全 文 ：第 29卷　第 3期 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报 Vol. 29　 No. 3
　 2009年 6月 Journal o f Central South Univ er sity o f Fo rest ry& Techno log y Jun. 2009　
文章编号: 1673- 923X ( 2009) 03- 0060- 05
施肥处理对仿栗苗期生理指标动态变化规律的影响
张　斌 1 ,李志辉 1 ,陆　佳 2
( 1.中南林业科技大学林学院 ,湖南 长沙 410004; 2. 中南林业科技大学 成人教育学院 ,湖南长沙 410004)
摘　要: 　以 1年生仿栗幼苗为实验材料 ,研究不同氮、磷、钾施肥配比对仿栗幼苗叶片中叶绿素含量叶片保护酶活性的影响 .结果
表明:施肥处理对仿栗幼苗的生理活性影响较大 ,施肥处理能显著提高仿栗叶片中叶绿素的含量 ,增加其潜在的光合能力 ;同时施肥
处理对仿栗叶片内保护酶活性的影响表现为随物候期的变化 ,呈现先升高后降低的趋势 ,其中以处理 N500 P200K500的效果最好 ,保护
酶的活性最高 ,叶片细胞膜的过氧化作用最弱 ,与不施肥处理形成显著性差异 ,这为通过施肥来提高仿栗的生长速率和抗逆性具有积
极的作用 .
关键词: 　森林培育 ;仿栗 ;施肥 ;生理指标 ;保护酶
中图分类号: 　 Q949. 757. 1; S753. 53+ 2　　　　　文献标志码: 　 A
Effects of Fertilization on Physiological Activities
of Sloanea hemsleyana Seedlings
ZHANG Bin
1
, L I Zhi-hui
1
, LU Jia
2
( 1. Sch ool of Fores t ry, 2. College of Con tin ual High er Educat ion,
Cent ral South University of Fores t ry and Technolog y, Changsha 410004, Hunan, China)
Abstract: Us e 1 year old s eed lings of Sloanea hemsleyana as ex perim en tal materials , t o s tud y the ef fect of ferti li zation on th e conten t
of ch lorophyll and th e activi ty of protect ive enzymes in leav es of S . hemsleyana . And the resu lt is: f ertili zation can increas e th e con-
tent of ch lorophyl l, increas e potential ph otos ynth etic capaci ty, f er tili zation can also p rom ote th e act ivi ty of SOD, POD, and CA T,
compare w ith th e con trol t reatments, N500 P200K500 i s the best t reatmen t wi th signifi cant dif f erence, proper fertili zation can accelerate
th e grow th rate and increas e th e resis tance of S. hemsleyana.
Key words: silvicul ture; Sloanea hemsleyana; f ertili zation; physiological index; protective enzyme
仿栗 Sloanea hemsleyana为杜英科猴欢喜属常绿乔木 ,主要分布在我国四川、云南、湖北西部及湖南等地 ,
生于山谷溪边土壤潮湿的地方 [1 ] .其树型高大、枝叶茂盛 ,观赏价值高 ;同时木材呈白色 ,纹理直而细嫩 ,是家
具、建筑等优良用材 .种子可榨油 ,可作为一种新的油脂资源加以利用 .目前关于仿栗的研究主要集中在仿栗油
脂含量及成分分析上 [2, 3 ] ,关于种子生理方面的研究也较少 [4～ 6 ] ,关于仿栗施肥对生理活性影响的研究还未见
报道 .
1　材料与方法
1. 1　试验材料及处理
仿栗实生苗 ,苗龄 1 a,来源于中南林业科技大学植物园苗圃 .仿栗种子于 2007年 10月采自张家界国家森
林公园 ,采集后人工去掉假种皮 ,并及时室外播种 . 2008年 6月 10日选择苗高、生长情况一致的苗木 45株移栽
收稿日期: 2009-01-16
基金项目: 中南林业科技大学青年科学研究基金项目 ( 0700B) ,湖南省教育厅项目 ( 08C932) .
