微生物菌肥对芳樟叶精油主成分芳樟醇的影响

黄秋良 袁宗胜 蒋天雨 朱晓如 陈瑞炎 张国防

摘 要：以芳樟195#1年生扦插苗为研究对象，通过二次正交回旋组合设计试验研究接种固氮菌、巨大芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌对芳樟精油主成分的影响。结果表明，芳樟的叶精油主成分芳樟醇、樟脑和1，8-桉叶油素含量均存在显著性差异（P<0.05）。芳樟试验组显著提高了芳樟叶精油主成分芳樟醇含量和降低了樟脑、1，8-桉叶油素含量。处理3（固氮菌=50亿只/盆、巨大芽孢杆菌=30亿只/盆、胶冻样芽孢杆菌=50亿只/盆、枯草芽孢杆菌=30亿只/盆）的芳樟叶精油主成分芳樟醇含量最高含量（96.51%），高出对照6.83%。

关键词：芳樟;芳樟醇;互作效应;微生物菌剂;二次正交回旋组合设计

中图分类号 S725.5文献标识码 A文章编号 1007-7731（2019）23-0028-03

Effect of Microbial Fertilizer on Linalool，the Main Component of Cinnamomum Camphora（L.） Leaf Essential Oil

Huang Qiuliang1 et al.

（1College of Forestry，Fujian Agriculture and Forestry University，Fuzhou 350002，China）

Abstract：Based on annual Cinnamomum camphora （L.） Presl 195 code cuttings，The effects of inoculation of Azotobacter chroococum，Bacillus magaterium，Bacillus mucilaginosus and Bacillus subtilis on the essential oil of Cinnamomum camphora （L.） Presl leaves were studied by Quadratic Orthogonal Rotating Combination Method.The result shows：There are differences amid linalool and camphor-principal content of essential oils of C. camphora （L.） Presl leaves and 1，8-cineol content according to significance level（P<0.05）. The Fangqi test group significantly increased the content of linalool，the main component of C. camphora （L.） Presl leaf oil，and decreased the content of camphor and 1，8-eucalyptus oil.Test group 3 （Azotobacter chroococum=5billion/pot，Bacillus mucilaginosus=3billion/pot，Bacillus magaterium =5 billion/pot，Bacillus subtilis=3 billion/pot） of eucalyptus essential oil The highest content of linalool in the main component（96.51%）was 6.83% higher than that in the control group.

Key words：Cinnamomum camphora（L.） Presl;Linalool;Interactions;Microbial agent;Quadratic orthogonal gyrocombination design

芳樟[Cinnamomum camphora（L.） Presl]是樟樹的一个生化变种，含有丰富的芳樟醇（C10H18O），故称为芳樟[1]。芳樟除了可作为用材和绿化用途外，主要是提炼芳樟油的油用用途。开发生物量大、精油含油量高、芳樟醇纯度高、樟脑含量低的芳樟种质是发展芳香樟油料林产业化的关键环节。

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、产生新的次生代谢物质[2]。同时，微生物菌肥既能提高化肥的有效成分，达到增产和提质的目的，又能节约成本、减少环境污染、提高土壤中的生物多样性、减轻病害，是发展新型农业的理想肥料。

芳樟的精油形成、积累和转化过程非常复杂，受到遗传和环境因素的综合影响[3-5]，通过改变栽培方式可以影响芳樟的精油合成[6]。目前，鲜有关于微生物菌剂对芳樟叶精油主成分影响的研究报道。因此，本文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芳樟叶精油主成分的影响，以确定微生物菌剂最佳方案，为开发与应用这些有益微生物和提升芳樟产业化提供指导。

1 试验材料与方法

1.1 材料来源 盆栽试验采用的材料来源于福建省永安林业（集团）股份有限公司种苗中心苗圃长势均匀的芳樟195#1年生扦插苗，平均苗高为21cm。单一成分微生物菌剂固氮菌、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地大棚，试验苗圃所处区域位于东经118°08′～120°31′，北纬 25°15′～26°29′之间，属亚热带海洋气候，气候温和，雨量充沛。

