不同微生物菌剂处理对芳樟叶绿素荧光参数的影响

黄秋良，袁宗胜，蒋天雨，朱晓如，陈瑞炎，张国防

(1.福建农林大学林学院，福建 福州 350002；2.闽江学院海洋研究院，福建 福州 353000；3.永安市林业局，福建 三明 366000)

芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟属的一个生化变种，因其含有丰富的芳樟醇(C10H18O)，故称为芳樟[1]。是集重要防护、珍贵用材、天然名贵香料、园林绿化于一身的多用途树种[2]。天然芳樟精油具有独特风味和旋光特征，是化学合成的芳樟醇无法比拟的，芳樟醇市场需求大、价格高、用途广，在国际市场上非常紧缺[3，4]。我国是香精香料生产和出口大国，但芳樟醇的天然香料非常紧缺，产量极少，供需矛盾十分突出[5，6]。培育高产量、高品质、稳定的芳樟油料林具有巨大的发展前景。

微生物菌剂是对植物生长发育有益的一类生物菌剂。微生物菌剂可直接或通过产生次级代谢产物间接作用于宿主植物，促进宿主植物的生长发育、提高宿主植物的抗性[7]。本研究通过四因素五水平二次回归正交旋转设计，研究固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌和枯草芽孢杆菌在不同水平条件下对移栽苗叶绿素荧光参数的影响，以确定微生物菌剂最佳方案，为开发应用有益微生物和提升芳樟产业化水平提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

盆栽试验供试材料为芳樟195#1年生扦插苗，苗木来源于永安种苗中心。单一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌来源于沧州旺发生物技术研究所。

1.2 试验地概况

试验地位于福建农林大学南门妙峰山苗圃(设施育苗大棚)，试验苗圃所处区域位于118°08′—120°31′ E， 25°15′—26°29′ N，属亚热带海洋气候。

1.3 试验设计

芳樟盆栽试验采用二次回归正交旋转试验设计(表1)。共设23个试验处理、1个对照处理(不施菌剂)(表2)，每个处理3次重复，每次重复10盆。盆钵规格为38.5 cm×30 cm×30 cm(上缘直径×下缘直径×高)，每盆装消毒后的黄心土5.5 kg和10 g有机质，各栽植1株芳樟苗，基质理化性质见表2。

表2 23个试验处理具体组合措施

1.4 试验方法

按照试验设计方案将微生物固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌与培养土壤均匀混合作为栽植芳樟的基质。试验苗于当年10月栽植，翌年6月份结束。每周浇水和拔草1～2次，保证试验苗的正常生长条件。

1.5 芳樟叶绿素和叶绿素荧光参数的测定

采用便携式调制叶绿素荧光仪，对各植株1/2高度的相同部位成熟叶片暗处理20 min，然后测定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等，求出每株芳樟叶片的平均值，进行3个重复。

初始荧光Fo是PSⅡ反应中心处于完全开放时的荧光产量[8]。初始荧光Fo值越高，说明PSⅡ反应中心的失活或受破坏程度越高[9]；暗适应最大荧光Fm反映了PSⅡ的电子传递和荧光产量的变化[8]；可变荧光Fv可作为PSⅡ反应中心活性大小的相对指标[10]；最大光化学效率Fv/Fm值常用来判断植物受光抑制的程度[11]；潜在活性Fv/Fo反映PSⅡ的潜在活性[12]；Fm/Fo反映经过PSⅡ反应中心的电子传递情况[11]。

1.6 数据分析方法

采用Excel2017和DPS7.05数据统计软件处理数据。

2 结果与分析

2.1 微生物菌肥对芳樟初始荧光Fo和最大荧光Fm的影响

由表3可知，对照组的初始荧光是36.17，试验组的初始荧光值总体集中在20.89～42.56，平均值是35.13，比对照组低2.87%，最小值出现在试验组11，为20.89，比对照组低42.24%。表明在微生物菌肥的作用下，降低了叶绿素初始荧光Fo值，提高了试验组芳樟的PSⅡ反应中心的酶的活性。

由表3可知，对照组的最大荧光是85.44，试验组的最大荧光是112.00～266.55，试验组的最大荧光比对照组的最大荧光高出31.07%～211.97%，表明在微生物菌肥的作用下，提高了试验组芳樟的PSⅡ电子传递链受体的PQ库，提升光合速率。

2.2 微生物菌肥对芳樟的Fv值和Fm/Fo值的影响

由表3可知，对照组的可变荧光是40.45，试验组的可变荧光是71.54～207.71，试验组的可变荧光比对照组的可变荧光高出76.86%～413.49%，表明在微生物菌肥的作用下，试验组的芳樟的PSⅡ反应中心活性较高，还原能力较强。

由表3可知，对照组的Fm/Fo值是4.32，除试验组6Fm/Fo比对照组小外，其余试验组的Fm/Fo主要集中在5.00～7.00，平均值是5.74，比对照组高出32.97%，最大值出现在试验组11，为7.76，高出对照组48.50%。表明在微生物菌肥的作用下，试验组间的PSⅡ的电子传递情况较稳定。

2.3 微生物菌肥对芳樟的Fv/Fo值和Fv/Fm值的影响

由表3可知，对照组的PSⅡ的潜在活性值是2.04，试验组的PSⅡ的潜在活性值是3.01～5.07，试验组的PSⅡ的潜在活性比对照组高出47.58%～179.81%。表明，在微生物菌肥的作用下，芳樟光合作用的光能利用效率更高。

最大光化学效率Fv/Fm在正常光照条件下该值的波动范围在0.75～0.85，低于0.75时则表明受到光抑制，植物受到光抑制的程度越高，该值就越低[13]。由表3可知，对照组的最大光化学效率是0.72，试验组的最大光化学效率是0.73～0.84，总体上处于0.75～0.85，平均值是0.77，比对照组的最大光化学效率高出11.49%。表明试验组在微生物菌肥的作用下，大部分不受光抑制，只有试验组小部分受轻度光抑制，试验组总体上的光能转换率高于对照组的光能转换率。

表3 芳樟的叶绿素荧光参数值

注：采用Duncan新复全距极差法，小写字母不同表示在0.05水平上显著差异。

3 小结

叶绿素荧光参数测定是研究光合作用过程中光系统对光能的吸收、传递、耗散、分配以及PSⅡ及其电子传递过程的一种重要方法[14]。在微生物菌肥作用下，试验组的芳樟叶绿素荧光参数初始荧光Fo的平均值比空白对照组的初始荧光值小42.24%，试验组的可变荧光值大于对照可变荧光值的31.07%～211.96%。研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟试验组的PSⅡ反应中心的活性，增强了反应还原能力。试验组的最大荧光值比对照组大31.07%～211.96%；试验组的最大光化学效率平均值比对照组大10.55%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟试验组的光合速率和光能转换率。试验组的PSⅡ潜在活性值比对照组的PSⅡ潜在活性值大47.58%～179.81%；试验组的Fm/Fo平均值值比对照组的Fm/Fo值大32.97%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟试验组的光能利用率。