不同微生物菌劑處理對芳樟葉綠素熒光參數的影響

黃秋良，袁宗勝，蔣天雨，朱曉如，陳瑞炎，張國防

(1.福建農林大學林學院，福建 福州 350002；2.閩江學院海洋研究院，福建 福州 353000；3.永安市林業局，福建 三明 366000)

芳樟(Cinnamomumcamphora)系樟科樟屬的一個生化變種，因其含有豐富的芳樟醇(C10H18O)，故稱為芳樟[1]。是集重要防護、珍貴用材、天然名貴香料、園林綠化于一身的多用途樹種[2]。天然芳樟精油具有獨特風味和旋光特征，是化學合成的芳樟醇無法比擬的，芳樟醇市場需求大、價格高、用途廣，在國際市場上非常緊缺[3，4]。我國是香精香料生產和出口大國，但芳樟醇的天然香料非常緊缺，產量極少，供需矛盾十分突出[5，6]。培育高產量、高品質、穩定的芳樟油料林具有巨大的發展前景。

微生物菌劑是對植物生長發育有益的一類生物菌劑。微生物菌劑可直接或通過產生次級代謝產物間接作用于宿主植物，促進宿主植物的生長發育、提高宿主植物的抗性[7]。本研究通過四因素五水平二次回歸正交旋轉設計，研究固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌在不同水平條件下對移栽苗葉綠素熒光參數的影響，以確定微生物菌劑最佳方案，為開發應用有益微生物和提升芳樟產業化水平提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

盆栽試驗供試材料為芳樟195#1年生扦插苗，苗木來源于永安種苗中心。單一成分微生物菌肥固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌來源于滄州旺發生物技術研究所。

1.2 試驗地概況

試驗地位于福建農林大學南門妙峰山苗圃(設施育苗大棚)，試驗苗圃所處區域位于118°08′—120°31′ E， 25°15′—26°29′ N，屬亞熱帶海洋氣候。

1.3 試驗設計

芳樟盆栽試驗采用二次回歸正交旋轉試驗設計(表1)。共設23個試驗處理、1個對照處理(不施菌劑)(表2)，每個處理3次重復，每次重復10盆。盆缽規格為38.5 cm×30 cm×30 cm(上緣直徑×下緣直徑×高)，每盆裝消毒后的黃心土5.5 kg和10 g有機質，各栽植1株芳樟苗，基質理化性質見表2。

表2 23個試驗處理具體組合措施

1.4 試驗方法

按照試驗設計方案將微生物固氮菌、巨大芽孢桿菌、膠凍樣芽孢桿菌、枯草芽孢桿菌與培養土壤均勻混合作為栽植芳樟的基質。試驗苗于當年10月栽植，翌年6月份結束。每周澆水和拔草1～2次，保證試驗苗的正常生長條件。

1.5 芳樟葉綠素和葉綠素熒光參數的測定

采用便攜式調制葉綠素熒光儀，對各植株1/2高度的相同部位成熟葉片暗處理20 min，然后測定Fo、Fv/Fm、Fv/Fo等，求出每株芳樟葉片的平均值，進行3個重復。

初始熒光Fo是PSⅡ反應中心處于完全開放時的熒光產量[8]。初始熒光Fo值越高，說明PSⅡ反應中心的失活或受破壞程度越高[9]；暗適應最大熒光Fm反映了PSⅡ的電子傳遞和熒光產量的變化[8]；可變熒光Fv可作為PSⅡ反應中心活性大小的相對指標[10]；最大光化學效率Fv/Fm值常用來判斷植物受光抑制的程度[11]；潛在活性Fv/Fo反映PSⅡ的潛在活性[12]；Fm/Fo反映經過PSⅡ反應中心的電子傳遞情況[11]。

1.6 數據分析方法

采用Excel2017和DPS7.05數據統計軟件處理數據。

2 結果與分析

2.1 微生物菌肥對芳樟初始熒光Fo和最大熒光Fm的影響

由表3可知，對照組的初始熒光是36.17，試驗組的初始熒光值總體集中在20.89～42.56，平均值是35.13，比對照組低2.87%，最小值出現在試驗組11，為20.89，比對照組低42.24%。表明在微生物菌肥的作用下，降低了葉綠素初始熒光Fo值，提高了試驗組芳樟的PSⅡ反應中心的酶的活性。

由表3可知，對照組的最大熒光是85.44，試驗組的最大熒光是112.00～266.55，試驗組的最大熒光比對照組的最大熒光高出31.07%～211.97%，表明在微生物菌肥的作用下，提高了試驗組芳樟的PSⅡ電子傳遞鏈受體的PQ庫，提升光合速率。

2.2 微生物菌肥對芳樟的Fv值和Fm/Fo值的影響

由表3可知，對照組的可變熒光是40.45，試驗組的可變熒光是71.54～207.71，試驗組的可變熒光比對照組的可變熒光高出76.86%～413.49%，表明在微生物菌肥的作用下，試驗組的芳樟的PSⅡ反應中心活性較高，還原能力較強。

由表3可知，對照組的Fm/Fo值是4.32，除試驗組6Fm/Fo比對照組小外，其余試驗組的Fm/Fo主要集中在5.00～7.00，平均值是5.74，比對照組高出32.97%，最大值出現在試驗組11，為7.76，高出對照組48.50%。表明在微生物菌肥的作用下，試驗組間的PSⅡ的電子傳遞情況較穩定。

2.3 微生物菌肥對芳樟的Fv/Fo值和Fv/Fm值的影響

由表3可知，對照組的PSⅡ的潛在活性值是2.04，試驗組的PSⅡ的潛在活性值是3.01～5.07，試驗組的PSⅡ的潛在活性比對照組高出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。

最大光化學效率Fv/Fm在正常光照條件下該值的波動范圍在0.75～0.85，低于0.75時則表明受到光抑制，植物受到光抑制的程度越高，該值就越低[13]。由表3可知，對照組的最大光化學效率是0.72，試驗組的最大光化學效率是0.73～0.84，總體上處于0.75～0.85，平均值是0.77，比對照組的最大光化學效率高出11.49%。表明試驗組在微生物菌肥的作用下，大部分不受光抑制，只有試驗組小部分受輕度光抑制，試驗組總體上的光能轉換率高于對照組的光能轉換率。

表3 芳樟的葉綠素熒光參數值

注：采用Duncan新復全距極差法，小寫字母不同表示在0.05水平上顯著差異。

3 小結

葉綠素熒光參數測定是研究光合作用過程中光系統對光能的吸收、傳遞、耗散、分配以及PSⅡ及其電子傳遞過程的一種重要方法[14]。在微生物菌肥作用下，試驗組的芳樟葉綠素熒光參數初始熒光Fo的平均值比空白對照組的初始熒光值小42.24%，試驗組的可變熒光值大于對照可變熒光值的31.07%～211.96%。研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗組的PSⅡ反應中心的活性，增強了反應還原能力。試驗組的最大熒光值比對照組大31.07%～211.96%；試驗組的最大光化學效率平均值比對照組大10.55%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗組的光合速率和光能轉換率。試驗組的PSⅡ潛在活性值比對照組的PSⅡ潛在活性值大47.58%～179.81%；試驗組的Fm/Fo平均值值比對照組的Fm/Fo值大32.97%，研究表明，在微生物菌肥作用下，提高了芳樟試驗組的光能利用率。