摘""要:椰棗作為外來(lái)引進(jìn)作物,國(guó)內(nèi)缺乏栽培管理經(jīng)驗(yàn)。選擇合適的營(yíng)養(yǎng)劑,快速高效構(gòu)建椰棗生根體系,保障椰棗在田間定植期間根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)的充分吸收,縮短椰棗的生長(zhǎng)周期,是我國(guó)椰棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。為研究不同種類(lèi)的微藻肥對(duì)2個(gè)品種Mabroom、Sillege椰棗幼苗生長(zhǎng)的影響,選用鮮微藻(M1)、發(fā)酵微藻液(M2)、微藻營(yíng)養(yǎng)液(M3)、微藻循環(huán)液(M4)對(duì)幼苗進(jìn)行處理,對(duì)椰棗幼苗生長(zhǎng)及生理指標(biāo)葉長(zhǎng)、細(xì)胞膜的相對(duì)透性、丙二醛(MDA)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽還原酶(GR)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明:在M3和M4處理后,Mabroom幼苗葉長(zhǎng)顯著高于CK,M4gt;M3,M3和M4能夠促進(jìn)Mabroom幼苗的生長(zhǎng);葉片細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力強(qiáng);CAT、POD活性及MDA含量變化低于CK。而在M1、M2處理后,Sillege幼苗葉片伸長(zhǎng)長(zhǎng)度顯著高于CK,M1、M2更適合Sillege幼苗的生長(zhǎng),M1gt;M2;葉片細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力高于CK;CAT活性變化低于CK。該研究表明M3和M4在培養(yǎng)微藻的過(guò)程中,可合成相關(guān)活性物質(zhì)產(chǎn)生初級(jí)代謝產(chǎn)物,此種生物活性物質(zhì)被幼苗根系吸收,促進(jìn)了椰棗葉片的伸長(zhǎng)生長(zhǎng),Mabroom幼苗更適合施用微藻的次生代謝產(chǎn)物作為肥料,Sillege椰棗幼苗更適合新鮮微藻和發(fā)酵后的微藻。
關(guān)鍵詞:椰棗;微藻;過(guò)氧化物;丙二醛中圖分類(lèi)號(hào):S59""""""文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
Effects"of"Different"Microalgae"Fertilizer"on"Growth"of"Date"Palm"Seedlings
ZHANG"Ning1,"WU"Fengman2,"ZHANG"Tingqian2,"XU"Zhongliang1,"XU"Fengyuan3,"ZHANG"Wei3,"CHENG"Shuanghong2*,"FU"Haiquan1*
1."Coconut"Research"Institute,"Chinese"Academy"of"Tropical"Agricultural"Sciences"/"National"Tropical"Palm"Germplasm"Reserve,"Wenchang,"Hainan"571300,"China;"2.nbsp;College"of"Tropical"Crops,"Yunnan"Agricultural"University,"Pu’er,nbsp;Yunnan"665000,"China;"3."Micro"Resources"(Shanghai)"Biotechnology"Co.,"Ltd,"Shanghai"201203,"China
Abstract:"As"an"imported"crop,"date"palm"lacks"planting"management"experience"in"China."It"is"imperative"for"the"development"of"Chinese"date"palm"industry"to"select"suitable"nutrients,"construct"the"date"palm"rooting"system"quickly"and"efficiently,"ensure"the"full"absorption"of"nutrients"by"the"roots"during"the"field"planting"period,"and"shorten"the"growth"cycle"of"date"palm."In"order"to"study"the"effects"of"different"microalgae"fertilizer"on"the"growth"