金 鑫，祁 娟，劉文輝，吳召林，鄭鈺瑩，楊 航，宿敬龍，李 明

（1. 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院 / 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)) / 中－美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070；2. 青海省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院 / 青海省青藏高原優(yōu)良牧草種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016）

老芒麥(Elymus sibiricus)原產(chǎn)于我國的高原地區(qū)，在我國東北、華北、西北種植面積較大，是高寒草地建植的優(yōu)勢草[1-2]。近年來，隨著對(duì)草原生態(tài)環(huán)境惡化問題的重視，退牧還草等生態(tài)工程的開展，對(duì)老芒麥的需求日益增大。苗期是老芒麥生長的關(guān)鍵時(shí)期，但由于其自身不具備根瘤菌，沒有固氮能力，主要依靠根系從土壤中吸收來維持其生長發(fā)育所需的氮[3]，因此施用氮肥是提高其產(chǎn)量的重要措施。研究表明適宜施用氮肥可提高老芒麥生殖枝數(shù)，提高牧草和種子產(chǎn)量[4-5]。但有研究發(fā)現(xiàn)單位面積過高的氮肥施入對(duì)老芒麥產(chǎn)量有負(fù)效應(yīng)[3]。此外考慮到氮肥在我國農(nóng)作物生產(chǎn)中存在過度、不合理使用降低了其利用效率[6]，以及土壤板結(jié)、地下水系統(tǒng)污染[7-8]等環(huán)境問題，雖此負(fù)面問題在牧草方面報(bào)道較少，但也應(yīng)引起重視。因此，合理高效施用氮肥對(duì)老芒麥生長和生態(tài)壞境保護(hù)有重要意義。

外源激素對(duì)作物的生長發(fā)育起著重要的調(diào)控作用，如細(xì)胞分裂素、生長素、赤霉素等，相較氮肥具有高效性和專一性。其中外源6-芐基腺嘌呤(6-BA)作為人工合成的細(xì)胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，能夠增加植物體內(nèi)細(xì)胞分裂素水平，抑制和清除自由基，調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸，促進(jìn)新陳代謝[9]。吲哚乙酸(IAA)作為生長素類調(diào)節(jié)劑，對(duì)植物生長發(fā)育和果實(shí)發(fā)育有著重要調(diào)控作用[10]。研究發(fā)現(xiàn)噴施外源6-BA 對(duì)老芒麥葉片的可溶性蛋白和游離脯氨酸含量有提高作用，有利于維持細(xì)胞內(nèi)滲透環(huán)境的穩(wěn)定，促進(jìn)其生長[11]。苗期葉面噴施IAA 可以提高老芒麥葉綠素含量，IAA 對(duì)其株高、根系的直徑和表面積有促進(jìn)作用，可促生長[12]。此外，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞分裂素和氮素的吸收和代謝有互作關(guān)系[13]。例如，外源細(xì)胞分裂素可影響內(nèi)源細(xì)胞分裂素，作為調(diào)控信號(hào)，從而影響氮素的積累與分配[14]；施氮量的改變可影響水稻(Oryza sativa)植株內(nèi)和的存在比例，有利于細(xì)胞分裂素濃度提高[15]。近年來，學(xué)者們通過外源激素與氮素配施在谷子[16](Setaria italica)和小麥[17](Triticum aestivum)等作物的抗性和光合特性方面已經(jīng)取得了一些研究進(jìn)展，主要體現(xiàn)在滲透物質(zhì)、抗氧化酶活性和光合性能的改善等。關(guān)于外源激素與氮素配施對(duì)老芒麥生長影響的研究，國內(nèi)鮮見報(bào)道。為此，本研究以采自高寒草地阿壩老芒麥種子為供試材料，分析不同濃度外源IAA 和6-BA 與不同濃度氮素配施對(duì)老芒麥幼苗生長的影響，旨在探究促進(jìn)老芒麥植株地上部生長的外源激素與氮素配比，為外源激素與氮素配施調(diào)控老芒麥生長提供理論數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 種子來源及預(yù)處理

