生物有機(jī)肥對鹽脅迫下小麥幼苗活性氧代謝的影響

段文琦　劉海英　邢晨濤　王亞濤　彭思博　羅博文

摘要：在盆栽條件下，以豫麥49-198為試驗(yàn)材料，研究了鹽脅迫下生物有機(jī)肥對小麥（Triticum aestivumL.）幼苗活性氧代謝的影響。結(jié)果表明，增施有機(jī)肥及生物有機(jī)肥在750～1500kg/hm²施用范圍內(nèi)小麥葉片超氧陰離子（O₂^-）產(chǎn)生速率均比施用無機(jī)肥明顯降低，SOD和CAT活力、株高、地上部鮮重和干重則明顯提高，以生物有機(jī)肥1500kg/hm²處理效應(yīng)最強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：小麥（Triticum aestivum L.）；鹽脅迫；生物有機(jī)肥；活性氧代謝

中圖分類號：S512.1；S144 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2016）09-2192-03

土壤鹽漬化是一個(gè)世界性的生態(tài)問題。中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的過度施用及不合理施用導(dǎo)致土壤板結(jié)和小麥（Triticum aestivum L.）的抗逆性差等問題日益突出，鹽害是制約農(nóng)作物產(chǎn)量的主要逆境因素之一，逆境誘發(fā)氧化脅迫，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致細(xì)胞死亡。植物體內(nèi)的抗氧化酶類及抗氧化物質(zhì)可以清除活性氧和自由基，減緩細(xì)胞傷害。生物有機(jī)肥是指特定功能微生物與主要以動(dòng)植物殘?bào)w（如畜禽糞便、農(nóng)作物秸稈等）為來源并經(jīng)無害化處理、腐熟的有機(jī)物料復(fù)合而成的一類兼具微生物肥料和有機(jī)肥效應(yīng)的肥料，具有增進(jìn)土壤肥力、活化土壤和促進(jìn)農(nóng)作物生長等方面的作用。生物有機(jī)肥緩解鹽脅迫對小麥幼苗傷害的效應(yīng)如何，目前報(bào)道較少。本試驗(yàn)研究了生物有機(jī)肥對鹽脅迫下小麥幼苗葉片活性氧代謝的影響，以期為小麥抗鹽栽培提供安全有效的肥源。

1 材料與方法

1.1 供試材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2015年在河南師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)園地進(jìn)行。土壤為壤土，0-30cm土層的土壤養(yǎng)分含量為有機(jī)質(zhì)10.9g/kg，全氮0.78g/kg，堿解氮60.5mg/kg，速效磷31.2mg/kg，速效鉀92.2mg/kg。試驗(yàn)材料為豫麥49-198。試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，盆栽方式進(jìn)行。肥料處理設(shè)750、1500、2250kg/hm²生物有機(jī)肥（生態(tài)源牌有機(jī)肥，北京生態(tài)文明科技發(fā)展中心授權(quán)，河北省滄州坤源生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司生產(chǎn)）3個(gè)水平，分別以T₁、T₂、T₃表示。并以無機(jī)肥（純氮90kg/hm²，P₂O₅150kg/hm²，K₂O150kg/hm²）、無機(jī)肥加傳統(tǒng)有機(jī)肥（純氮90kg/hm²，P₂O₅，150kg/hm²，K₂O150kg/hm²，干雞糞25000kg/hm2）作為對照，分別以CK₁、CK₂表示。試驗(yàn)于3月8日播種于營養(yǎng)缽，營養(yǎng)缽型號為13cm×12cm。每缽播種12粒，于二葉一心期定苗4株并施加150mmol/L NaCl溶液澆灌處理，澆灌量為100mL/缽。

1.2 形態(tài)及生理指標(biāo)測定

于施加鹽脅迫后的0、2、4、6、8d隨機(jī)抽取3株幼苗，沖洗干凈后，取第二片葉子中部1/3用于生理指標(biāo)測定。超氧陰離子（O₂^-）產(chǎn)生速率采用王愛國等的方法測定：超氧化物歧化酶（SOD）活力和過氧化物酶（CAT）活力參照李合生的方法測定。取莖基部以上部分測定株高、地上部鮮重和地上部干重，各指標(biāo)參照劉萍等的方法測定。重復(fù)3次。用SPSS16.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 生物有機(jī)肥對鹽脅迫下小麥幼苗葉片生理指標(biāo)的影響