of"date"palm"seedlings"of"“Mabroom”"and"“Sillege”"varieties,"fresh"microalgae"(M1),"fermented"microalgae"solution"(M2),"microalgae"nutrient"solution"(M3)"and"microalgae"circulation"solution"(M4)"were"selected"to"treat"the"seedlings."The"growth"and"physiological"indexes"(leaf"length,"relative"permeability"of"cell"membrane,"malondialdehyde"MDA,"peroxidase"POD,"catalase"CAT,"glutathione"reductase"GR)"of"date"palm"seedlings"were"measured."The"results"showed"that"the"leaf"length"of"“Mabroom”"seedlings"was"significantly"higher"than"that"of"the"control"group"after"treatment"with"microalgae"nutrient"solution"(M3)"and"microalgae"circulation"solution"(M4),"and"the"microalgae"nutrient"solution"(M3)"and"microalgae"circulation"solution"(M4)"could"promote"the"growth"of"“Mabroom”"seedlings."The"osmotic"regulation"ability"of"leaf"cells"was"strong."The"contents"of"catalase,"peroxidase"and"malondialdehyde"were"lower"than"those"of"the"control."After"treatment"with"fresh"microalgae"(M1)"and"fermented"microalgae"solution"(M2),"the"leaf"elongation"length"of"“Sillege”"seedlings"was"significantly"higher"than"that"of"the"control,"and"fresh"microalgae"(M1)"and"fermented"microalgae"solution"(M2)"were"more"suitable"for"the"growth"of"“Sillege”"seedlings,"with"fresh"microalgae"(M1)gt;fermented"microalgae"solution"(M2)."The"osmotic"regulation"ability"of"leaf"cells"was"higher"than"that"of"the"control."The"change"of"catalase"content"was"lower"than"that"of"the"control."This"study"showed"that"during"the"cultivation"of"microalgae,"the"microalgae"nutrient"solution"(M3)"and"microalgae"circulation"solution"(M4)"could"synthesize"related"active"substances"to"produce"primary"metabolites."Such"bioactive"substances"were"absorbed"by"seedling"roots"and"promoted"the"elongation"and"growth"of"date"palm"leaves."The"“Mabroom”"seedlings"were"more"suitable"to"apply"the"secondary"metabolites"of"microalgae"as"fertilizer."“Sillege”"date"palm"seedlings"are"more"suitable"for"fresh"and"fermented"microalgae.
Keywords:"date"palm;"microalgae;"peroxide;"malondialdehyde
DOI:"10.3969/j.issn.1000-2561.2024.12.008
