配方施肥對黃梔子幼苗生長和生理特性的影響

尹夢雅，楊 艷，湯玉喜，李志輝，葉傳財，秦平書，吳興華

（1. 中南林業(yè)科技大學 林學院，湖南 長沙 410004；2. 南方木本油料利用科學國家林草局重點實驗室，湖南 長沙 410004；3. 湖南省林業(yè)科學院，湖南 長沙 410004；4. 福建省福鼎市農業(yè)農村局，福建 福鼎 355200；5. 南華國家森林管理處，湖南 鳳凰 416200；6. 鳳凰縣林業(yè)局，湖南 鳳凰 416200）

黃梔子Gardenia jasminoides喜光和熱，是茜草科梔子屬的常綠灌木，在我國長江以南地區(qū)廣泛種植。黃梔子花白葉綠，是園林綠化中常見的一種觀賞性植物；花朵香氣濃郁，可以作為蜜源和提取精油的原料[1-2]。黃梔子作為傳統(tǒng)的中藥材，其花、果、葉、根均可入藥，具有清熱解毒、瀉火除煩、保肝護膽等功效。黃梔子果實中含有梔子黃色素和梔子藍色素，二者均為可食用級別的色素，在食品行業(yè)將其作為著色劑的首選[3]；梔子黃色素還具有抗菌消炎和有效補充維生素的作用。此外，果實中豐富的綠原酸、梔子酸以及梔子苷等有效成分也廣泛應用于醫(yī)藥、食品以及化工領域[4-5]。隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，黃梔子作為藥食賞同源的生態(tài)經濟型植物，既能滿足人們對健康食材的需求，又能實現(xiàn)國土復綠及生態(tài)修復。此外，黃梔子種植還可以提高人民的經濟收入。因此，黃梔子市場需求越來越大，社會關注度逐年提高，良種壯苗的需求量也在不斷增加。

近年來對于黃梔子的研究大多數(shù)以豐產栽培、扦插技術、無性繁殖[6-7]、梔子色素提取、花粉利用、果實有效成分分析、遺傳多樣性[8]以及藥理學等方面為主，關于配方施肥對黃梔子幼苗生長發(fā)育以及生理特性的研究尚少。植物的生長發(fā)育需要氮、磷、鉀等多種礦質營養(yǎng)元素，適宜的氮、磷、鉀肥配施可顯著促進植株生長。因此，探究黃梔子幼苗在不同配方施肥條件下的生理特性差異，能夠優(yōu)化苗木培育施肥方案，提高苗木產量和質量，為黃梔子產業(yè)培育良種壯苗提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為1 年生黃梔子幼苗，選擇苗高、地徑、根系等生長情況基本一致的黃梔子幼苗，于2020 年6 月移植到規(guī)格為18 cm×15 cm×20 cm（上口徑×下口徑×高）的塑料盆里，1 盆1 株。育苗基質配方為珍珠巖和黃土按1∶4（體積比，v/v）進行混配，基質表面距離盆缽邊緣1 cm 左右。試驗所用肥料為：氮肥，尿素（含N46%）；磷肥，過磷酸鈣（含P2O514%）；鉀肥，氯化鉀（含K2O 60%）。

1.2 試驗設計

表1 為黃梔子幼苗施肥試驗設計。采用L9（34）正交試驗設計，以不施肥為對照，共10 個處理，每個處理3 次重復，每個重復10 株，共300 盆。氮肥設置1、2 和3 g 3 個施肥水平；磷肥設置0.8、1.6 和2.4 g 3 個施肥水平；鉀肥設置0.4、0.8 和1.2 g 3 個施肥水平。緩苗1 個月后，采用澆灌施肥方法，于2020 年7—10 月每30 d 施肥1 次，共施肥4 次，處理120 d。

表1 黃梔子幼苗施肥試驗設計Table 1 Experimentaldesignoffertilizationof Gardeniajasminoides (g·株-1)