試驗(yàn)種子為2017 年9 月初采集于青海省海北州西海鎮(zhèn)牧草繁育基地的多年生阿壩老芒麥，采樣地海拔3 154 m，地理位置為100°85′ E、36°45′ N，該地區(qū)年均溫0.6 ℃，年降水量369～403 mm。

2019 年9 月人工篩選出籽粒飽滿且無病蟲害的種子，經(jīng)20%的雙氧水對(duì)其進(jìn)行浸泡消毒，然后用清水反復(fù)沖洗其表面殘留雙氧水，最后用蒸餾水沖洗1～2 次后風(fēng)干備用。

1.1.2 營養(yǎng)液配制

試驗(yàn)所用營養(yǎng)液采用修改的Hoagland 營養(yǎng)液，通過楊東清等[17]確定以不同濃度NH4NO3替代Hoagland[18]中KNO3和Ca(NO3)2作為供氮源，參考楊東清等[17]設(shè)計(jì)配制含氮素濃度1.5、2.5、3、3.5、5 mmol·L?1的Hoagland 營 養(yǎng) 液(即含6、10、12、14、20 mg·L?1的NH4NO3)為試驗(yàn)處理提供相應(yīng)的氮素濃度。

1.1.3 外源激素配制

參考何麗娟等[12]研究成果，設(shè)計(jì)配制濃度為6、10、14、30 mg·L?1的IAA 溶液；參考何麗娟等[11]研究成果，配制6、10、14、40 mg·L?1的6-BA 溶液。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用營養(yǎng)液砂基培養(yǎng)法培養(yǎng)老芒麥幼苗，整個(gè)培養(yǎng)期(定苗前期和處理期)內(nèi)對(duì)各試驗(yàn)處理按照表1 根施，配制含不同濃度氮素的Hoagland 營養(yǎng)液，為老芒麥生長提供基本營養(yǎng)和不同氮素濃度環(huán)境。處理期，將配制好的IAA 和6-BA 激素溶液，采用葉面噴施法進(jìn)行處理。經(jīng)預(yù)試驗(yàn)，篩選出較好地促進(jìn)老芒麥生長的10 個(gè)處理，其中包含最優(yōu)組合，即試驗(yàn)設(shè)置根施含不同氮素濃度的營養(yǎng)液和外源激素噴施共10 個(gè)處理組合，每種組合4 次重復(fù)，以整個(gè)培養(yǎng)期內(nèi)供給氮素3 mmol·L?1，且噴施清水，以無外源激素噴施的處理為對(duì)照。整個(gè)試驗(yàn)處理中，實(shí)際根施Hoagland 營養(yǎng)液中所含氮素濃度和葉面噴施外源激素濃度使用比如表1 所列。

表1 各處理中外源激素和氮素濃度比Table 1 Concentration ratio of exogenous hormones and nitrogen in each treatment

挑選經(jīng)過預(yù)處理的種子，以砂代替土壤，種植于塑料花盆(高20 cm，直徑18 cm)中，每盆播種20 株，4 次重復(fù)，共計(jì)40 盆。整個(gè)培養(yǎng)期(定苗前期和處理期)內(nèi)按照試驗(yàn)設(shè)計(jì)的處理更換營養(yǎng)液(表1)，每3 d 更換一次，每盆100 mL，待老芒麥生長三葉期，進(jìn)行外源激素處理，時(shí)長22 d。外源激素處理具體方法：分別于09: 00 和16: 00 進(jìn)行葉面噴施各處理設(shè)計(jì)的外源激素，每3 d 噴施一次，每盆20 mL。整個(gè)培養(yǎng)期在有自然光且通風(fēng)良好的室內(nèi)，溫度為20～26 ℃。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 形態(tài)指標(biāo)測定

培養(yǎng)結(jié)束后，各處理組隨機(jī)取10 株植株，利用鋼尺測定根莖基部至離生長點(diǎn)最近的展開葉頂端的絕對(duì)高度為株高，各處理間隨機(jī)采取葉片10 片，并用CI-203 激光葉面積儀進(jìn)行葉長、葉寬、葉面積測定。