椰棗樹(shù)(Phoenix"dactylifera)是阿拉伯國(guó)家的重要木本糧食作物,被譽(yù)為“阿拉伯民族之樹(shù)”。椰棗樹(shù)和椰棗在阿拉伯人民日常生活中扮演了極為重要的角色,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高,是阿拉伯一些國(guó)家重要的出口農(nóng)作物,在中東阿拉伯國(guó)家的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[1]。椰棗的雜合性與雌雄異株有關(guān)[2],種子繁殖產(chǎn)生的后代有一半是由開(kāi)花前無(wú)法區(qū)分的雄樹(shù)組成的,它們不產(chǎn)生果實(shí),而且在后續(xù)繁殖中也會(huì)發(fā)生很大的變異,而雌性植物產(chǎn)生的果實(shí)也多變,通常質(zhì)量較差[3]。無(wú)性繁殖成為椰棗種苗繁育的主要手段,無(wú)性繁殖技術(shù)包括2個(gè)方面:母株分蘗苗繁殖和組織培養(yǎng)技術(shù)[4]。其中分蘗苗繁殖是從母株上切割下分蘗苗,然后復(fù)壯生根后田間定植[5]。組織培養(yǎng)技術(shù)是取椰棗的器官組織通過(guò)體胚發(fā)生途徑獲得再生植株,而后壯苗生根,溫室煉苗后田間定植[6]。2種技術(shù)手段都需要重新構(gòu)建植株的根系,確保獲得健康根系為植株充分吸收營(yíng)養(yǎng)提供保障,傳統(tǒng)的化肥不僅在幼嫩的苗期易對(duì)植物造成燒苗的危害,而且容易影響土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、水分滲透力和養(yǎng)分組成。椰棗已成為熱帶農(nóng)業(yè)的重要組成部分,對(duì)促進(jìn)農(nóng)民增收和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義,然而,中國(guó)的椰棗研究起步較晚,種苗繁育技術(shù)還未完善,椰棗幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中存在生長(zhǎng)緩慢、易受害蟲(chóng)侵害等問(wèn)題,限制了椰棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展[7-8]。因此,如何篩選出快速、高效構(gòu)建椰棗生根體系的營(yíng)養(yǎng)劑,且保障植物根系的營(yíng)養(yǎng)吸收,縮短椰棗的生長(zhǎng)周期成為目前我國(guó)的椰棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。
微藻是一類(lèi)廣泛分布于海洋、淡水和陸地環(huán)境中的微小植物,具有光合利用度高、營(yíng)養(yǎng)豐富的特點(diǎn),微藻作為一種新型生物資源,在食品、飼料、化妝品、醫(yī)藥和能源等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注[9-11]。微藻肥作為一種綠色、高效的生物肥料,已經(jīng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中取得了良好的應(yīng)用效果。在農(nóng)業(yè)工程中藻類(lèi)資源也具有廣闊的應(yīng)用前景。微藻具有品質(zhì)可塑、固碳能力強(qiáng)、生長(zhǎng)速率快、培養(yǎng)方式多樣化(光合自養(yǎng)、混養(yǎng)及異養(yǎng))、生長(zhǎng)周期短,可工業(yè)化養(yǎng)殖等特點(diǎn)[12-15]。藻類(lèi)作為生物圈的重要組成部分,廣泛生長(zhǎng)于水體和陸地環(huán)境中,具有形態(tài)多樣性和功能多樣性,藻類(lèi)是土壤改良和作物增產(chǎn)的潛在綠色生物資源,具有巨大的開(kāi)發(fā)價(jià)值。微藻細(xì)胞含有大量營(yíng)養(yǎng)元素,如氮、磷和鉀等,可以作為椰棗育苗階段有機(jī)緩釋肥料,改善土壤營(yíng)養(yǎng)元素的化學(xué)劑量比,為后期提高椰棗的產(chǎn)量和品質(zhì)打下技術(shù)基礎(chǔ)[16]。
根據(jù)藻類(lèi)資源對(duì)土壤和植物的不同作用機(jī)制,其衍生出不同類(lèi)型的產(chǎn)品。