由圖1可知，施加鹽脅迫后小麥幼苗葉片超氧陰離子產(chǎn)生速率呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)在脅迫后2d（圖1A）；SOD活力呈上升趨勢（圖1B）；CAT活力呈單峰曲線變化，峰值出現(xiàn)在脅迫后6d（圖1C）。CK₂、T₁、T₂處理的超氧陰離子產(chǎn)生速率均比CK，明顯降低，其中以T₂處理最低，T₁處理次之，T₃處理與CK₁相比無明顯差異。SOD和CAT活力則表現(xiàn)出與超氧陰離子產(chǎn)生速率相反的處理間差異。由此表明，增施有機(jī)肥和施用生物有機(jī)肥均能明顯抑制鹽脅迫下小麥葉片超氧陰離子的產(chǎn)生，提高葉片SOD和CAT活力，生物有機(jī)肥在750-1500kg/hm²施用范圍內(nèi)效果優(yōu)于增施有機(jī)肥處理，且隨施用量的提高。效果逐漸增強(qiáng)。但生物有機(jī)肥施用量過高（2250kg/hm²）的處理，則與無機(jī)化肥對照效果接近。

2.2 生物有機(jī)肥對鹽脅迫下小麥幼苗形態(tài)指標(biāo)的影響

由圖2可知，不同處理的小麥幼苗的株高f圖2A）、地上部鮮重（圖2B）和地上部干重（圖2C）以T₂處理最高，T₁處理次之，T₃處理與CK₁相比無明顯差異。由此表明，增施有機(jī)肥和施用生物有機(jī)肥均能明顯提高鹽脅迫下小麥幼苗株高，促進(jìn)小麥地上部分的生長發(fā)育，生物有機(jī)肥在750-1500kg/hm²施用范圍內(nèi)隨施用量的提高，優(yōu)勢逐漸增強(qiáng)，其最佳施用量為1500kg/hm²，優(yōu)于增施有機(jī)肥處理，但過高施用量（2250kg/hm²）的生物有機(jī)肥處理，則與無機(jī)化肥效果接近。

3 討論

植物遭受逆境時(shí)超氧陰離子自由基等活性氧升高，抑制植物的生長發(fā)育。

SOD和CAT等是活性氧清除酶系統(tǒng)的主要保護(hù)酶，使植物維持正常的生長發(fā)育。在本試驗(yàn)中，鹽脅迫處理提高了超氧陰離子產(chǎn)生速率，在處理后2d最大，SOD和CAT活力也增強(qiáng)，以施用量為1500kg/hm²的生物有機(jī)肥處理的SOD和CAT活力最強(qiáng)。其超氧陰離子的產(chǎn)生速率也最低，即這種處理對鹽脅迫下小麥幼苗生理傷害的緩解效應(yīng)最強(qiáng)，有利于增強(qiáng)小麥幼苗的抗逆性，表現(xiàn)在小麥幼苗的株高、地上部分鮮重和地上部分干重均比其他處理及對照增加。過高施用量（2250kg/hm²）的生物有機(jī)肥處理對超氧陰離子自由基產(chǎn)生的抑制效應(yīng)較弱，對SOD和CAT活力的升高效應(yīng)也較低，接近于無機(jī)化肥，其地上部分形態(tài)指標(biāo)也與無機(jī)化肥相近。因此，不同施肥處理下，鹽脅迫小麥幼苗地上部分生長受到抑制與其葉片中超氧陰離子產(chǎn)生速率、SOD和CAT活力有關(guān)。施用生物有機(jī)肥，尤其是在施用量為1500kg/hm²水平時(shí)。小麥葉片中超氧陰離子產(chǎn)生速率較低，SOD和CAT活力較高，這可能是其能夠緩解鹽脅迫對小麥幼苗地上部分生長抑制的一個(gè)重要的生理原因。