作者简介: 张　斌 ( 1980- ) ,男 ,山东济宁人 ,硕士 ,助教 .主要从事种苗、诱变育种等方面的教学科研工作 . E-mai l: binsdw@ 126. com
DOI : 10. 14067 /j . cnki . 1673 -923x . 2009. 03. 026
于花盆中 ,一盆一株 ,每盆事先装入土壤 1 kg ,供试土壤的主要理化性质见表 1.同时按正交设计方案进行氮磷
钾的配方施肥试验 ,化学肥料为尿素 (含 N 46% )、过磷酸钙 (含 P2O5 18% )、氧化钾 (含 K2O 60% ) .
表 1　供试土壤的主要理化性状
Table 1　 Physics and chemistry properties of soil
全氮 /( mg· k g- 1) 全磷 / ( mg· kg- 1 ) 全钾 / ( mg· kg- 1) 含水量 /% 土壤 pH值
46. 87 2. 03 11. 49 8. 01 3. 45
本次试验为室外盆栽试验 .采用人
工一次性施肥的方法 ,试验采用 L9 ( 34 )
正交试验设计 ,每处理有 3次重复 ,以不
施肥的处理为对照 ,试材采用常规管理 .
表 2　施肥处理表
Table 2　 Fertilization treatments
mg· 盆 - 1
各处理测试号 氮 N 磷 P2O5 钾 K2O
T0 0 0 0
T1 200 200 200
T2 200 500 500
T3 200 1 000 1 000
T4 500 200 500
T5 500 500 1 000
T6 500 1 000 200
T7 1 000 200 1 000
T8 1 000 500 200
T9 1 000 1 000 500
通过对其生长状态的观察及后期生理指标的测定 ,判断施肥水平与
其生长的相关性 .氮、磷、钾的施肥水平及正交表 L9 ( 34 )见表 2.
1. 2　生理指标测定
( 1)叶绿素含量的测定参考杨清云的方法 [7 ] .
( 2) POD活性测定采用愈创木酚法 [ 8] .
( 3) CAT活性测定参照李柏林和梅慧生的方法 [9 ] .
( 4) SOD活性测定参照 Stew ert和 Bew ley抑制 N BT光化还原的
方法 [10 ] .
( 5) MDA含量的测定参照 Heath等的硫代巴比妥酸 ( TBA)比
色法 [11 ] .
( 6)电导率的测定参照徐本美的方法进行 [12 ] .
图 1　不同施肥处理下仿栗叶片叶绿素含量变化分析
Fig. 1　 The eff ects of diff erent treatments on the
chlorophyll content of S. hemsleyana
图 2　不同施肥处理下仿栗叶片 SOD活性变化分析
Fig. 2　 The ef fects of diff erent treatments on the ac-
tivity of SOD of S . hemsleyana
2　结果与分析
2. 1　不同处理对仿栗叶片叶绿素含量的动态影响
叶绿素是植物体内的主要的光合色素 ,在一定范围
内 ,叶绿素含量和光合能力呈正相关 ,叶绿素含量增加有
利于植物捕获更多的光能 ,其含量高低是仿栗光合作用及
衰老的重要指标 .由图 1可以看出 ,施肥后各处理叶片中
叶绿素的含量较不施肥处理均有不同程度的增加 ,施肥效
果逐渐显现出来 ,叶片中叶绿素含量呈上升趋势 ,在 8月
30日左右达到最高值 ,各处理叶片中的浓度分别比对照
增加了 57. 1%～ 204. 1% ,施肥效果显著 .从各个处理来
看 , N500 P200 K500处理与其它各处理相比 ,在各个月份叶绿
素含量均比其他处理高 .处理 N1000 P200K1000、 N1000 P500K200、
N 1000 P1000 K500施用氮肥量虽比 N500 P200K500高 ,但叶绿素含
量反而较 N500 P200K500低 ,可能施用了过多的氮肥 ,造成了
一定程度的盐分胁迫 ,从而使光合色素含量降低 .合理的
氮磷钾配施 ,磷钾肥促进氮肥的肥效 .