1.3 指標的測定

處理120 d 后，從各處理中隨機選擇3 株黃梔子幼苗，用卷尺測量苗高；用游標卡尺測量地徑；將幼苗沖洗干凈，105℃殺青，80℃烘干至恒質量，分別稱量根、莖、葉的干質量，計算地上部分和地下部分的生物量。

葉綠素含量的測定采用95%乙醇提取法[9]；可溶性糖含量的測定采用蒽酮比色法[9]；可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍（G-250）染色法[9]；丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸法[9]；超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定采用氮藍四唑（NBT）比色法[10]；過氧化物酶（POD）活性的測定采用愈創(chuàng)木酚法[10]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2019 軟件進行數(shù)據(jù)處理和作圖，采用SPSS 26.0軟件進行方差分析和多重比較（LSD法）。采用隸屬函數(shù)模糊評價法[11]對各項指標進行綜合分析，計算公式如下。

隸屬函數(shù)值計算公式：

式中：Xi為測定指標；Xmin為指標最小值；Xmax為指標最大值。若負相關則用反隸屬函數(shù)值計算公式。

2 結果與分析

2.1 配比施肥對黃梔子幼苗苗高和地徑生長的影響

由圖1 可知，施肥120 d 后，與CK 處理相比，T1～T9處理的黃梔子幼苗的苗高生長量均顯著增加，其中T5、T7、T9和T1處理的苗高生長量較高，分 別 為56.3、55.8、55.73 和55.43 cm， 與T2、T6、CK 存在顯著性差異，T2、T6與CK 差異顯著，T5、T7較CK 顯著增加了67.21%、65.73%。由圖1 可知，施肥120 d 后，與CK 處理相比，T1～T9處理的黃梔子幼苗的地徑生長量均顯著提高，其中T7、T5地徑最大，為6.99、6.87 mm，與T2、T4、T8、T9有差異但不顯著，與T1、T3、T6存在顯著差異，T1、T3、T4較CK 也存在顯著性差異，T5、T7比對照顯著增加了25.49%、23.34%。

圖1 不同配比施肥對黃梔子幼苗苗高和地徑生長量的影響Fig. 1 Effects of different proportions of fertilization on seedling height growth and ground diameter growth of Gardenia jasminoides seedlings

2.2 配比施肥對黃梔子幼苗生物量的影響

生物量可以反映出植物的物質積累量，生物量越大，植株品質越好。由圖2 可知，施肥處理顯著提高了黃梔子幼苗的地上生物量，從大到小 排 序 為T7＞T3＞T4＞T2＞T5＞T6＞T9＞T8＞T1＞CK，T7最大，達到了11.42 g，與CK（4.92 g）處理相比提高了132.11%，與T3、T4、T2、T5、T6有差異但不顯著，與T9、T8、T1存在顯著性差異。由圖2 可知，地下生物量的排序為T7＞T4＞T8＞T2＞T1＞T5＞T3＞T6＞T9＞CK，與CK（2.73 g）相比，T1～T8處理的黃梔子幼苗地下生物量均有所上升，其中T7（4.13 g）比對照提高了51.28%，除T4外，T7與其他處理均存在顯著性差異，T4、T8、T2、T1、T5與T9、CK差異顯著。

圖2 不同配比施肥對黃梔子幼苗地上生物量和地下生物量的影響Fig. 2 Effects of different fertilization ratios on the aboveground biomass and underground biomass of Gardenia jasminoides seedlings

2.3 配比施肥對黃梔子幼苗葉片生理指標的影響

2.3.1 配比施肥對黃梔子幼苗葉片葉綠素含量的影響

由圖3 可知，施肥120 d 后，黃梔子幼苗的葉綠素含量從大到小排序為T7＞T3＞T2＞T1＞T4＞T5＞T9＞T6＞T8＞CK，與CK（1.18 mg·g-1）相比，T1～T9處理的黃梔子幼苗葉綠素含量均存在顯著差異（P＜0.05），其中T7和T3處理的葉綠素含量達到了2.35 mg·g-1和2.32 mg·g-1，分別比CK 高出了99.15%和96.61%，且顯著高于其他施肥處理；T8處理（1.69 mg·g-1）的葉綠素含量顯著增加了43.22%。