其中微藻作為生物肥料(microalgae"biofertil-izer,MBF)可提高土壤肥力,即藻細(xì)胞通過(guò)光合作用和固氮作用,提高土壤的氧氣和有機(jī)質(zhì)含量,進(jìn)而提高土壤微生物活力和改善微生物間的相互作用,促進(jìn)植物生長(zhǎng)[17],可通過(guò)施加藻源顆?;蛟宸?,利用藻細(xì)胞自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)改良土壤;從藻類(lèi)細(xì)胞中提取的生物刺激劑(microalgae"biostimulant,MBS)可以促進(jìn)種子萌發(fā)、植物生長(zhǎng),提高植物的養(yǎng)分利用效率,增強(qiáng)植物對(duì)環(huán)境脅迫的耐受性;從藻類(lèi)細(xì)胞中提取的海藻多糖可在農(nóng)產(chǎn)品表面形成生物膜(biofilm),抑制微生物感染和生物氧化,是潛在的農(nóng)產(chǎn)品保鮮劑;在土壤修復(fù)和污染治理方面,也可以利用微藻的胞外聚合物(extracellular"polymeric"substance,EPS)增強(qiáng)土壤團(tuán)聚體的穩(wěn)定性,實(shí)現(xiàn)荒漠化土壤的治理[18]。土壤微藻具有固氮和固碳作用、釋放生物活性物質(zhì)(如類(lèi)胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、脂肪酸、植物激素等)及含有微量元素(Cu、Fe、Se、Mn、Zn)等生物特性,在養(yǎng)分投入量過(guò)多的條件下,施用微藻并不會(huì)提高番茄/黃瓜的產(chǎn)量,但可明顯降低果實(shí)中硝酸鹽含量,改善果實(shí)品質(zhì)[19]。藍(lán)藻在對(duì)水稻作物的養(yǎng)分需求及環(huán)境脅迫方面發(fā)揮著有效作用,其中藍(lán)藻作為生物肥料在改善水稻氮素需求和粉煤灰脅迫中發(fā)揮著重要的作用[20]。在洋蔥栽培的田間試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)微藻生物肥料對(duì)洋蔥的產(chǎn)量有明顯提高,可作為生物替代肥料產(chǎn)生可持續(xù)性和提高生產(chǎn)力[21]。在番茄栽培管理上,微藻作為緩釋肥料,改善土壤結(jié)構(gòu),增強(qiáng)植物抗逆性、促進(jìn)根系生長(zhǎng)和增殖、增強(qiáng)植物光合作用等優(yōu)點(diǎn)[22]。近年來(lái),在我國(guó)有關(guān)微藻肥對(duì)植物生長(zhǎng)的促進(jìn)作用的研究越來(lái)越多,但關(guān)于微藻肥對(duì)椰棗幼苗生長(zhǎng)影響的研究鮮見(jiàn)報(bào)道。為此,本研究選取鮮微藻(M1)、發(fā)酵微藻液(M2)、微藻營(yíng)養(yǎng)液(M3)、微藻循環(huán)液(M4)4種微藻肥,2個(gè)品種Mabroom、Sillege椰棗幼苗為研究對(duì)象,探討4種微藻肥對(duì)2個(gè)不同品種類(lèi)型的椰棗幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)的影響,旨在為椰棗種苗繁育提供一種高效、環(huán)保的育苗方法,促進(jìn)我國(guó)椰棗產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
1.1""材料
試驗(yàn)在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所光照培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。椰棗種子品種Mabroom、Sillege均來(lái)自阿聯(lián)酋。在培養(yǎng)皿中催芽至露白后,播種于含有泥炭、珍珠巖、蛭石和椰糠(體積比4∶3∶2∶1)的營(yíng)養(yǎng)缽中,在光照培養(yǎng)室中培養(yǎng),培養(yǎng)溫度28"℃,6個(gè)月后,選擇生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的椰棗幼苗作為供試材料。微藻肥料M1(微藻養(yǎng)殖池里采獲新鮮的藻)、M2(新鮮微藻經(jīng)過(guò)30"d密封發(fā)酵的培養(yǎng)液)、M3(采收新鮮微藻后的培養(yǎng)液)、M4(采收微藻后經(jīng)過(guò)雜質(zhì)過(guò)濾后進(jìn)入第二輪循環(huán)使用的液體)均由上海微資源有限公司提供(表1)。
1.2""方法
1.2.1""試驗(yàn)設(shè)計(jì)""對(duì)供試材料作以下處理,分別以清水(CK)、M1、M2、M3、M4作為肥料,隔天處理1次,每次200"mL,每周3次,7"d為一個(gè)處理周期,共6個(gè)周期。每個(gè)處理5株,重復(fù)3次。
1.2.2""指標(biāo)測(cè)定""每7"d統(tǒng)計(jì)苗期形態(tài)指標(biāo):葉長(zhǎng);測(cè)定葉片的電導(dǎo)率,計(jì)算細(xì)胞膜的相對(duì)透性;取樣椰棗葉片,測(cè)定生理指標(biāo):丙二醛(MDA)、過(guò)氧化物酶(POD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽還原酶(GR)。MDA、POD、CAT、GR指標(biāo)檢測(cè)所使用的試劑盒為96樣微板法,均采購(gòu)自蘇州格銳思生物科技有限公司,所用設(shè)備為賽默飛的酶聯(lián)免疫檢測(cè)儀。