2. 2　不同施肥处理对仿栗叶片 SOD酶活性的动态影响
植物在正常的生长条件下 ,体内也会产生少量的超氧
化物阴离子 , SOD能即时将这些阴离子清除 ,对细胞起着重
要的保护作用 ,当其正常生长条件发生改变时 ,体内积累超
氧化物阴离子增多 , SO D等保护酶活性增加 [14 ] .由图 2可
以看出 ,施肥处理后叶片中 SOD活性升高 ,仿栗体内 SOD
活性都有不同程度的增加 ,但与未施肥处理相比 , SOD活性
增加不显著 .随着仿栗代谢活动的增强 ,仿栗吸收养分量逐
渐增加 ,叶片内 SOD的活性也平稳增加 ,在 8月底 SOD活
61第 3期 张　斌等: 施肥处理对仿栗苗期生理指标动态变化规律的影响
性达到最大值 ,与未施肥处理相比 ,各处理 SOD活性分别增加了 34. 5%～ 96. 7% ,施肥效果明显 ,其中以 N50 0 P200
K500处理活性最高 ,其次为 N500 P500K1000、 N200 P1000K1000、 N500 P1000K200、 N1000 P500K200. 9月中下旬 ,尽管 SOD活性仍保
持较高水平 ,但由于叶片衰老的不可逆性 ,体内自由基及其衍生物大量积累 ,超过了自身防御系统的清除能力 ,并且 ,
这些积累的自由基及其衍生物能够导致酶结构的损伤 [15 ] ,从而使酶活性降低 .未施肥处理的 SOD活性变化不大 ,随
着仿栗代谢活动的增强 ,自由基及其衍生物对幼苗不构成伤害或伤害很小 , SOD活性变化不大 .
图 3　不同施肥处理下仿栗叶片 POD活性变化分析
Fig. 3　 The ef fects of diff erent treatments on the ac-
tivity of POD of S . hemsleyana
图 4　不同施肥处理下仿栗叶片 CAT活性变化分析
Fig. 4　 The ef fects of diff erent treatments on the ac-
tivity of CAT of S. hemsleyana
图 5　不同施肥处理下仿栗叶片 M DA含量变化分析
Fig. 5　 The eff ects of dif ferent treatments on the con-
tent of MDA of S. hemsleyana
2. 3　不同施肥处理对仿栗叶片 POD酶活性的动态影响
由图 3可以看出 ,各个处理变化趋势基本相同 ,每 g
鲜叶中 POD活性均在 7月至8月保持较稳定水平 , 8月至
9月迅速上升 ,在 9月中旬达到峰值 ,与 SOD变化趋势基
本相同 .从各个处理来看 ,各个月份 POD酶活性较对照
都有不同程度的提高 ,其中 N500 P200K500处理与对照相比
差异明显 ,在测定时间与对照相比 POD酶活性比对照分
别提高了 6. 26%、 3. 98%、 12. 76%、 19. 07% 、 60. 72% (*
* )、 37. 86% (* )、 34. 91% 、 28. 76% .
从变化趋势分析 , SOD和 POD在树体内是协同作
用的 .生长前期体内的自由基含量少 ,所以 POD活性较
小 ;而在生长后期 ,植株内自由基及其衍生物的含量不断
增加 ,尤其 SOD氧化自由基的产物 H2O2的增加 ,需要大
量的 POD来分解 H2O2;另一方面 ,生长后期 POD活性的
增加也可能是用来分解叶绿素和生长素 ,使树体尽早停
止生长 ,减少营养消耗 ,从而加强树体抵抗自由基及其衍
生物和外界不良环境造成的伤害 .