1.3.2 抗逆生理指標(biāo)測定

采用丙酮-乙醇浸提法測定葉綠素含量，采用蒽酮比色法測定可溶性糖(soluble sugar, SS)含量，采用考馬斯亮藍(lán)G-250 染色法測定可溶性蛋白(soluble protein, SP)含量，采用硫代巴比妥酸顯色法測定丙二醛(malonaldehyde, MDA)含量[18]。

1.3.3 抗氧化物酶活性測定

采用氮藍(lán)四唑顯色法測定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性，采用愈創(chuàng)木酚還原法測定過氧化物酶(peroxidase, POD)活性[18]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

參照文獻(xiàn)[19]計(jì)算不同處理各指標(biāo)隸屬函數(shù)值，計(jì)算公式為：

1) 若指標(biāo)與生長特性呈正相關(guān)關(guān)系，則：

用公式(1)、(2)求得每一個(gè)處理各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值。(1)～(4)式中： xj表示第j 個(gè)綜合指標(biāo)，xmax表示第j 個(gè)綜合指標(biāo)的最大值，xmin表示第j 個(gè)綜合指標(biāo)的最小值。 Wi表示第j 個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重； Pi為各處理下第j 個(gè)綜合指標(biāo)的貢獻(xiàn)率。D 值為各處理下老芒麥由綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)所得的地上生長綜合評(píng)價(jià)值。

利用Excel 2016 整理數(shù)據(jù)并進(jìn)行表繪制；采用SPSS 19.0 對(duì)不同處理下的老芒麥形態(tài)和生理單項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性和主成分分析，并進(jìn)行單因素方差分 析(One way ANOVA)，Duncan 法 進(jìn) 行 多 重 比 較(P ＜ 0.05)。以平均值 ± 標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對(duì)老芒麥地上部形態(tài)指標(biāo)的影響

與對(duì)照相比，高濃度氮素處理或僅噴施6-BA時(shí)老芒麥幼苗的株高顯著降低(P ＜ 0.05) (表2)，分別較對(duì)照降低了24.63%和17.35%。當(dāng)?shù)嘏cIAA配施濃度為3 ： 7、5 ： 5、7 ： 3 時(shí)，較僅高濃度氮素處理相比株高增大，當(dāng)?shù)嘏cIAA 配施濃度為5 ： 5時(shí)株高最大，為39.68 cm，較高濃度氮素處理增大了45.72%。這在一定程度上可以說明，僅高濃度氮素處理或僅噴施6-BA 抑制了老芒麥株高的增加，適宜濃度IAA 與氮素配施可促進(jìn)老芒麥幼苗的生長。

表2 不同處理對(duì)老芒麥地上部形態(tài)指標(biāo)的影響Table 2 Effects of different treatments on the morphological index of the aboveground part of Elymus sibiricus

與對(duì)照相比，葉長各處理間差異不顯著(P ＞ 0.05)。與 氮 素 和6-BA 配 施 濃 度3 ： 7 相 比，單 施 氮 素 或6-BA 處理、氮與IAA 為7 ： 3，氮與6-BA 為5 ： 5 時(shí)老芒麥葉長顯著降低(P ＜ 0.05)。這表明外源6-BA配合適宜濃度氮素較其他試驗(yàn)處理可一定程度上促進(jìn)老芒麥葉長增加。

與對(duì)照相比，當(dāng)?shù)嘏cIAA 配施濃度3 ： 7 或5 ： 5時(shí)，氮與6-BA 為7 ： 3、5 ： 5 時(shí)，葉寬均顯著增大(P ＜0.05)，其余各處理間差異不顯著(P ＞ 0.05)。其中氮素與6-BA 濃度5 ： 5 時(shí)達(dá)到最大葉寬0.42 cm，較對(duì)照增大了14.9%。這表明，單一高濃度氮素對(duì)老芒麥葉寬無促進(jìn)作用，而氮素與IAA 或6-BA 配施可明顯促進(jìn)老芒麥葉寬，且IAA和6-BA 對(duì)氮素水平的響應(yīng)并不完全一致。

