融雪剂胁迫下氮素对蕾期万寿菊生理指标的影响

梁燕娇 乔 聪 白 雪 侯建伟

(吉林农业大学，长春，130118)

万寿菊(Tagetes erecta L.)原产于墨西哥，又名臭芙蓉，为菊科万寿菊属植物。是园林绿化最常用的花卉，其栽培周期短，观赏性高［1］。目前，北方大多城市为改善冬季城市交通状况使用化学融雪剂除雪，融雪剂的残留会影响到园林植物的正常生长［2－3］。氮素是影响植物生长和产量的重要元素之一，施加不同浓度的氮素会对融雪剂胁迫下的万寿菊生长产生什么样的作用目前尚缺少研究。试验以万寿菊为试材，模拟化学融雪剂胁迫环境，就融雪剂胁迫下氮素对蕾期万寿菊生理指标的影响进行研究，以期认识融雪剂对草本花卉的伤害机理，揭示其在化学融雪剂胁迫下的适应性机制，以及施用氮素对胁迫的缓解作用。

1 材料与方法

试材选用黄色万寿菊‘拳王’。试验用融雪剂为RXJ 型融雪剂，由长春市经纬化工股份合作公司提供，试验用氮素为尿素，氮质量分数为46%。试验在吉林农业大学园林试验基地进行。2011年4月7日播种，栽培基质为V(原土)∶ V(草炭)∶ V(炉渣)=3∶ 2∶ 1，待万寿菊幼苗长出2 片真叶后分苗。5月28日选取生长健壮、长势一致的植株移栽到装有等量基质、规格为55 cm ×30 cm ×10 cm 的栽培槽中，每个栽培槽定植15 株，定植植株随机排列。

试验设融雪剂和氮素为2 个试验因素，采用二因素随机区组设计，在遮雨棚内进行，设5 个融雪剂水平:T0=0、T1=50 mmol·L－1、T2=100 mmol·L－1、T3=200 mmol·L－1、T4=300 mmol·L－1，设3 个氮素水平:N0=0、N1=80 mmol·L－1、N2=120 mmol·L－1。对处在蕾期的万寿菊植株各处理浇施融雪剂溶液1次，7 d 后取其上部功能叶测定各项生长和生理指标后对其进行施氮素处理，各处理浇氮素的同时浇恒定浓度的磷、钾肥(P =200 mmol·L－1、K =200 mmol·L－1)，每7 d 1 次，每次施氮素7 d 后取植株上部功能叶测定各项生长和生理指标后进行下一次施氮素处理，共施氮素4 次，每个处理3 次重复(表1)。

丙二醛质量摩尔浓度、超氧化物歧化酶活性、可溶性蛋白和可溶性糖质量分数采用文献［4］的方法测定。数据用Microsoft Excel(2003)和DPS(v7.05版)软件处理。

表1 试验设计

2 结果与分析

2.1 氮素对融雪剂胁迫下万寿菊丙二醛质量摩尔浓度的影响

由表2可见，胁迫第一周后，随着融雪剂浓度的增加万寿菊植株MDA 质量摩尔浓度呈递增趋势，T4N0和T4N2与其他处理相比显著性强。在使用氮素缓解第二周后，万寿菊植株MDA 质量摩尔浓度随融雪剂浓度的增加明显下降，经T1N0、T2N0、T3N0、T4N0处理的MDA 质量摩尔浓度分别是对照植株CK1 的117%、129%、141%、146%;经T1N1、T2N1、T3N1、T4N1处理的MDA 质量摩尔浓度分别是对照植株CK2 的108%、104%、95%、100%;经T1N2、T2N2、T3N2、T4N2处理的MDA 质量摩尔浓度分别是对照植株CK3 的109%、95%、105%、127%;经T1N1、T2N1、T3N1、T4N1处理的相对于对照植株CK2 的MDA 质量摩尔浓度比第一周降低了0、23%、40%、35%，说明当氮素浓度为80 mmol·L－1时T3N1的缓解效果最好。T1N2、T2N2、T3N2、T4N2相对于对照植株CK3 的MDA 质量摩尔浓度比第一周降低了7%、49%、43%，37%，这说明当氮素浓度为120 mmol·L－1时，T2N2、T3N2缓解效果较好。当氮素浓度为0 mmol·L－1时缓解效果不明显。第四周后，随着融雪剂浓度的增加，万寿菊植物MDA 质量摩尔浓度整体显示出缓慢上升趋势，其中T3N1上升最明显，比第二周增加了0.004 mmol·L－1，这是因为此时万寿菊处于现蕾盛期需要大量的营养，花与叶争夺营养，植物体本身无法满足此时的营养需要，植株叶片生长状况欠佳的原因。第五周后，万寿菊已过现蕾盛期，对营养的需求量减小，植株MDA质量摩尔浓度总体表现为轻度下降，氮素浓度为120 mmol·L－1情况下万寿菊植株MDA 质量摩尔浓度下降幅度较氮素浓度为0 mmol·L－1和80 mmol·L－1的明显。