2. 4　不同施肥处理对仿栗叶片 CAT酶活性的动态影响
由图 4可以看出 ,各个处理变化趋势基本相同 ,每 g
鲜叶中 CAT酶活性均在 7月至 8月保持较稳定水平 , 8
月至 9月迅速上升 ,在 9月初达到峰值 , 10月后呈下降趋
势 .与 SOD、 POD表现出相似的变化趋势 .从各个处理来
看 ,各个月份 CAT酶活性较对照都有不同程度的提高 ,
其中 N 500 P200K500和 N1000 P500 K200处理与对照相比差异明
显 ,在测定时间与对照相比 , N500 P200 K500处理 CAT酶活
性比对照分别提高了 100% 、 93. 10% 、 175%、 165%、
120%、 108% 、 116%、 154% .在测定时间与对照相比处理
N 1000 P500K200的 CAT酶活性比对照分别提高了 119% (*
* )、 68. 97% 、 159% (* * )、 167% (* * )、 96. 29% (* )、
57. 69% 、 76. 74% 、 97. 14% (* * ) .
2. 5　不同施肥处理对仿栗叶片 MDA含量的动态影响
植物产生的自由基 ,可使膜的拟脂双分子层中不饱
和脂肪酸的不饱和键被过氧化分解 ,从而造成细胞膜系
统的破坏 ,表现在膜透性加大和离子渗漏增加 ,严重时导
致植物伤害与死亡 .丙二醛 ( MDA)是膜质氧化的产物 ,
通常可以用 MDA的含量衡量细胞膜的氧化程度和植物
对逆境反应的强弱 .随着物候期的推进 ,仿栗幼苗中
MDA含量不断增加 ,说明细胞活性氧不断积累而伴随
62 中　南　林　业　科　技　大　学　学　报 第 29卷
膜质过氧化作用 .随着物候期的进程 ,仿栗幼苗 MDA含量有不断增加的趋势 ,但增加的程度在各个月份有所
不同 ,这与外界环境和叶片衰老也有一定的关系 .其中处理 N500 P200K500的 MDA含量在各个月份均低于其他处
理 ,但差异不显著 ,说明该施肥处理条件下仿栗生理代谢活动强 ,对胁迫的适应能力较强 ,受逆境伤害较轻 .
表 3　不同施肥处理仿栗叶片叶绿素含量与
抗氧化酶活性的相关性
Table 3　 The correlation between the chlorophyll
content and the activity of antioxidative
enzyme under dif ferent treatments of
S . hemsleyana
处理 抗氧化酶
SOD POD CAT
1号 0. 951* * 0. 741* 0. 963* *
2号 0. 928* * 0. 669 0. 963* *
3号 0. 973* * 0. 554 0. 935* *
4号 0. 875* * 0. 470 0. 866* *
5号 0. 860* * 0. 333 0. 882* *
6号 0. 964* * 0. 469 0. 873* *
7号 0. 771* * 0. 362 0. 768*
8号 0. 898* * 0. 317 0. 938* *
9号 0. 913* * 0. 344 0. 920* *
CK 0. 973* * 0. 291 0. 626
* * 表示极显著相关 ,* 表示显著相关 .
2. 6　叶绿素含量与保护酶活性相关性分析
叶绿素是植物体内的主要的光合色素和重要的含氮化合
物 ,在一定范围内 ,叶绿素含量和光合能力呈正相关 ,叶绿素
含量增加有利于植物捕获更多的光能 ,其含量的高低是仿栗
光合作用及衰老的重要指标 .
相关性分析 (见表 3)表明:各个处理在测定时间内 SOD
活性与叶绿素含量均表现为极显著正相关性 ,这可能是因为
在生长期 ,随着叶片的成熟和施肥的效用 ,光合能力加强 ,产
生大量氧自由基 , SOD酶活性提高使叶片免受自由基的损
伤 ,二者表现正相关 .而到了生长后期 ,叶片逐渐衰老 ,叶绿素
含量下降 ,导致光合能力下降 , SO D酶活性也因叶片损伤较
多而活性大幅度下降从而表现出二者的正相关 .
植物细胞内产生的 O-2 经 SOD催化反映形成 H2O2 , H2O2
的清除主要靠 PO D和 CAT来完成 .由表 3可以看出 ,处理N 200
P200K200的 POD活性和叶绿素含量呈显著相关性 ,处理 N 1000
P200K1000的 CAT活性与叶绿素含量呈显著相关性 ,其余各处
理 CAT酶活性与叶绿素含量相关性极显著 .