與對(duì)照相比，當(dāng)?shù)嘏cIAA 配施濃度5 ： 5 或氮與6-BA 為3 ： 7 時(shí)老芒麥幼苗葉面積分別較對(duì)照顯著增大14.18%和16.77% (P ＜ 0.05)；其余各處理間差異不顯著(P ＞ 0.05)。說明氮素與IAA 或6-BA 配施有利增加老芒麥葉面積，且不同濃度IAA 或6-BA對(duì)氮素的響應(yīng)濃度也不一致。

2.2 不同處理對(duì)老芒麥幼苗生理特性的影響

2.2.1 葉綠素含量

與對(duì)照相比，當(dāng)?shù)嘏cIAA 或6-BA 配施中氮素濃度升高時(shí)，葉綠素含量顯著提高(P ＜ 0.05) (表3)；噴施6-BA 和單施高濃度氮其含量顯著升高，僅噴施IAA (30 mg·L?1)含量顯著降低(P ＜ 0.05)，其余處理間差異不顯著(P ＞ 0.05)；當(dāng)僅供給高濃度氮素時(shí)葉綠素含量最高，較對(duì)照提高了9.8%。當(dāng)?shù)嘏cIAA 或6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3 時(shí)葉綠素顯著高于對(duì)照和僅噴施6-BA (40 mg·L?1) (P ＜ 0.05)，當(dāng)?shù)嘏cIAA 或6-BA 配施3 ： 7 時(shí)較對(duì)照差異不顯著(P ＞0.05)，以上結(jié)果表明在較高的氮素條件下，噴施適宜濃度IAA、6-BA 對(duì)葉綠素含量的提高效應(yīng)高于單一噴施6-BA 或IAA，也高于IAA、6-BA 與低濃度氮素相配合。

表3 不同處理對(duì)老芒麥地上部生理指標(biāo)的影響Table 3 Effects of different treatments on physiological indexes of aboveground part of Elymus sibiricus

2.2.2 氮素與IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥幼苗抗氧化物酶活性的影響

與對(duì)照相比，當(dāng)老芒麥生長僅供高濃度氮素或外源IAA、6-BA 處理時(shí)，老芒麥葉片POD 含量顯著降低(P ＜ 0.05)，其中僅噴施6-BA (40 mg·L?1)時(shí)葉片POD 含量最低，為7.802 U·g?1，較對(duì)照降低25.4%。當(dāng)?shù)嘏c6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3 時(shí)葉片POD 活性顯著高于其余8 個(gè)處理(P ＜ 0.05)，較對(duì)照分別提高了8.3%和7.1%，較僅噴施6-BA 分別提高了46.3%和43.6%。以上結(jié)果說明在較高的氮素條件下，適宜濃度氮素與6-BA 配施對(duì)POD 活性的提高優(yōu)于6-BA 與低濃度氮素配施，有助于提高老芒麥葉片POD含量，從而提高老芒麥抗逆性。

與對(duì)照相比，當(dāng)僅高濃度氮素或噴施IAA 處理時(shí)老芒麥葉片中SOD 活性顯著升高，較對(duì)照分別提高了28.7%和9.1%，當(dāng)僅噴施6-BA 處理時(shí)SOD 活性較對(duì)照顯著降低21.3% (P ＜ 0.05)，當(dāng)?shù)嘏c6-BA配施濃度 3 ： 7、5 ： 5 時(shí)葉片SOD 活性較對(duì)照差異不顯著(P ＞ 0.05)。

2.2.3 氮素與IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及丙二醛含量的影響

從老芒麥葉片可溶性蛋白(SP)含量變化看，僅高濃度氮素處理SP 含量最高，為23.952 mg·g?1，較對(duì)照提高了56.57%，氮素與IAA 配施濃度3 ： 7、5 ： 5、7 ： 3 時(shí)較高，較對(duì)照分別提高了8.6%、17.72%、29.1%，僅噴施IAA 時(shí)最低，為11.56 mg·g?1，各處理間差異顯著(P ＜ 0.05)。說明，僅噴施IAA (30 mg·L?1)對(duì)老芒麥SP 含量有抑制作用，當(dāng)?shù)cIAA 配施時(shí)，隨氮素濃度的升高對(duì)SP 含量有明顯提高作用。