表2 氮素对融雪剂胁迫下万寿菊丙二醛质量摩尔浓度的影响

2.2 氮素对融雪剂胁迫下万寿菊SOD 活性的影响

由表3可以看出，胁迫后各处理之间差异显著，不同氮素梯度下随着融雪剂浓度的增加，万寿菊叶片的SOD 活性呈先上升后下降的变化趋势，当氮素浓度为N0时，在融雪剂浓度为200 mmol·L－1时达到最大值971.75 U·g－1·min－1，明显高于对照，说明一定强度的融雪剂可以使万寿菊叶片的SOD 活性上升以适应逆境胁迫;当融雪剂浓度达到300 mmol·L－1时，胁迫超出了其忍耐范围，SOD 活性下降，万寿菊植株叶片活性氧的产生和清除能力不能保持动态平衡。缓解后SOD 活性明显下降，各处理之间差异性仍表现显著，SOD 活性的变化趋势和胁迫后大体一致，在各浓度氮素水平下T3N0、T3N1、T3N2的SOD 活性分别达到最高值631.48、570.92、495.27 U·g－1·min－1，且在此情况下T3N0、T3N1、T3N2的SOD 活性与胁迫后相比下降幅度最明显，分别降 低 了340. 27、319. 57、410. 77 U·g－1·min－1。可见随着融雪剂浓度的增加，120 mmol·L－1氮素对200 mmol·L－1融雪剂胁迫的缓解效果最显著。

表3 氮素对融雪剂胁迫下万寿菊SOD 活性、可溶性糖与可溶性蛋白质量分数的影响

2.3 氮素对融雪剂胁迫下万寿菊可溶性糖、可溶性蛋白质量分数的影响

由表3可以看出，缓解前后万寿菊植株叶片中可溶性糖与可溶性蛋白质量分数的变化趋势基本相同，随着融雪剂浓度的增加，万寿菊植株叶片中可溶性糖、可溶性蛋白质量分数呈先上升后下降的趋势，不同的是可溶性蛋白质量分数的变化趋势更剧烈一些。胁迫后不同氮素浓度情况下，200 mmol·L－1融雪剂处理的可溶性糖质量分数显著提高，当融雪剂浓度继续增加时，胁迫太严重，植株不能产生大量可溶性糖。缓解后各处理可溶性糖质量分数均有所下降，各氮素水平下T3N1、T3N2下降幅度最大，分别下降了0.89、0.83。缓解后可溶性蛋白质量分数均下降且各处理间差异性显著，在0 mmol·L－1氮素水平下，可溶性蛋白质量分数下降不明显，在80 mmol·L－1、120 mmol·L－1氮素水平下可溶性蛋白质量分数下降较明显。在各浓度融雪剂处理下，高浓度融雪剂较低浓度融雪剂处理下可溶性蛋白质量分数下降明显，在200 mmol·L－1融雪剂处理下可溶性蛋白质量分数的下降尤为显著。