42"d后,從營(yíng)養(yǎng)缽中取出完整的葉片,用石蠟切片技術(shù)對(duì)組織樣本進(jìn)行切片,番紅固綠染色,觀察細(xì)胞組織的形態(tài)結(jié)構(gòu);實(shí)驗(yàn)流程:脫蠟至水-固綠染色-番紅染色-脫水封片-顯微鏡鏡檢;細(xì)胞結(jié)構(gòu)特征:韌皮部性形成層芽尖根尖分生區(qū)等新生組織結(jié)構(gòu)呈綠色,木質(zhì)化木栓化結(jié)構(gòu)呈紅色。
1.3""數(shù)據(jù)處理
試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件整理,用SPSS"22軟件進(jìn)行單因素、多因素方差分析、多重比較及顯著性分析,用R語(yǔ)言(3.6.2)進(jìn)行相關(guān)性分析。
2.1""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響
由表2可以看出,不同種類(lèi)的微藻肥料處理椰棗幼苗后,對(duì)2個(gè)品種的椰棗幼苗葉長(zhǎng)均產(chǎn)生了不同程度的影響。隨著處理時(shí)間的增加,2個(gè)品種的椰棗葉長(zhǎng)隨之增加,MM1、MM2、MM3、MM4處理的葉長(zhǎng)在42"d時(shí)均顯著高于MCK(Plt;"0.05),其中MM4處理葉長(zhǎng)在42"d時(shí)達(dá)到最長(zhǎng),為62.5"cm;其次是MM3處理的葉長(zhǎng),在42"d時(shí)達(dá)到60.4"cm,與MCK差異顯著(Plt;0.05)。SM1、SM2、SM3、SM4處理的葉長(zhǎng)在42"d時(shí)均顯著高于SCK(Plt;0.05),其中,SM1和SM2長(zhǎng)度分別達(dá)到47.2、46.0"cm,二者之間差異不顯著;SM3和SM4長(zhǎng)度分別達(dá)到44.5、43.0"cm,二者之間差異不顯著。由此可見(jiàn),M3和M4有利于促進(jìn)Mabroom品種幼苗葉片的伸長(zhǎng),M1和M2有利于促進(jìn)Sillege品種幼苗葉片的伸長(zhǎng)。
由表3可以看出,MCK、MM1、MM2處理下細(xì)胞膜相對(duì)透性隨著處理時(shí)間的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì),每個(gè)相同時(shí)間段的數(shù)值與MCK差異顯著(Plt;0.05),MM3處理下細(xì)胞膜相對(duì)透性在7~14"d出現(xiàn)升高趨勢(shì),14~21"d出現(xiàn)降低趨勢(shì),21~28"d出現(xiàn)升高趨勢(shì),28~42"d出現(xiàn)降低趨勢(shì);MM4處理下細(xì)胞膜相對(duì)透性在
7~14"d出現(xiàn)升高趨勢(shì),14~28"d出現(xiàn)降低趨勢(shì)并趨于穩(wěn)定,35~42"d出現(xiàn)降低趨勢(shì),每個(gè)相同時(shí)間段的數(shù)值與MCK差異顯著(Plt;0.05),MM1在42"d的細(xì)胞膜相對(duì)透性相比對(duì)照組增量最少;SM1、SM2的細(xì)胞膜相對(duì)透性出現(xiàn)先升高后降低并保持穩(wěn)定趨勢(shì),SM3、SM4在7~28"d出現(xiàn)先升高后降低趨勢(shì),在35"d出現(xiàn)明顯升高,SM2在42"d的細(xì)胞膜相對(duì)透性與SCK差異不顯著。由此可見(jiàn),M1和M4對(duì)Mabroom品種幼苗葉片細(xì)胞損傷最小,M1和M2對(duì)Sillege品種幼苗葉片細(xì)胞損傷最小。
2.2""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗谷胱甘肽還原酶(GR)活性的影響
理的第7天,MM2處理的GR活性達(dá)到最高值,較其他處理差異顯著(Plt;0.05),在處理的14~"28"d,MM1處理后GR活性維持在較高水平,在處理的35~42"d,MM4處理的GR值活性升高;Sillege品種幼苗經(jīng)過(guò)藻肥處理的14"d,SM2處理的GR值活性升高較其他處理差異顯著(Plt;0.05),處理14~28"d,GR活性出現(xiàn)降低趨勢(shì),在處理的35"d,SM3處理的GR活性升至最高值,在處理的42"d,Sillege品種幼苗的GR活性整體降低,SM1處理的GR活性較其他處理高且差異顯著(Plt;"0.05)。由此可見(jiàn),MM1、MM2處理可以在不同時(shí)間段內(nèi)提高M(jìn)abroom品種椰棗幼苗GR活性,SM2、SM3處理在14~35"d可以提高Sillege品種幼苗的GR活性,而SM1處理只能在42"d時(shí)提高Sillege品種幼苗的GR活性。
