黄腐酸钾对高温胁迫下田七生理特性的影响

沈伟 岑湘涛 李玥莹

(百色学院农业与食品工程学院，广西 百色 533000)

引言

植物田七在我国是一种传统的珍贵草药，用于入药的部位为植物田七的干燥根和根茎，拥有化瘀、止血，消肿定痛等多种功效[1]。植物田七适合种植在低纬度地区，冬天温暖，夏天凉爽，热量丰富，年温差变化不大，年平均气温15.8～19.3°C的地区。分布范围狭窄，主要分布于云南文山和广西百色一带，在百色已有400a以上的栽培历史。百色是广西田七的主产区，而广西百色市的地形是复杂多变的，其受亚热带季风气候影响明显。夏季炎热多雨，冬季温和干燥，全年湿润。田七产业的发展使得田七种植地由山区向温度较高的河谷地带转移，而高温限制是田七种植场地增加的一大障碍[2,3]。

黄腐酸钾是一种黄腐酸肥料，既能为植物提供生长所需的钾，又能对植物生长发挥调节作用，还能改善土壤渗透性，增加土壤水分，保护肥料，提高作物抗旱能力等，同时由于其有效成分含量高，无毒副作用，产量显著增加等特点，在农业生产中得到广泛应用[4-8]。目前，黄腐酸钾可以被用作生长调节剂，以提高小麦、玉米、花生、番茄和大豆等农作物的抗逆性。刘迎等[9]的研究表明，黄腐酸钾显著提高了金钗石斛的茎粗、鲜重和干重，对金钗石斛生长和品质改善明显，可以作为金钗石斛的叶面肥。张彩虹等[10]的研究发现，黄腐酸钾可在低盐胁迫下提高小白菜幼苗的存活率、促进其地上部生长。周莉娜等[11]研究表明，黄腐酸钾能促进小麦和玉米新根生长，提高叶绿素、吲哚乙酸和脱落酸含量，增强抗氧化酶活性，促进作物气孔开放度降低，蒸腾速率降低，净光合速率增加，从而提高作物抗逆性，增加作物产量，改善品质。

本研究以一年生田七为材料，通过测定田七叶片抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性、脯氨酸、可溶性蛋白和丙二醛含量来探究不同浓度的黄腐酸钾对高温胁迫下田七耐热性的影响，以期为田七的区域种植和抗逆性育种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试田七为一年生实生苗，购于云南七农之家有限公司；黄腐酸钾由合肥千盛生物科技有限公司生产。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

试验于2019年7月1日开始，将购买回来的一年生田七幼苗定植于百色学院中草药种植基地的遮阴棚内，7d后将其移入盆高10cm的塑料盆内，每盆装土280g，栽种1株。14d后选择长势大小一致的田七壮苗，分别对植株叶面喷施不同浓度(0g·L-1、0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1)的外源黄腐酸钾溶液，喷至叶片正反面湿润且滴水为度。每隔2d喷施1次，喷施时间为当天18∶00，共喷施3次。每个浓度处理5株，平行处理3次，以喷施蒸馏水(0g·L-1)作为对照(CK)。最后一次喷施后的第10小时，将幼苗置于32℃的人工温度培养箱，高温胁迫24h后剪取幼苗叶片进行抗氧化酶活性(SOD、POD、CAT)、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、游离脯氨酸(Pro)含量测定。

1.2.2 指标测定方法

指标测定参考施海涛[12]2016年的方法，采用硫代巴比妥酸法测定丙二醛(MDA)含量；采用考马斯亮蓝染色法测定可溶性蛋白含量；采用磺基水杨酸法测定游离脯氨酸含量；超氧化物歧化酶(SOD)活性测定采用氮蓝四唑(NBT)法；过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚显色法；过氧化氢酶(CAT)活性测定采用紫外吸收法。

1.2.3 数据处理

使用SPSS 20和Excel 2010对试验数据进行整理、分析。运用隶属函数法进行综合评价[13]。

2 结果与分析

2.1 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

图1 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片SOD活性的影响

从图1可以看出，0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1黄腐酸钾处理的田七幼苗叶片的SOD活性分别比对照提高29.3%、74.5%和27.3%，表明在高温胁迫下，适宜浓度的黄腐酸钾处理可有效提高田七幼苗叶片中的SOD活性，且随着浓度的升高呈现先上升后下降的趋势。

2.2 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片过氧化酶活性(POD)的影响

图2 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片POD活性的影响

从图2可以看出，在高温胁迫下，用黄腐酸钾处理的田七叶片的POD活性随着黄腐酸钾浓度的增加出现了先上升后下降的趋势。用不同浓度处理的田七叶片POD活性较对照组都具有显著性差异(P<0.05)，并在0.8g·L-1处理时活性达到峰值。黄腐酸钾处理后可以使高温胁迫下的田七POD活性升高。

