徐芸，张建，蒋细旺

（江汉大学生命科学学院，武汉，430056）

藜蒿（Artemisia selengensis）又名蒌蒿，为菊科蒿属多年生宿根草本植物，主要食用器官为地上嫩茎和地下匍匐茎，味道清香、脆嫩爽口，同时也具有较高的药用价值[1]，主要分布在湖北、江苏等长江中下游地区[2]。

云南藜蒿是云南当地藜蒿栽培品种，由于适应性强、耐贫瘠、产量高而被大面积引种。云南藜蒿生长的最适温度为20～25℃[2]，喜湿润忌涝渍，要求较高的温度和土壤湿度。生产上一般在11月中下旬气温降至10℃之前搭棚保温，防霜冻伤害。武汉地区藜蒿生产以秋季露地栽培和冬季大棚覆盖栽培为主。冬季用大、中棚塑料薄膜覆盖，棚内可用地膜浮面覆盖[2]，以保证在元旦、春节期间按时上市，即食用的时间集中在较寒冷的晚秋、冬季和早春，因此，提高藜蒿的抗寒性对降低生产成本、提高藜蒿的产量、品质等将具有十分重要的意义。

刘世亮等[3]研究表明，养殖废弃物环保生物肥料不仅可以改善土壤理化性状、提高土壤肥力效应、促进养分转化、提高肥料利用率，还可以改善农产品品质、提高农产品产量，其作用已经在木薯[4]、豆角[5]、玉米[6]等植物上得到了证实。

此外，养殖废弃物生物有机肥料对增强梨[7]和豇豆[8]等植物的抗逆性也有一定的作用。而关于养殖废弃物生物有机肥料对藜蒿抗寒性影响的研究尚未见报道。为此，以藜蒿品种云南藜蒿为试材，探讨施用养殖废弃物生物有机肥料对低温胁迫下的藜蒿叶片电导率、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量等生理指标的影响，为生产实践中减缓低温胁迫对藜蒿伤害、提高藜蒿的产量和品质及农业废弃物的肥料化利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以藜蒿品种云南藜蒿为试材，材料由武汉荷香源农业发展有限公司提供。供试土壤为普通棕壤土，土壤含有机质11.24 g/kg，碱解氮58.42 mg/kg，有效磷21.22 mg/kg，速效钾115.19 mg/kg，土壤pH值为6.22。供试肥料为养殖废弃物生物有机肥料（N 1.17%，P2O50.44%，K2O 0.95%），由武汉江大高新农业发展有限公司提供。根据藜蒿养分需求特性，需在养殖废弃物生物有机肥料中添加无机肥料，以满足藜蒿生长需求，氮肥来自尿素（含N 46%），磷肥来自钙镁磷肥（含P2O512%），钾肥来自硫酸钾（含K2O 50%）。

1.2 试验方法

本试验采用随机区组设计，露地栽培，试验于2014年9～12月在江汉大学生命科学学院园艺试验基地进行。对藜蒿进行施肥，共6个处理，①处理M1：纯无机肥料（尿素 478.30 kg/hm2，钙镁磷肥666.70 kg/hm2，硫酸钾 360.00 kg/hm2）；②处理 M2：3 700 kg/hm2生物有机肥料+化肥（尿素435.01 kg/hm2，钙镁磷肥650.42 kg/hm2，硫酸钾324.85 kg/hm2）；③处理M3：5 600 kg/hm2生物有机肥料+化肥（尿素412.78 kg/hm2，钙镁磷肥642.06 kg/hm2，硫酸钾306.80 kg/hm2）；④处理 M4：7 500 kg/hm2生物有机肥料+化肥（尿素 390.55 kg/hm2，钙镁磷肥 633.70 kg/hm2，硫酸钾 288.75 kg/hm2）；⑤处理 M5：9 400 kg/hm2生物有机肥料+化肥（尿素368.32 kg/hm2，钙镁磷肥625.34 kg/hm2，硫酸钾 270.70 kg/hm2）；⑥CK：空白处理。除纯无机肥料外，利用无机氮（尿素）、磷（钙镁磷肥）、钾（硫酸钾）肥调节其他肥料处理，使6个处理氮素总量为220 kg/hm2，磷素总量为80 kg/hm2，钾素含量为180 kg/hm。每个处理重复3次，每个小区面积为1 m2。藜蒿插条定植的株行距为10 cm×10 cm。各处理在种植前一周进行施肥，均作为基肥，常规栽培管理。