2.3""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗過(guò)氧化氫酶(CAT)活性的影響
由圖2可知,在7~35"d處理中,CAT活性呈先升高后降低再升高的趨勢(shì),在42"d處理時(shí)呈現(xiàn)先降低后升高再降低的趨勢(shì)。Mabroom品種幼苗在MM3處理7、21"d時(shí),CAT活性達(dá)到最高,與其他處理差異顯著(Plt;0.05),MM2處理14"d時(shí),CAT活性達(dá)到最高,MM1處理Mabroom品種幼苗35"d時(shí),CAT活性達(dá)到最高,42"d時(shí)CAT活性降低至MCK以下,與MCK差異顯著(Plt;0.05);Sillege品種幼苗在處理7"d時(shí),SM4處理的CAT活性達(dá)到最高,14~21"d時(shí),CAT活性呈現(xiàn)下降趨勢(shì),28~35"d時(shí)CAT活性呈上升趨勢(shì),42"d時(shí)CAT活性下降,顯著低于SCK(Plt;0.05)。Sillege品種幼苗在SM1處理下7~"21"d與SCK的變化趨勢(shì)基本保持一致,呈現(xiàn)平穩(wěn)趨勢(shì),28"d時(shí),CAT活性增加,與其他處理差異顯著(Plt;0.05),35"d時(shí)CAT活性低于SCK,42"d時(shí)CAT活性升高,顯著高于SCK(Plt;0.05)。SM2處理在42"d時(shí)CAT活性升高,顯著高于SCK(Plt;0.05)。由此可見(jiàn),Mabroom品種的椰棗幼苗在MM2和MM3處理的7~14"d即可產(chǎn)生敏感反應(yīng)分泌過(guò)氧化氫,Sillege品種的椰棗幼苗在SM4處理7"d時(shí)即可產(chǎn)生敏感反應(yīng)分泌過(guò)氧化氫,Sillege品種的椰棗幼苗對(duì)SM1和SM2的處理敏感反應(yīng)延遲至35~42"d。
2.4""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗過(guò)氧化物酶(POD)活性的影響
由圖3可知,Mabroom品種幼苗在MCK、MM1和MM4處理下,POD活性呈現(xiàn)先降低后升高再降低的趨勢(shì),其中MM1處理POD活性在7~"14"d降低,14~21"d升高,21~28"d再降低,28~35"d再升高,35~42"d又降低,與MCK的變化趨勢(shì)一致,而MM4處理在35~42"d后POD活性趨于穩(wěn)定。藻肥MM2和MM3處理Mabroom品種椰棗幼苗POD活性呈現(xiàn)先升高后降低再升高的趨勢(shì),其中POD活性在7~21"d升高,21~28"d降低,28~35"d再升高,35~42"d再降低,與MCK變化趨勢(shì)相反;Sillege品種幼苗POD活性在SMK、SM2、SM3的變化趨勢(shì)相似,呈先升高后降低趨勢(shì),其中在SM2處理下,7~35"d的POD活性呈現(xiàn)升高趨勢(shì),42"d時(shí)出現(xiàn)降低,而在SM3處理下7~21"d的POD活性升高,21~28"d的POD活性降低,35"d時(shí)短暫升高又降低至回歸平穩(wěn)。SM1、SM4的變化趨勢(shì)與其相反,POD活性呈先降低后升高趨勢(shì),其中在SM1處理下,POD活性在7~14"d急速下降,而后21~35"d平穩(wěn)上升,在42"d時(shí)POD活性有所降低,在SM4處理下,POD活性在7~14"d略微下降,14~42"d處于快速升高期,顯著高于SCK(Plt;0.05)。由此可見(jiàn),Mabroom品種幼苗對(duì)MM2和MM3處理更為敏感,植株在此處理下可以快速產(chǎn)生大量過(guò)氧化物,Mabroom品種幼苗對(duì)MM1和MM4處理出現(xiàn)短暫的敏感期,即降低歸于平穩(wěn);Sillege品種幼苗對(duì)SM2和SM3的前期處理更為敏感,對(duì)SM4處理的敏感度則主要表現(xiàn)在后期產(chǎn)生大量過(guò)氧化物。
2.5""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗丙二醛(MDA)含量的影響