與對(duì)照相比，僅噴施IAA 處理可溶性糖(SS)差異不顯著(P ＞ 0.05)，當(dāng)?shù)嘏cIAA 配施3 ： 7、5 ： 5、7 ： 3 時(shí)老芒麥葉片SS 含量顯著降低(P ＜ 0.05)，較對(duì)照分別降低33.1%、45.8%、41.26%；僅噴施6-BA(40 mg·L?1)時(shí)SS 含量最高，為0.583 mg·g?1，較對(duì)照提高了32.2%，而氮素與6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3時(shí)SS 含量顯著降低(P ＜ 0.05)。說明老芒麥僅噴施6-BA 可提高SS 含量，而特定濃度氮素與6-BA 二者同時(shí)作用時(shí)，則抑制SS 含量的增加。

與對(duì)照相比，僅高濃度氮素處理時(shí)老芒麥葉片丙二醛(MDA)含量最高，為0.168 umol·g?1，為對(duì)照的9 倍，氮素與IAA 配施7 ： 3 時(shí)次之，為對(duì)照的7.9 倍，其余各處理間差異不顯著(P ＞ 0.05)。表明高濃度氮素施用可提高老芒麥葉片MDA 含量，對(duì)其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)造成損傷不利于老芒麥的生長。

2.3 老芒麥地上部形態(tài)和生理指標(biāo)的相關(guān)性分析

如表4 所列，各單項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣來看，每一個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)至少與其他1 個(gè)或1 個(gè)以上的單項(xiàng)指標(biāo)顯著或極顯著相關(guān)，其中，可溶性糖與除與葉長、丙二醛和可溶性蛋白之外的其他 6 個(gè)性狀均存在顯著或極顯著相關(guān)。直接利用各單項(xiàng)指標(biāo)不能準(zhǔn)確、直觀地對(duì)10 個(gè)處理下老芒麥生長做出綜合評(píng)價(jià)，需在此基礎(chǔ)進(jìn)一步利用主成分分析法進(jìn)行分析。

2.4 主成分分析

主成分分析法將本研究具有一定相關(guān)性的單個(gè)指標(biāo)重新組合成一組新的互相無關(guān)的綜合指標(biāo)來代替原來的指標(biāo)。以不同處理下老芒麥地上部各單項(xiàng)指標(biāo)為基礎(chǔ)，計(jì)算出各主成分的特征向量和貢獻(xiàn)率(表5)。按累積貢獻(xiàn)率大于85%的標(biāo)準(zhǔn)，將原來10 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)換為6 個(gè)新的相互獨(dú)立的綜合指標(biāo)(成分)，6 個(gè)成分的貢獻(xiàn)率分別為27.54%、22.86%、13.13%、10.96%、8.36%和7.46%，累積貢獻(xiàn)率達(dá)到90.58% (表5)。

表4 各單項(xiàng)指標(biāo)相關(guān)系數(shù)矩陣Table 4 The correlation coefficient matrix of each single index

表5 各性狀主成分的特征向量及貢獻(xiàn)率Table 5 Eigenvectors and percentage of accumulated contribution of principal components

決定第1 主成分大小的主要是葉面積和MDA性狀分量，第2 主成分為葉綠素、可溶性蛋白和可溶性糖性狀分量，第3 主成分為葉長性狀分量，第4 主成分為POD 含量性狀分量，第5 主成分為葉寬性狀分量，第6 主成分為株高和SOD 性狀分量(表5)。

2.5 老芒麥地上部生長綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)公式(1)、(2)計(jì)算各處理老芒麥地上生長各綜合指標(biāo)的隸屬函數(shù)值uxj如表6 所列。

根據(jù)各綜合指標(biāo)貢獻(xiàn)率大小，用公式(3)計(jì)算其權(quán)重。經(jīng)計(jì)算，6 個(gè)綜合指標(biāo)的權(quán)重分別為0.524、0.293、0.017、0.044、0.016 和0.104。

2.5.1 綜合評(píng)價(jià)

