施氮量在120～360 kg·hm-2时，电解质渗出率随着施钾量的增加而呈现先降低后升高的趋势。不同氮钾配比对植物细胞膜系统也有影响，郭莹等［18］研究发现，水培条件下随着铵态氮比例的增大，大白菜中MDA 含量、电解质渗出率升高。本试验结果表明，当施钾量为0 kg·hm-2时，LJ-W-01 品种MDA(丙二醛)含量随着施氮量的增加呈现先降低后升高的趋势;而SQ-S-03 品种随着施氮量的增加而降低。且相同施钾水平下，两个品种当施氮量为240 kg·hm-2时，MDA 含量均为最低。

3.3 氮钾配施对万寿菊幼苗渗透调节物质的影响

可溶性蛋白和游离脯氨酸是逆境胁迫下植物体内最重要的有机渗透调节物质，氮肥施用量对其影响显著。刘国英等［19］研究指出，番茄幼苗可溶性蛋白含量随营养液中铵态氮比例的增加而呈现升高的趋势。本试验结果表明，相同施氮水平下，当施氮量为0～120 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种可溶性蛋白含量均随着施钾量的增加而降低;当施氮量为240～360 kg·hm-2时，可溶性蛋白含量均随施钾量的增加呈现先降低后增加的趋势。当施氮量为240 kg·hm-2，施钾量为200 kg·hm-2时参试的两个万寿菊品种可溶性蛋白含量均最低，分别较不施肥处理减小了56.86%、67.39%。相同施钾水平下，当施氮量为240 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种脯氨酸含量最低，说明合理的施肥能够稳定和增加万寿菊幼苗体内游离脯氨酸和可溶性蛋白含量，增加植物的持水力，以适应不良的环境，减少逆境对植物的伤害。

4 结论

不同的氮钾配比施肥对万寿菊幼苗各项生理指标均有显著影响。对幼苗各种氧化酶活性而言，当氮含量为240kg·hm-2，钾含量为200～300kg·hm-2时，对万寿菊幼苗各项保护酶活性效果最好。不同品种万寿菊幼苗膜脂过氧化程度对氮钾配对施肥的响应不同，相同施氮水平下，当施钾量为200～300 kg·hm-2时，LJ-W-01 品种电解质渗出率最低，而当施钾量为200 kg·hm-2时，SQ-S-03 品种电解质渗出率最低。且相同施钾水平下，当施氮量为240 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种MDA 含量均最低。当施氮量为240 kg·hm-2，施钾量为200 kg·hm-2时参试的两个万寿菊品种可溶性蛋白含量均最低。相同施钾水平下，当施氮量240 kg·hm-2时，参试的两个万寿菊品种脯氨酸含量最低。