圖3 不同配比施肥對黃梔子幼苗葉綠素含量的影響Fig. 3 Effects of different proportions of fertilization on the chlorophyll content of Gardenia jasminoides seedlings

2.3.2 配比施肥對黃梔子幼苗葉片MDA 含量的影響

丙二醛是植物細胞膜質過氧化程度的體現(xiàn)，含量越高說明細胞膜受到的傷害越嚴重。由圖4可知，施肥120 d 后，從大到小排序為CK（18.63 μmol·g-1）＞T6（18.21 μmol·g-1）=T5（18.21 μmol·g-1） ＞T8（17.84 μmol·g-1） ＞T4（17.77 μmol·g-1） ＞T2（16.2 μmol·g-1） ＞T3（15.84 μmol·g-1） ＞T7（15.81 μmol·g-1） ＞T9（15.65 μmol·g-1） ＞T1（15.09 μmol·g-1）， 與CK 相 比，T6、T5、T8和T4處理的黃梔子幼苗葉片MDA 含量略微下降，但是差異不顯著（P＞0.05）；T2、T3、T7、T9、T1處理的MDA 含量則分別顯著降低了13.04%、14.98%、15.14%、16.00%和19.00%。

圖4 不同配比施肥對黃梔子幼苗丙二醛含量的影響Fig. 4 Effect of different proportions of fertilization on the malondialdehyde content of Gardenia jasminoides seedlings

2.3.3 配比施肥對黃梔子幼苗葉片可溶性糖含量的影響

可溶性糖能夠為植物生長發(fā)育提供能量和代謝中間產物，本研究測定了不同施肥處理下黃梔子幼苗葉片的可溶性糖含量。由圖5 可知，可溶性糖含量較多的是T9、T5、T4、T2、T7處理，這幾個處理間無顯著性差異（P＞0.05），與CK（9.39 mg·g-1）相比，則分別提高了53.14%、41.85%、41.32%、35.89%、32.59%， 存 在 顯 著性差異（P＜0.05）；T8處理的可溶性糖含量（10.36 mg ·g-1）與CK 差異不顯著，提高了10.33%。總體來看，施肥提高了可溶性糖的含量。

圖5 不同配比施肥對黃梔子幼苗可溶性糖含量的影響Fig. 5 Effects of different proportions of fertilization on the soluble sugar content of Gardenia jasminoides seedlings

2.3.4 配比施肥對黃梔子幼苗葉片可溶性蛋白含量的影響

可溶性蛋白是植物體中的滲透調節(jié)物質和營養(yǎng)物質。由圖6 可以看出，施肥120 d 后，CK 的黃梔子幼苗葉片的可溶性蛋白含量最低，僅為3.93 mg·g-1。與CK 相比，T1～T9處理組的可溶性蛋白含量均顯著增加，其中，T7和T1處理含量最大，為5.66 mg·g-1和5.65 mg·g-1，分別顯著提高了44.02%和43.77%；T6和T9處理的含量最小，為5.22 mg·g-1和5.08 mg·g-1，較CK 顯 著 增 加 了32.82%和29.26%；T2、T3、T4、T5、T8處 理 間 和T1、T7、T6、T9處理間的可溶性蛋白含量差異不顯著（P＞0.05）。

圖6 不同配比施肥對黃梔子幼苗可溶性蛋白含量的影響Fig. 6 Effects of different proportions of fertilization on the soluble protein content of Gardenia jasminoides seedlings