由圖4可知,Mabroom品種幼苗在MM2、MM3和MM4處理下,MDA含量的變化趨勢(shì)相似,呈先降低后升高趨勢(shì),7~21"d降低,21~28"d平穩(wěn)上升,28~42"d呈升高趨勢(shì),在MCK處理下,MDA含量在7~21"d平穩(wěn)下降,21~42"d呈現(xiàn)升高趨勢(shì),在MM1處理下,MDA含量在7~14"d先升高后在21"d時(shí)降低,21~35"d進(jìn)入快速升高期,42"d時(shí)降至初期含量。Sillege品種幼苗MDA含量在SMK的變化趨勢(shì)7~21"d快速升高、28"d時(shí)降低,35"d時(shí)升高,而后降低至與21"d時(shí)持平,在藻肥SM1的處理下MDA含量呈先降低后平穩(wěn)上升的趨勢(shì),在SM2處理下MDA含量變化呈現(xiàn)先快速升高后平穩(wěn)上升,在SM3處理下MDA含量變化呈現(xiàn)先降低后28"d時(shí)開(kāi)始升高,而后降低趨于平穩(wěn),SM4處理下MDA含量變化呈現(xiàn)先降低后14"d開(kāi)始升高,而后降低趨于平穩(wěn)。由此可見(jiàn),Mabroom品種幼苗對(duì)MM2和MM3的處理表現(xiàn)敏感,7"d的MDA含量就達(dá)到最高值,膜脂過(guò)氧化程度最高,Sillege品種幼苗對(duì)SM2處理后期更為敏感,35~42"d的MDA含量升高,膜脂過(guò)氧化程度達(dá)到最高。SM1、SM3和SM4的膜脂化程度變化并不明顯。
2.6""不同藻類(lèi)肥料處理下椰棗幼苗6個(gè)性狀指標(biāo)的相關(guān)性和變異性分析
對(duì)不同藻類(lèi)肥料處理下椰棗幼苗6個(gè)指標(biāo)的相關(guān)分析(表4)及變異性分析(表5)發(fā)現(xiàn),所有性狀均存在不同程度的相關(guān)性,其中MDA含量與GR、CAT、POD活性呈顯著正相關(guān),與細(xì)胞膜相對(duì)透性呈顯著負(fù)相關(guān),MDA與CAT的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.326;GR活性與CAT、細(xì)胞膜的相對(duì)透性和葉長(zhǎng)呈顯著正相關(guān),與細(xì)胞膜相對(duì)透性的相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.299;CAT活性與POD活性呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.226;POD活性與細(xì)胞膜相對(duì)透性呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.120。
對(duì)不同藻類(lèi)肥料處理下椰棗幼苗6個(gè)指標(biāo)的變異性分析(表5)發(fā)現(xiàn),所有性狀均存在變異情況,GR的變異系數(shù)最大,達(dá)到57.32,細(xì)胞膜相對(duì)透性的變異系數(shù)最小,僅為11.44%,CAT的
變異系數(shù)達(dá)到49.14%,僅次于GR的變異系數(shù)。
2.7""不同藻類(lèi)肥料處理對(duì)椰棗幼苗葉片的細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)的影響
由圖5可以看出,椰棗幼苗經(jīng)過(guò)番紅固綠染色后,細(xì)胞呈現(xiàn)綠色部分居多,證明多數(shù)細(xì)胞具備分生能力,MM4中細(xì)胞的綠色程度更深,說(shuō)明Mabroom幼苗在M4的施用過(guò)程中,細(xì)胞分生能力更強(qiáng),更有活力,其次是MM3,呈紅色部分的木質(zhì)化木栓化結(jié)構(gòu)的細(xì)胞較少。由SM1、SM2可以看出,Sillege幼苗在M1和M2的施用過(guò)程中,減少了葉片組織細(xì)胞中的老化部分,增強(qiáng)了細(xì)胞活力。細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)特征與生理指標(biāo)分析結(jié)果基本保持一致。
我國(guó)是世界農(nóng)業(yè)大國(guó),也是化肥消費(fèi)大國(guó),對(duì)肥料有較大的需求,微藻作為一種生物肥料,具有巨大優(yōu)勢(shì),發(fā)展空間廣闊。劉淑芳等[23]使用了混合蛋白核小球藻、卷曲魚(yú)腥藻和四尾柵藻的生物肥料不僅可以促進(jìn)黃瓜的生長(zhǎng),還能顯著改善土壤品質(zhì),減少化肥的使用[24]。王榮敏[25]在研究藍(lán)藻和綠藻組成的肥液對(duì)于桃子生長(zhǎng)發(fā)育的影響中發(fā)現(xiàn)微藻肥可以有效增加果實(shí)質(zhì)量和固形物含量的作用。FAHEED等[26]研究了小球藻對(duì)生菜的影響,經(jīng)過(guò)藻液處理可以顯著提高種子的發(fā)芽速率,在土壤中添加藻液也增加了幼苗的鮮質(zhì)量、干質(zhì)量和色素含量。GRZESIK等[27]通過(guò)使用藍(lán)藻和綠藻改善玉米種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)和代謝活性,結(jié)果表明,單株培養(yǎng)的微藻均能顯著提高玉米幼苗的生長(zhǎng),并強(qiáng)化了酶的代謝活性,而關(guān)于椰棗的生物肥料研究使用鮮有報(bào)道。