1.3 试验设计 芳樟盆栽试验采用4因素5水平二次回归正交旋转试验设计（表1），试验共23个处理（T1-T23）（表2），每个处理3次重复，每个重复栽10盆。用于苗木培育的黄心土和有机质采用0.6%高锰酸钾消毒，用喷雾器均匀喷于基质，塑料薄膜覆盖密封曝晒8d后再用于试验苗栽培和接种。盆钵规格为：38.5cm×30cm×30cm（上缘直径×下缘直径×高），每盆统一装消毒后的黄心土5.5kg和10g有机质，每个盆栽栽植1株芳樟试验苗。

1.4 试验方法

1.4.1 接种方法和试验苗管护 芳樟菌剂接种方法采用灌根接种法，按照试验设计方案的用量分别用无菌注射器提取和接种（灌根）到对应的芳樟盆栽基质中。试验苗于10月栽植，翌年6月份结束，一共8个月。每周浇水和拔草1～2次，保证试验苗的正常生长条件。

1.4.2 芳樟精油测定的测定 盆栽试验8个月后，对各处理的芳樟苗的成熟叶采摘，当天将各处理叶片擦净，称量其鲜重，并将数据整理保存。将称量后的同个处理的全部样本的叶片进行混合，混合后再将各处理的芳樟叶片和枝干分别装入分装袋，保存于冰箱用于精油提炼。提取芳樟叶精油和枝精油采用常压水蒸汽蒸馏法。将剪碎的100g鲜叶片或枝装进蒸馏瓶中，加200mL开水，蒸馏90min后熄火，收集精油，测定叶精油含油量，每处理3次重复。

1.4.3 芳樟精油主成分测定方法 采用SP-6890型气相色谱仪测定芳樟精油的化学组成，参照万琴的测定方法[7]。

1.5 数据分析方法 采用DPS7.05数据统计软件，对各处理的芳樟叶精油主成分芳樟醇进行回归方程的拟合、建立数学模型，并进行显著性检验。

2 结果与分析

2.1 主成分分析 由表2可知，芳樟醇的对照为90.34%，各处理为91.86%～96.51%、平均值为94.13%，各处理比对照组1.68%～6.83%。芳樟叶精油主成分樟脑含量的对照组为0.17%，各处理为0～0.12%、平均值为0.02%，各处理平均值比对照低29.41%～100.00%。芳樟叶精油主成分1，8-桉叶油素含量的对照为0.36%，各处理为0.07～0.34%、平均值为0.17%，各处理比对照低55.56%～80.56%。结果说明，芳樟各处理的芳樟叶精油主成分芳樟醇含量高于对照、樟脑含量和1，8-桉叶油素含量低于对照。芳樟各处理的大部分的芳樟枝精油主成分芳樟醇含量高于对照，樟脑含量和1，8-桉叶油素含量低于对照。

2.2 回归方程的建立及显著性检验 对芳樟葉精油主成分芳樟醇进行数学模型分析，首先建立编码方程，然后对编码方程进行求解。由表3可知，在a=0.05的显著水平下，通过芳樟叶精油主成分芳樟醇的回归显著性检验得F=2.90177*，表明微生物菌剂对芳樟叶精油主成分芳樟醇的影响存在着显著的回归关系，模型成立。

在a=0.05显著水平剔除不显著项后，得到四元二次正交旋转回归方程为：

Y=94.35476-0.69488X4+1.16250X1X3 （1）

式中，（1）式：为芳樟叶精油主成分芳樟醇四元二次正交旋转回归方程;y代表叶精油主成分芳樟醇（%）;X1代表固氮菌施用量;X2代表巨大芽孢杆菌施用量;X3代表胶冻样芽孢杆菌施用量;X4代表枯草芽孢杆菌施用量。