用(4)式計(jì)算各處理下老芒麥地上綜合生長的D 值(表6)，并根據(jù)D 值對(duì)老芒麥地上部綜合生長優(yōu)良進(jìn)行排序。其中，氮素與IAA 配施濃度5 ： 5(NI5：5)時(shí)處理D 值最大，為1.603，表明其地上部綜合生長最佳，氮素與IAA 配施濃度7 ： 3 (NI7：3)時(shí)處理D 值最小，為0.977，表明其地上部綜合生長最差。

表6 不同處理隸屬函數(shù)值及綜合評(píng)價(jià)值Table 6 The value of membership function and comprehensive evaluation under different treatment

3 討論

3.1 氮素與IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥地上部生長的影響

氮素作為基本的營養(yǎng)元素，對(duì)植物的生長發(fā)育有重要的影響，氮肥的運(yùn)籌是許多作物增產(chǎn)的重要措施，但隨著氮素的過度和不合理使用，造成的環(huán)境問題日益突出。外源激素作為類植物激素物質(zhì)，對(duì)植物的生長具有重要的調(diào)控作用，與氮肥相比更具高效性和專一性。近年來氮素與激素配施對(duì)植物生長調(diào)控的研究已經(jīng)初有成果。楊東清等[17]在研究外源6-BA 對(duì)不同氮素水平下小麥幼苗葉片光合性能及內(nèi)源激素含量的影響中發(fā)現(xiàn)，氮素與配合噴施外源6-BA 可顯著提高小麥幼苗的地上部植株干重，但小麥幼苗在不同氮素水平下卻表現(xiàn)出不同的響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，磷肥、氮肥和6-BA 能有效促進(jìn)植物的生長發(fā)育，然而對(duì)于特定植物，適宜的濃度也不同[16]。本研究結(jié)果顯示，不同濃度氮素與不同濃度IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥株高、葉寬和葉面積都有不同的影響。僅供給高濃度氮素或噴施40 mg·L?16-BA 的植株長勢稍差于氮素與IAA 或6-BA 配施的處理，說明氮素與IAA 或6-BA 配施能促進(jìn)老芒麥的生長，高濃度氮素和噴施40 mg·L?16-BA 能抑制其生長，這與王大明[3]研究發(fā)現(xiàn)施氮量超過臨界值300 kg·hm?2后，老芒麥增產(chǎn)量隨施氮量的繼續(xù)提高而減少，呈負(fù)效應(yīng)的結(jié)果相吻合，另一方面與駱永麗等[20]發(fā)現(xiàn)6-BA 與氮肥對(duì)持綠型小麥產(chǎn)量的提高優(yōu)于單施6-BA 的結(jié)果具有相似性。另有研究表明，IAA 在植物形態(tài)學(xué)頂端合成，通過極性運(yùn)輸向形態(tài)學(xué)下端運(yùn)輸至基部，從而抑制植物側(cè)芽的生長[21]。30 mg·L?1IAA 可以顯著促進(jìn)天祝藏族自治縣的野生老芒麥的株高生長[12]。因此配施適宜濃度IAA 有利于促進(jìn)老芒麥株高的增長。馮志威等[16]在利用氮肥和6-BA 對(duì)谷子在光合特性和產(chǎn)量的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)僅施氮肥或6-BA 時(shí)，隨氮肥或6-BA 施入量的增加谷子產(chǎn)量和葉面積系數(shù)均表現(xiàn)為先增加后下降的趨勢，氮肥和6-BA 之間對(duì)產(chǎn)量和葉面積系數(shù)存在顯著(P ＜ 0.01)的交互作用，氮肥與6-BA 配施有利于增加谷子產(chǎn)量和增大葉面積系數(shù)。本研究結(jié)果顯示，與僅高濃度氮素處理相比，適宜氮素處理和氮素與IAA 配施均可以顯著(P ＜ 0.05)促進(jìn)老芒麥植株株高的增長，但對(duì)葉長、葉寬和葉面積影響不顯著(P ＞ 0.05)，其中氮素與IAA 配施濃度5 ： 5時(shí)更顯著促進(jìn)株高增加(P ＜ 0.05)，單一高濃度氮素處理時(shí)老芒麥株高最低。適宜氮素、氮素與6-BA 配施時(shí)，其相比單施高濃度氮素或僅施6-BA 處理可以顯著(P ＜ 0.05)促進(jìn)葉面積增大，其中氮素與6-BA配施濃度3 ： 7 處理時(shí)葉面積最大，僅施6-BA 處理時(shí)葉面積最低，且單施高濃度氮素和僅施6-BA 處理之間差異不顯著(P ＞ 0.05)。以上研究說明單施高濃度氮素會(huì)抑制老芒麥株高和葉面積的生長；缺氮素時(shí)噴施 6-BA 會(huì)抑制老芒麥葉面積的增加；適宜濃度的氮素有助于老芒麥株高和葉面積生長；一定濃度的氮素與適宜濃度6-BA 配施會(huì)促進(jìn)老芒麥葉面積生長，這也和前人的研究結(jié)果相似。