3 结论与讨论

SOD 的主要作用是清除活性氧自由基，其活性越高，清除活性氧的能力就越大［5－6］。在相同融雪剂处理下，万寿菊植株叶片的SOD 活性随氮素水平的提高而降低，不同浓度融雪剂情况下，SOD 活性的下降幅度随融雪剂浓度的增加先增加后降低，在融雪剂浓度为200 mmol·L－1时达到最大值。但当融雪剂浓度继续增加到300 mmol·L－1时，由于胁迫程度过于严重，万寿菊植株不能承受，高氮与低氮水平下植株SOD 活性降幅都较小，可见万寿菊耐胁迫和缓解能力是有限的，在万寿菊可承受的胁迫范围内施加氮素对植株有保护作用。

MDA 是膜脂过氧化产物的主要物质之一，其质量摩尔浓度的高低是反映细胞膜脂过氧化作用强弱和脂膜破坏程度的重要指标［7－8］。融雪剂在逆境条件下，植物细胞产生的自由基增多，自由基启动膜脂过氧化作用，导致膜的损伤和破坏从而积累MDA。在各浓度融雪剂处理下，MDA 质量摩尔浓度随氮素水平的提高而降低。此现象在浓度为200 mmol·L－1融雪剂处理下更为明显，当融雪剂浓度达到300 mmol·L－1时胁迫受害过于严重，MDA 质量摩尔浓度下降幅度变小，施加氮素有利于减轻盐胁迫对植物造成的伤害。

可溶性糖和可溶性蛋白是植物体内广泛存在的渗透调节物质，可以增强细胞的持水能力，减小盐胁迫造成的伤害，增强植株细胞内的渗透调节能力［9－10］。胁迫后随着融雪剂浓度的增加万寿菊植株叶片中可溶性糖、可溶性蛋白的质量分数首先呈上升趋势。不同氮素浓度水平下，200 mmol·L－1融雪剂处理下可溶性糖与可溶性蛋白质量分数达到最高值，当融雪剂浓度继续增加时，胁迫太严重细胞失水，细胞膜受到损伤产生膜泄露现象，离子和可溶性有机物质失去平衡，此时渗透调节能力不能阻挡生理上的恶化过程［11］，不能产生大量可溶性糖和可溶性蛋白。缓解后经氮素各处理的可溶性糖、可溶性蛋白质量分数均有所下降，且120 mmol·L－1氮素水平比0、80 mmol·L－1氮素水平缓解效果好，融雪剂浓度为200 mmol·L－1时缓解效果最明显。

［1］ 何春美. 万寿菊应用价值与栽培技术［J］. 现代农业，2008(10):10.

［2］ 丛日晨，李芳，古润泽.融雪剂对城市园林植物伤害机理的研究［J］.中国园林，2005，21(12):60 －64.

［3］ Godwin K S，hafner S D，buff M F. Long-term trends in sodium and chloride in the Mohawk river，New York:The effect of fifty years of road-salt application［J］. Environmental Pollution，2003，12(2):273 －281.

［4］ 张治安，张美善.植物生理学实验指导［M］.北京:中国农业科学技术出版社，2004.

［5］ 王丽萍，崔美香，孟艳玲. NaCl 胁迫对黄瓜幼苗生长及抗氧化系统的影响［J］.西北农业学报，2007，16(4):170 －173.

［6］ 朱士农，郭世荣，张爱慧，等.NaCl 胁迫对西瓜嫁接苗叶片抗氧化酶活性及光合特性的影响［J］. 西北植物学报，2008，28(11):2285 －2291.

［7］ 马丽清，韩振海，周二峰.盐胁迫对珠美海棠和山定子膜保护酶系统的影响［J］.果树学报，2006，23(4):95 －99.

［8］ 高永生，王锁民，张承烈.植物盐适应性调节机制的研究进展［J］.草业学报，2003，12(2):126.

［9］ 刘会超，姚连芳，孙振元.华北地区7 种野生宿根花卉植物耐盐性研究［J］.林业科学研究，2005，18(2):187 －190.

［10］ 刘会超，孙振元，彭镇华.NaCl 胁迫对五叶地锦生长及某些生理特性的影响［J］.林业科学，2004，40(6):63 －67.