本研究以2個(gè)品種Mabroom、Sillege椰棗幼苗為研究對(duì)象,采用4種微藻肥M1、M2、M3、M4處理,探討不同微藻肥對(duì)椰棗品種幼苗生長(zhǎng)生理指標(biāo)的影響。MDA是膜脂過(guò)氧化最重要的產(chǎn)物之一,能反映植物膜脂過(guò)氧化的程度,MDA可以與蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子結(jié)合,形成穩(wěn)定的復(fù)合物,從而保護(hù)這些分子免受氧化損傷,此外,MDA還可以促進(jìn)谷胱甘肽的合成,進(jìn)一步增強(qiáng)細(xì)胞的抗氧化能力,可通過(guò)MDA了解膜脂過(guò)氧化的程度,以間接測(cè)定膜系統(tǒng)受損程度以及植物的抗逆性[28]。在對(duì)Mabroom幼苗的結(jié)果分析中可知,M2在對(duì)Mabroom幼苗的施用中,MDA含量迅速積累升高,直到21"d才降低,顯然在早期的脅迫過(guò)程中發(fā)酵微藻對(duì)Mabroom幼苗造成了一定的傷害,葉片的生長(zhǎng)也受到影響,發(fā)酵微藻肥在施肥至椰棗種植器皿中,在高溫高濕環(huán)境下仍舊繼續(xù)發(fā)酵繁殖,分泌堿性胞外物質(zhì)來(lái)堿化周?chē)h(huán)境,造成土壤的pH升高[29],而Mabroom品種幼苗的耐受堿性脅迫的能力不強(qiáng),所以在M2中容易受到損傷;M3和M4在培養(yǎng)微藻的過(guò)程中,微藻可合成相關(guān)活性物質(zhì)產(chǎn)生初級(jí)代謝產(chǎn)物,此種生物活性物質(zhì)被幼苗根系吸收,促進(jìn)了椰棗葉片的伸長(zhǎng)生長(zhǎng),降低了CAT和POD活性。由此可見(jiàn)Mabroom幼苗更適合施用微藻的次生代謝產(chǎn)物作為肥料。
在對(duì)Sillege幼苗的結(jié)果分析中可知,M1藻類(lèi)可富集水體中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),增加自身生物質(zhì)產(chǎn)量,繼而作為生物肥料,M1在對(duì)Sillege椰棗幼苗施用時(shí),豐富的氮磷含量,促進(jìn)了椰棗幼苗的葉片的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)育,提高了幼苗內(nèi)的GR活性,CAT和POD活性降低,CAT作為酶類(lèi)清除劑,是以鐵卟啉為輔基的結(jié)合酶,它可促使H2O2分解為分子氧和水,清除體內(nèi)的過(guò)氧化氫,從而使細(xì)胞免于遭受H2O2的毒害,是生物防御體系的關(guān)鍵酶之一。POD是一種氧化還原性酶,將光合作用的副產(chǎn)物乙醇酸氧化為乙醛酸和過(guò)氧化氫。細(xì)胞出現(xiàn)高濃度氧狀態(tài)時(shí),也會(huì)通過(guò)過(guò)氧化物酶體的強(qiáng)氧化作用而得以有效調(diào)節(jié),以避免細(xì)胞遭受高濃度氧的損害。谷胱甘肽還原酶在氧化脅迫反應(yīng)中對(duì)活性氧清除起關(guān)鍵作用,可以維持細(xì)胞內(nèi)充足的GSH水平。M2是微藻經(jīng)過(guò)高溫密封發(fā)酵,微藻中的多糖在高溫密封發(fā)酵過(guò)程中可能會(huì)被微生物分解,轉(zhuǎn)化為單糖或其他低分子量的糖類(lèi),微藻的蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生水解,生成氨基酸、多肽等更小分子量的物質(zhì),此類(lèi)物質(zhì)有利于植物根系對(duì)營(yíng)養(yǎng)的吸收[30],促進(jìn)幼苗的生長(zhǎng),增強(qiáng)了細(xì)胞膜的相對(duì)透性,減輕了土壤基質(zhì)中不利因素對(duì)幼苗的脅迫,Sillege品種椰棗幼苗耐受鹽堿脅迫能力更強(qiáng),更容易在高pH環(huán)境下生長(zhǎng)。由此可見(jiàn),Sillege椰棗幼苗更適合新鮮微藻和發(fā)酵后的微藻。
綜上所述,不同微藻類(lèi)型適應(yīng)的椰棗品種幼苗種類(lèi)有所不同,Mabroom幼苗耐受堿性土壤能力有限,更適合富含生物活性物質(zhì)的微藻代謝產(chǎn)物作為肥料,而Sillege椰棗幼苗耐受鹽堿土壤能力強(qiáng),更適合富含小分子單糖或者小分子氨基酸的微藻原液或者發(fā)酵液作為肥料。此研究目前只做了椰棗幼苗生長(zhǎng)階段所需肥料的微藻種類(lèi),關(guān)于椰棗生殖生長(zhǎng)階段所需的種類(lèi)還需進(jìn)一步深入研究。
參考文獻(xiàn)