2.3.5 配比施肥對黃梔子幼苗葉片SOD 活性的影響

超氧化物歧化酶（SOD）與植物抗氧化能力密切相關。由圖7 可知，不同配比施肥對黃梔子幼苗葉片SOD 活性的影響不同。CK 的葉片SOD活 性 最 小， 為370.32 μmol·g-1。 與CK 相 比，T7（468.26 μmol·g-1）、T9（445.28 μmol·g-1）、T2（444.94 μmol·g-1）和T1（440.2 μmol·g-1）處理的SOD 活性分別顯著增加了26.45%、20.24%、20.15%、18.87%；T5、T6和T8處理的SOD 活性與CK 沒有顯著差異（P＞0.05），與T3、T4存在顯著差異（P＜0.05）。

圖7 不同配比施肥對黃梔子幼苗SOD 活性的影響Fig. 7 Effects of different proportions of fertilization on the SOD activity of Gardenia jasminoides seedlings

2.3.6 配比施肥對黃梔子幼苗葉片POD 活性的影響

過氧化物酶（POD）是植物體內的一種重要呼吸酶類，與植物呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等都有很大關系。由圖8 可以看出，不同施肥處理黃梔子幼苗葉片的POD 活性存在一定差異。與CK（345.19 μmol·g-1）處理相比，T7（466.07 μmol·g-1）、T9（450.07 μmol·g-1）、T3（441.04 μmol·g-1）、T2（437.33 μmol·g-1）、T1（397.93 μmol·g-1）處理分別顯著提高了35.02%、30.39%、27.77%、26.7%、15.28%，T4、T5和T6的POD 活性有所增加，但差異不顯著（P＞0.05），T8（337.04 μmol·g-1）的POD 活性較CK 降低了2.36%，差異不顯著（P＞0.05）。

圖8 不同配比施肥對黃梔子幼苗POD 活性的影響Fig. 8 Effects of different proportions of fertilization on the POD activity of Gardenia jasminoides seedlings

2.4 配比施肥對黃梔子幼苗影響綜合評價

為了更全面地評價不同配比施肥對黃梔子幼苗的影響，采用隸屬函數(shù)模糊評價法進行綜合分析。由表2 可知，不同配比施肥處理下，隸屬度平均值由小到大排序為CK ＜T6＜T8＜T5＜T9＜T1＜T4＜T3＜T2＜T7，其中綜合表現(xiàn)最好的為T7組，最差的為CK 對照組。

表2 配比施肥對黃梔子幼苗影響的綜合評價Table 2 Comprehensive evaluation of effects of proportioning fertilization on Gardenia jasminoides seedlings

3 結論與討論

3.1 結 論

本研究通過方差分析和多重比較發(fā)現(xiàn)，各處理組之間存在顯著性差異，相比不施肥的對照組CK（N0P0K0），各施肥組黃梔子幼苗的苗高提高了51.86% ～67.21%， 地徑提高了14.46%～20.31%，苗木總生物量提高了64.05%～103.27%，促進了黃梔子幼苗對營養(yǎng)物質的積累。施肥組MDA 含量均有所下降，T7、T9、T1最??；葉綠素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均顯著增加，T7最大；SOD 活性均有所增加，其中T7、T9、T4、T1最為顯著；除T4、T5、T6和T8處理外，POD 活性均顯著增加，T7活性最強，且與其他處理組存在顯著性差異。說明配比施肥總體上提高了幼苗的葉綠素含量、可溶性糖和可溶性蛋白的含量及抗氧化酶SOD 和POD的活性，減少了MDA 的含量，以此增強黃梔子幼苗的光合能力、抗氧化性和抗逆性，有助于苗木的生長。綜合各指標以及隸屬函數(shù)綜合評價來看，本試驗中最佳的氮磷鉀施肥處理為T7（氮磷鉀配比為3 g∶0.8 g∶1.2 g）。