2.3 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片过氧化氢酶(CAT)的影响

图3 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片CAT活性的影响

从图3可以看出，在高温胁迫下，喷施黄腐酸钾也能够有效提高田七CAT的活性。黄腐酸钾在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1时，CAT含量增长率分别为80.6%、118.3%、98.9%，其中0.8g·L-1浓度对田七幼苗叶片CAT活性影响最大，显著(P<0.05)提高田七幼苗叶片CAT活性。

2.4 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片丙二醛(MDA)含量的影响

从图4可以看出，各个浓度黄腐酸钾处理的田七幼苗丙二醛含量与对照处理都具有显著性差异(P<0.05)，整体丙二含量随着黄腐酸钾处理浓度的升高呈现先下降后上升的趋势，在浓度为0.8g·L-1的处理下丙二醛含量达到最低值，表明0.8g·L-1的处理下，能够显著(P<0.05)缓解高温对田七幼苗的胁迫。

图4 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片MDA活性的影响

2.5 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片脯氨酸(Pro)含量的影响

图5 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片Pro活性的影响

根据图5的试验结果，叶面喷施黄腐酸钾能够提高在高温胁迫下田七叶片Pro的含量，且随着处理浓度的提高，其Pro含量增长率逐渐提高，在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1浓度时，Pro的增长率分别为76.7%、111.6%、97.7%，说明黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片Pro含量也有显著的提升作用，有利于提高田七幼苗对高温胁迫的耐受程度。

2.6 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片可溶性蛋白含量的影响

图6 黄腐酸钾对高温胁迫下田七叶片可溶性蛋白的影响

根据图6可知，叶面喷施黄腐酸钾能够提高在高温胁迫环境下田七叶片蛋白质的含量，在0.5g·L-1、0.8g·L-1、1.1g·L-1浓度时，田七可溶性蛋白的含量分别比对照高143.9%、68.3%、26.8%。而且，随着喷施黄腐酸钾浓度的提高，田七中可溶性蛋白的含量逐渐降低。

2.7 黄腐酸钾对高温胁迫下田七抗逆指标的隶属函数分析

为了综合了解各个处理浓度对田七抗高温胁迫能力的影响，利用隶属函数法进行分析[13]。在测定的6个指标中SOD、POD、CAT、可溶性蛋白、脯氨酸这5个指标与田七的抗高温能力呈正相关，丙二醛与田七的抗高温能力呈负相关。通过对以上指标进行综合分析，由表1可知，各个处理浓度影响田七的抗高温能力比较结果为0.8g·L-1>1.1g·L-1>0.5g·L-1>0g·L-1。

表1 黄腐酸钾对高温胁迫下田七抗逆指标的隶属函数分析

3 讨论与结论

黄腐酸钾是一种黄腐酸肥料，黄腐酸占其成分的50%以上，具有分子量小、易被生物吸收利用、官能团多、生理活性强和易溶于水等特征。黄腐酸钾的作用是调节植物的生长，为植物的生长提供钾。相关研究表明，黄腐酸钾能促进新根的形成，增加植物体中叶绿素含量，以及3-吲哚乙酸和脱落酸的含量，还可以促进干物质积累，提高抗氧化酶活性，降低气孔的开度，减少蒸腾速率、净光合速率增加，最终提高作物抗逆性，从而提高作物产量和品质[14,15]。

黄腐酸钾能促进植物在干旱和低温胁迫下的生长，减轻干旱和低温胁迫对植物的危害。周毅等研究表明，黄腐酸钾可促进冬小麦生长，增加穗粒数和千粒重，从而提高产量和抗旱性[16]。张小冰等对干旱胁迫下玉米的研究也表明，黄腐酸钾处理可以提高SOD、POD和CAT等抗氧化酶活性，减轻膜脂过氧化的损伤，提高玉米抗旱性[17]。此外，在低温胁迫下，黄腐酸钾可以提高抗氧化酶活性，降低丙二醛的含量，提高净光合速率。

在本研究中，在高温胁迫下对田七叶面喷施黄腐酸钾能够提高田七的抗氧化酶活性，对于其MDA含量具有抑制增长的作用，但随着黄腐酸钾浓度的不断提高，田七MDA含量又呈现有所上升的趋势，对田七叶面喷施黄腐酸钾能够提高田七Pro的含量，且随着所喷施黄腐酸钾浓度的提高，其Pro含量增长率逐渐提高，对田七叶面喷施黄腐酸钾能够缓解高温胁迫下其叶片蛋白质降解。结果表明，叶面喷施0.8g·L-1黄腐酸钾对增强田七耐热性作用最好。在今后可进行黄腐酸钾对田七栽培安全性评价方面的研究，如研究对田七次生代谢产物的影响、药材质量的影响等。