3　结论与讨论
( 1)叶绿素是植物体内的主要的光合色素 ,在一定范围内 ,叶绿素含量和光合能力呈正相关 .本试验结果表
明 ,不同配比施肥处理下 ,仿栗叶片叶绿素含量与对照相比在各个物候期均比对照高 ,随着物候期的进程 ,仿栗
叶片内叶绿素含量呈现先升高后下降的趋势 ,各处理均在 8月末达到峰值 .对 8月末各处理下叶绿素含量进行
分析发现 ,低施肥水平下仿栗叶片中叶绿素含量相比对照增加幅度不大 ,处理 N500 P200K500的叶绿素含量增加幅
度最大 ,其潜在的光合速率最高 .
( 2)植物在正常条件下 ,体内活性氧的产生和防御系统的清除能达到动态平衡 .逆境胁迫下 ,植物体内活性
氧代谢失调 ,膜结构被破坏 .超氧化物歧化酶 ( SO D)、过氧化物酶 ( POD)及过氧化氢酶 ( CAT)等是膜保护系统
的主要酶类 ,能清除自由基 ,维护膜系统的完整性 ,以减轻不良环境对植物的伤害作用 .本试验结果表明 ,不同
配比施肥处理下 ,随着物候期的进程 ,仿栗叶片保护酶活性均表现为先升高后下降的相似趋势 ,且在 8月底达
到峰值 .对 8月末各处理下保护酶活性进行分析发现处理 N500 P200K500的 SOD酶活性和 CAT酶活性增加幅度最
大 ,而在八月末 ,各处理叶片 POD酶活性相比对照虽有不同程度的提高 ,但增幅都不大 ,但各处理 MDA含量均
表 现为逐渐升高的趋势 ,但处理 N500 P200K500的 MDA含量最低 ,说明在该施肥水平下 ,仿栗的生理代谢活动最
强 ,植株的耐受胁迫的能力最强 .
( 3)叶绿素含量与保护酶活性存在显著相关性 ,施肥处理能提高保护酶的活性 ,增强仿栗植株的抗逆性 .在
生长期内随着叶片的成熟和施肥的效用 ,光合能力加强 ,产生大量氧自由基 , SOD酶活性提高使叶片免受自由
基的损伤 ,二者表现正相关 .而到了生长后期 ,叶片逐渐衰老 ,叶绿素含量下降 ,导致光合能力下降 , SOD酶活
性也因叶片损伤较多而活性大幅度下降从而表现出二者的正相关 ,这为通过施肥来提高仿栗的生长速率和抗
逆性具有积极的作用 .
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[本文编校:邱德勇 ]
(上接第 59页 )
( 2)对 M F菌株产酶条件进行了简单优化实验 ,结果可知:该菌株产酶的最佳碳源是 1%的 10∶ 1(m /V )的
酵母膏+ 乳化液 ;最佳氮源为 1. 5%的 3∶ 1(m /m )玉米粉+ 蛋白胨 ;培养基的最适初始 pH值为 8. 0,优化后的酶
活达 41 U· mL- 1 ,比优化前提高了 40. 5% .在优化条件下 ,该菌株在 28℃恒温摇床中培养在 72 h达到产酶高
峰 ,其最适反应温度为 40℃ ,最佳反应时间为 30 min.其它产酶条件如最佳培养温度、金属离子的有无及浓度、
最佳通气量等进行比较 ,有待以后更进一步完善 .
( 3)对 MF菌株 ,在 30 W紫外灯 ,照射距离 30 cm、照射 300 s条件下得到一株高产脂肪酶的突变菌株 ,其酶
活 为 70. 83 U· mL- 1 ,比未处理的菌株的脂肪酶活力提高了 105% .可见紫外线是微生物诱变育种中经济、方
便、和有效的诱变方法之一 ,而诱导后的菌株有待进一步研究 .
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[本文编校:欧阳钦 ]
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