1.3 指标测定方法

2014年12月中旬经过连续10 d最低气温低于0℃（最高气温13℃）的寒冷时期后，剪取各小区藜蒿叶片，带回实验室擦洗干净组成混合样。本试验膜透性的测定采用电导仪法，可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝G-250染色法，可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法，脯氨酸含量的测定采用酸性水合茚三酮法，丙二醛（MDA）含量测定采用硫代巴比妥酸法，过氧化物酶（POD）活性的测定参照张志良等的方法稍作修改，超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用NBT光还原法并略作修改[9]。

图1 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片细胞膜透性的影响

图2 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片可溶性蛋白含量的影响

1.4 数据分析

试验数据用Microsoft Excel 2003软件进行处理并绘图，用SPSS 19.0软件进行差异显著性分析（Duncan's新复极差法，p=0.05），并对各指标作相关分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥处理对低温胁迫下云南藜蒿叶片细胞膜透性的影响

从图1可知，在经过低温胁迫后，与空白对照（CK）相比，各处理藜蒿叶片的电解质渗透率均显著降低，说明施肥可以降低低温胁迫过程中藜蒿叶片的电解质渗透率。M2～M5处理的藜蒿叶片电解质渗透率均低于M1处理，其中M4处理与M1处理的藜蒿叶片电解质渗透率相差20.6%，两者间达到了差异显著水平，说明生物有机肥料比无机肥料在降低电解质渗透率方面的作用更强。在M2～M4处理内，随着生物有机肥料施用量的提高，叶片电解质渗透率也相应地下降，M4处理藜蒿叶片电解质渗透率比M2处理下降12.5%，两者间也达到了差异显著水平，但是M5处理藜蒿叶片电解质渗透率比M4处理上升2.2%，说明在一定用量范围内，生物有机肥料降低电解质渗透率的作用随施用量的增大而增强，而超过了这个用量后，藜蒿叶片电解质渗透率不再下降，反而上升。

2.2 不同施肥处理对低温胁迫下云南藜蒿叶片渗透调节物质的影响

从图2～4可知，经过低温胁迫后，与对照相比，各施肥处理均在不同程度上提高了藜蒿叶片中的可溶性蛋白、可溶性糖及脯氨酸的含量，其中M5处理的可溶性糖含量是对照的2.1倍，可溶性蛋白含量是对照的2.0倍，而脯氨酸含量是对照的3.7倍，与对照相比，均达到差异显著水平，说明施肥可以显著提高藜蒿叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量。

M2～M5处理的藜蒿叶片可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量均高于M1处理，其中M5处理的藜蒿叶片可溶性糖含量是M1处理的1.6倍，可溶性蛋白含量是M1处理的1.5倍，脯氨酸含量是M1处理的2.0倍，M5与M1处理间均达到差异显著水平，说明比起无机肥料，生物有机肥料在提高经低温胁迫后藜蒿叶片中可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量方面的效果更好。在M2～M5处理内，随着生物有机肥料施用量的增高，可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量也随之提高，说明生物有机肥料施用量与藜蒿叶片中的可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸的含量存在正相关关系。

图3 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片可溶性糖含量的影响

图4 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片脯氨酸（Pro）含量的影响

图5 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片丙二醛（MDA）含量的影响

图6 不同施肥处理对低温胁迫下对藜蒿叶片POD活性的影响

图7 不同施肥处理对低温胁迫下藜蒿叶片SOD活性的影响

2.3 不同施肥处理对低温胁迫下云南藜蒿叶片丙二醛（MDA）含量的影响

从图5可知，经低温胁迫后，不同施肥处理的藜蒿叶片中的丙二醛含量均比对照显著降低，其中M5处理的藜蒿叶片丙二醛含量仅占对照的71.0%，与对照之间达到显著差异水平，说明施肥处理可以降低藜蒿叶片中的丙二醛含量。M2～M5处理的藜蒿叶片丙二醛含量均低于M1处理，其中，M4处理的藜蒿叶片丙二醛含量占M1处理的78.0%，两者间达到差异显著水平，说明生物有机肥料在降低藜蒿叶片丙二醛含量方面的作用要优于无机肥料。从M2～M4处理可以得知，藜蒿叶片丙二醛含量随着生物有机肥料施用量的增加而提高；从M4、M5处理可以得知，藜蒿叶片丙二醛含量随着生物有机肥料施用量的增加而降低，说明在一定用量范围内，藜蒿叶片丙二醛含量随着生物有机肥料施用量的增加而提高，而超过这个用量后，丙二醛含量开始降低。