3.2 討 論

黃梔子作為理想的藥食賞兼具的生態(tài)型經濟樹種，自身遺傳因素和外界氮、磷、鉀等礦質營養(yǎng)元素的供給都會影響其生長發(fā)育。外源養(yǎng)分的供給是苗木生長不可或缺的環(huán)節(jié)[12]，通過合理地配施肥料，達到平衡養(yǎng)分是實現(xiàn)資源高效、植物高產的重要途徑[13]。苗高、地徑是植物長勢的最直觀證明，干物質是植物光合作用產物的最終形式，與作物經濟產量有密切的關系[14]。孫剛等[15]的研究表明增施磷肥能顯著提高黃梔子的產量。崔思然[16]的研究發(fā)現(xiàn)氮磷鉀配方施肥通過增加黃梔子果實的數(shù)量來提高果實產量。目前，關于施肥對黃梔子幼苗生長發(fā)育的影響報道尚少。本研究表明，施用氮、磷、鉀肥對黃梔子幼苗生長有一定的促進作用，試驗設置T7處理（N3P1K3）的苗高、地徑以及生物量的增加最為顯著。其結果與前人在銀杏[17]、花椒[18]、辣木[19]等植物上進行的氮、磷、鉀肥效試驗研究的結果一致。

葉綠素作為植物光合作用的主要色素，其含量能反映出植物體內能量的傳遞轉化和干物質積累能力[20]。胡厚臻等[21]的研究表明，葉綠素是衡量林木生長的重要指標，葉綠素含量越高，林木生長越健壯。趙燕等[22]的研究指出，當施氮量和施鉀量增加到一定范圍時，能顯著增加毛白楊幼苗的葉綠素含量。合理的配方施肥能夠促進植物體內葉綠素的合成，改善植物的光合作用特性，進而提升植物體內干物質的積累[23]。本研究表明，氮磷鉀配方施肥處理的黃梔子幼苗葉片的葉綠素含量均顯著提高，其中T7（N3P1K3）處理的葉綠素含量最高，進一步驗證了前人的研究結論。

可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、MDA 含量及抗氧化酶活性可以作為衡量苗木抗性的判定指標[24]?？扇苄蕴?、可溶性蛋白是重要的滲透調節(jié)物質和營養(yǎng)物質，可以有效調節(jié)細胞的滲透壓[25]。MDA 含量能夠反映脂質過氧化程度的強弱，MDA參與破壞植物組織，對蛋白質產生二次氧化損傷[26]。植物在逆境條件下出現(xiàn)的傷害或對逆境的不同抵抗力往往與體內抗氧化酶活性有關[27]。超氧化物歧化酶（SOD）是具有保護膜結構以及平衡植物活性氧代謝的功能的物質，是植物防止活性氧侵害時重要的保護酶之一。過氧化物酶(POD)是植物體內活性較高的一種抗逆酶，其在植物生長活動中活性不斷地發(fā)生變化。當植物受到逆境脅迫（如高溫、干旱、高鹽等）時，SOD 和POD活性上升可以增強植物的抗逆能力。羅婷等[28]的研究表明，氮磷鉀元素之間相互影響，適量施肥可以使云南藍果樹呈現(xiàn)最優(yōu)的生理生化變化。

黃梔子種植產業(yè)已成為湖南各地鄉(xiāng)村經濟發(fā)展的重要產業(yè)，也是鄉(xiāng)村振興建設的綠色動力。目前黃梔子種植大多以生產優(yōu)質梔子果為主要栽培目的，那么良種壯苗的供給及優(yōu)質、精準、高效的黃梔子栽培管理必須到位，其中精準配方施肥便是黃梔子產業(yè)可持續(xù)健康發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。本研究所采用的研究材料為黃梔子幼苗，尚未開花結果，而植物不同營養(yǎng)發(fā)育期對養(yǎng)分的需求量差異較大，因此，要實現(xiàn)黃梔子全周期苗木高效培育，就需要跟蹤不同苗木生長階段和養(yǎng)分所需配比，進一步探討苗木養(yǎng)分積累與利用規(guī)律，合理開展黃梔子不同發(fā)育周期的配方施肥，以期為黃梔子產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供技術依據(jù)。