2.3 芳樟叶精油主成分芳樟醇含量最优值 运用Excel软件对各个回归方程进行最优求解，求得的芳樟叶精油主成分芳樟醇含量最优值可达到98.81%，与之对应的微生物菌剂施用量为：固氮菌=20亿只/盆、巨大芽孢杆菌=20亿只/盆、胶冻样芽孢杆菌=20亿只/盆、枯草芽孢杆菌=20亿只/盆。处理3（固氮菌=50亿只/盆、巨大芽孢杆菌=30亿只/盆、胶冻样芽孢杆菌=50亿只/盆、枯草芽孢杆菌=30亿只/盆）的芳樟叶精油主成分芳樟醇含量最大（96.51%），最接近与求得的最优方案的微生物菌剂施用量。

3 结论与讨论

各处理的芳樟叶精油精油主成分芳樟醇平均含量高出对照4.19%;芳樟的叶精油精油主成分樟脑平均含量含量低于对照88.24%、芳樟的叶精油精油主成分1，8-桉叶油素平均含量低于对照52.78%。说明不同菌剂和组合可以提高芳樟醇含量，而且同时降低了樟脑含量和1，8-桉叶油素含量，这与笔者研究芳樟优良无性系叶精油主成分遗传稳定性分析得到芳樟的樟脑与芳樟醇合成方向相反的结论相同。由此推断，通过合理施用菌剂可以促进芳樟的芳樟醇性状的同时，樟脑、1，8-桉叶油素的性状会受到制约[8]。

芳樟是以提取芳樟精油的芳樟醇成分为经营目的，精油中的芳樟醇含量高低直接影响精油的价格高低，所以提升芳樟醇含量、降低樟脑和1，8-桉叶油素含量对芳樟产业发展具有重要意义。微生物菌剂处理后，芳樟的芳樟醇相对含量比对照组高1.68%～6.83%，龙脑和1，8-桉叶油素相对含量减少，处理3（固氮菌=50亿只/盆、巨大芽孢杆菌=30亿只/盆、胶冻样芽孢杆菌=50亿只/盆、枯草芽孢杆菌=30亿只/盆）的芳樟叶精油主成分芳樟醇含量最大（96.51%），最接近与求得的最优方案的微生物菌剂施用量。表明4种微生物菌剂对芳樟的叶精油主成分芳樟醇作用效果较好，为生产芳樟专用菌剂提供理论指导，为芳樟精油化工提纯节约成本和提高了芳樟精油品质具有重要意义。

参考文献

[1]江燕.芳樟醇型樟叶精油中主要成分变化规律的研究[J].香料香精化妆品，2018，2018，（6）：1-3.

[2]戴文君.微生物菌剂对望天树苗木生长及肥力效应的影响[D].南宁：广西大学，2018：3-4.

[3]Rios-Estepa R，Lange I，and genotypie determinants of essential oil composition and yield in peppermint leaves[J].Plant Physiology，2010，152（4）：2105-2119.

[4]Ganjewala D，LuthRAR.Essentila oil biosynthesis and regulation in the genus Cymbopogon[J].Natural Product Communications，2010，5（1）：163-172.

[5]daviet L，Schalk M. Biotechnology in plant essential oil pmduction：progress and perspective in metabolic engineering of the terpene pathway[J].Flavour and Fragrance Journal，2010，25（3）：123-127.

[6]陈晓明，韦璐阳，刘海龙，等.配方施肥对芳樟枝叶产量和含油率的影响研究[J].西部林业科学，2012，41（5）：68-72.

[7]万琴，萧伟，王振中，等.气相色谱法测定金银花中芳樟醇的含量[J].南京中医药大学学报，2010，26（4）：317-318.

[8]黄秋良，张国防，张春，等.芳樟优良无性系叶精油主成分遗传稳定性分析[J].福建林业科技，2016，43（1）：39-42.

（责编：张 丽）