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在温室土培条件下,以长春花为材料,研究了不同浓度KCl处理对长春花盛花期的生物量、抗氧化酶活性、硫代巴比妥酸反应物(TBARS)含量、叶绿素(chl)含量、离子分布、叶绿素荧光参数及文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱等生物碱含量的影响。并在此基础上进一步研究了在盐胁迫效应下不同浓度KCl处理对长春花盛花期以上指标的影响,旨在通过施用合适的钾肥来改变栽培条件,为促进正常条件下和盐胁迫下长春花的生长及其生物碱积累提供理论指导。主要研究结果如下:
(1)当外源KCl浓度为100 mg·kg-1、200 mg·kg-1和400 mg·kg-1时可以有效促进长春花的生长,同对照相比表现为长春花的鲜质量和干质量逐渐升高,株高和根长也逐渐升高而叶片TBARS含量则逐渐下降。超氧化物歧化酶(SOD)、进氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性随KCl浓度增加逐渐升高。长春花根、茎和叶片中的Na+含量、K+含量、Cl-含量及K+/Na+值均随着外源KCl浓度增加逐渐升高。当外源KCl浓度为800mg·kg-1时,过量的钾营养供应反而抑制了长春花的正常生长。长春花的鲜质量、干质量、株高、根长和三种抗氧化酶的活性开始下降,TBARS含量则开始升高。根、茎和叶片中的K+含量和Cl-含量继续升高,但其Na+含量开始下降,进而导致K+/Na-值比KCl浓度为400 mg·kg-1时的处理显著升高,扰乱了植株体内的离子平衡,不利于长春花的正常生长。
(2)当外源KCl浓度为100 mg·kg-1、200 mg·kg-1和400 mg·kg-1时,长春花叶片的叶绿素a(chla)和叶绿素b(chlb)的含量逐渐升高,初始荧光F0,最大荧光Fm和可变荧光Fv值以及Fv/Fm值和Fv/F0值亦均有所升高。PSII系统实际光化学效率φPSII和电子传递速率ETR值随着KCl浓度的升高也均逐渐升高。非光化学猝灭系数NPQ值则逐渐下降,光化学猝灭系数qp值逐渐升高,这些都有利于植株光合作用的进行。同时,长春花体内的文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱含量同样随着外源KCl浓度的升高而逐渐增加。在高浓度KCl(800 mg·kg-1)处理时,长春花叶片的上述光合指标均出现相反的变化趋势,可以看出过量的钾营养供应反而不利于长春花的光合作用。试验结果显示,以外源KCl浓度为400 mg·kg-1的用量施用钾肥可最大限度地促进盛花期长春花的正常生长,并显著促进其生物碱的代谢,提高长春花盛花期四种主要生物碱的含量,使得长春花盛花期文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱含量显著高于其它所有处理,分别为42.81、37.82、1.88和3.1 mg·g-1。
(3)3‰NaCl胁迫下,施入一定量的KCl,将Na+/K+调为20:1(K2,下同)时可显著缓解盐胁迫对长春花生长的危害,与不施KCl(K1,下同)相比,长春花的鲜质量显著升高,干质量也有所提高,株高、根长和相对含水量均显著提高而叶片硫代巴比妥酸反应物含量显著下降。当外源Na+/K+调为10:1(K3,下同)和5:1(K4,下同)时,长春花的鲜质量和干质量比处理K2显著下降。SOD、CAT、POD的活性在Na+/K+为20:1(K2)时显著高于其它处理,但当Na+/K+为10:1(K3)与5:1(K4)时,盐胁迫的危害又显著加剧。3‰ NaCl胁迫下,处理K1长春花根、茎和叶片中的Na+含量均比对照(不加盐与氯化钾,下同)显著升高,K+含量则有所下降,K+/Na+值显著下降。处理K2、K3和K4长春花根、茎和叶片中的Na+含量逐渐下降,K+含量逐渐升高,K+/Na+值也逐渐升高。
(4)3‰ NaCl胁迫下,K2处理长春花叶片的叶绿素含量比K1处理显著升高,叶绿素荧光参数Fm、F0、Fv/F0、φPSII、ETR和qp值均显著升高,NPQ值则显著降低。K3和K4处理比K2处理长春花叶片叶绿素反而显著下降,Fm、Fv/F0、φPSII、ETR和qp值均显著降低,F0的值则显著升高,表明在盐胁迫下,过量的施用氯化钾,长春花的PSII潜在活性中心受到损害。Na+/K+为20:1处理的长春花盛花期文多灵、长春质碱、长春碱和长春新碱含量显著高于其它处理,分别为20.88、30.18、2.53和5.12 mg·g-1.实验结果表明,Na+/K+为20:1比例施用钾肥可最大限度地降低NaCl对盛花期长春花生长造成的伤害,有利于维持植株体内离子的平衡和光合作用的正常进行,以利植株的生长,并显著促进其生物碱的代谢,提高长春花盛花期四种主要生物碱的含量。