2.4 不同施肥处理对低温胁迫下云南藜蒿叶片POD、SOD活性的影响

从图6、7可知，经施肥处理的藜蒿叶片POD及SOD活性比不施肥的显著提高，其中M5处理的藜蒿叶片POD活性是对照的3.0倍，M4处理的藜蒿叶片SOD活性是对照的2.0倍，两者达到差异显著水平，说明施肥处理可显著提高低温胁迫下藜蒿叶片的POD及SOD活性。M2～M5处理的藜蒿叶片POD及SOD活性均高于M1处理，其中M5处理的藜蒿叶片POD活性是M1处理的2.2倍，M4处理的藜蒿叶片SOD活性是M1处理的1.6倍，反映出生物有机肥料在提高藜蒿叶片POD及SOD活性方面的性能要优于无机肥料。从M2～M5处理可以得知，藜蒿叶片POD活性随着生物有机肥料施用量的增加而提高，两者间存在着显著的正相关关系。从M2～M4处理可以得知，藜蒿叶片SOD活性随着生物有机肥施用量的增加而提高；从M4、M5处理可以得知，藜蒿叶片SOD活性随着生物有机肥施用量的增加而降低，说明在一定用量范围内，藜蒿叶片SOD活性随着生物有机肥料施用量的增加而提高，而超过了这个用量后，SOD活性开始降低。

3 讨论与结论

当植株受到低温胁迫时，细胞膜的功能与结构首先受到伤害，植物细胞电解质的外渗程度可以用相对电导率来表示，从而反映植物细胞膜系统的低温伤害程度[10]。本试验中施肥处理的藜蒿叶片电解质渗透率均小于对照，说明施肥处理可以在低温胁迫下保护细胞膜结构，而且生物有机肥料在维持膜结构方面的作用比无机肥料更理想。

MDA是细胞在遭受逆境胁迫时膜脂产生的过氧化物，能够使细胞正常功能紊乱、有害活性物质积累，加重细胞膜的过氧化程度。MDA含量越高，说明植物受伤害的程度越高[11]。从本试验结果可以得知，在低温胁迫下，生物有机肥料和无机肥料均可以在一定程度上减轻藜蒿叶片细胞膜受MDA的毒害作用，从而保证藜蒿在低温下正常生长，而且生物有机肥料抵抗MDA毒害的效果优于无机肥料。这可能是因为生物有机肥料中的养分均衡且全面，可促进藜蒿植株发育，促进植株机体营养物质积累较多，使细胞在受到MDA毒害时有较强的自我恢复能力，最终表现出受伤害程度较低。

可溶性蛋白是植物组织内的保护物质，一方面可降低组织或细胞的冰点温度，另一方面还可使细胞的水合度增大，保水能力增强，避免原生质在低温下的脱水伤害。可溶性糖作为渗透调节物质，可提高细胞液的浓度、降低细胞质的冰点，从而降低低温对细胞的损伤[12]。在低温胁迫下，淀粉水解酶的活性被激发出来，淀粉水解速度加快，可溶性的含量增高，细胞液的浓度也随之升高，冰点下降，同时也保护脱水的蛋白质。因此，可溶性糖与抗寒性之间也同样具有正相关关系，可溶性糖对低温胁迫下的植株具有很好的保护作用。

脯氨酸是细胞内的重要调节物质，主要有溶解度高、在细胞内积累无毒性、水溶液水势较高等特点，因此，脯氨酸含量的升高可以降低低温对植物的伤害程度[13]。本试验中，经过施肥处理的藜蒿叶片中的脯氨酸含量显著高于对照，并且经生物有机肥料处理的藜蒿叶片脯氨酸含量均比经无机肥料处理的高，说明生物有机肥料更加有利于藜蒿在低温胁迫下产生脯氨酸来抵御低温逆境的影响。

超氧化物歧化酶（SOD）在活性氧清除系统中发挥着极为重要的作用，是植物体内活性氧自由基清除系统的第1道防线，它可以发生歧化反应生成O2和H2O2，SOD活性的高低是判断植物抗性的主要指标。过氧化物酶（POD）在植物体内的主要作用是清除H2O2，并将其分解为O2和H2O，有效地保护细胞免受损伤[14]。从本试验得知，与无机肥料相比，施用生物有机肥料更能增强藜蒿叶片中的POD和SOD活性，减轻植株体内的氧化作用，平衡植株体内活性氧代谢。这可能是因为生物有机肥料中富含的大量生物活性成分被植株利用之后，使得植株的光合作用增强，植株发育健壮，植株体内的多种酶活性被激发，从而集中表现为植株体内POD和SOD的活性的增强。

因此，本研究结果表明，养殖废弃物生物有机肥料可以显著提高藜蒿抗寒性，但植物抗寒性是受多种因素控制的综合性状[15]，因此，单项生理指标无法全面反映出藜蒿的抗寒性。如何通过多项指标来评价藜蒿抗寒性以及如何使用生物有机肥料来提高藜蒿的产量、质量还有待进一步研究。

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