3.2 外源IAA、6-BA 與氮素配施對(duì)老芒麥生理特性的影響

不同濃度氮素與IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥葉片葉綠素含量、POD 活性、SOD 活性、SP 含量、SS 含量以及MDA 含量等都有不同的響應(yīng)特征。馮志威等[16]在谷子光合特性和產(chǎn)量最優(yōu)的氮磷肥和6-BA組合研究中發(fā)現(xiàn)單因素氮肥、6-BA 對(duì)谷子葉片葉綠素有顯著影響(P ＜ 0.01)，變化趨勢均為先增后降。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)單施高濃度氮素或僅施6-BA處理時(shí)，植株葉片葉綠素含量較對(duì)照(3 mmol·L?1氮素)提高顯著(P ＜ 0.05)，可能是因?yàn)楸狙芯吭O(shè)計(jì)的氮素或6-BA 濃度對(duì)于老芒麥葉綠素含量性狀而言，均未達(dá)到最適增長濃度，所以本研究中單施高濃度氮素或僅施6-BA 處理均表現(xiàn)為葉綠素增加，這也與駱永麗等[20]在研究外源6-BA 和不同氮肥配合對(duì)小麥花后葉片的功能的調(diào)控效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)25 mg·L?16-BA 可顯著提高小麥旗葉葉綠素含量的結(jié)果相似。還有研究發(fā)現(xiàn)240 kg·hm?2氮素條件下噴施25 mg·L?16-BA 對(duì)葉綠素含量的提高效應(yīng)優(yōu)于單施6-BA 和360 kg·hm?2氮素與25 mg·L?16-BA 配施[20]。本研究結(jié)果顯示，對(duì)老芒麥葉綠素的提高效應(yīng)氮素與IAA 或6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3 ＞單施6-BA ＞ 氮素與IAA 或6-BA配施3 ： 7 ＞ 對(duì)照，可能是因?yàn)楸狙芯吭O(shè)計(jì)的高濃度氮素未達(dá)到相應(yīng)的葉綠素最適增長濃度，所以本研究中高濃度氮素與IAA 或6-BA 配施對(duì)葉綠素的提高優(yōu)于低濃度氮素與IAA 或6-BA 配施，這也正好印證了前人的部分研究結(jié)果。以上研究結(jié)果表明，對(duì)老芒麥葉片葉綠素的提高作用，單施氮素 ＞ 氮素與IAA 或6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3 ＞ 單施6-BA ＞ 氮素與IAA 或6-BA配施濃度3 ： 7。

SOD、POD 是植物體內(nèi)抗氧化清除機(jī)制中的相關(guān)抗氧化物酶[22]，其高含量有助清除自由基，減緩氧化損傷，抵御逆境脅迫[23]。本研究中，氮素與6-BA 配施濃度5 ： 5、7 ： 3 時(shí)葉片POD 活性顯著高于其他8 個(gè)處理，說明適宜氮素與6-BA 配施可顯著提高POD 活性，有助于老芒麥葉片減少活性氧的積累，進(jìn)一步保護(hù)葉片膜質(zhì)結(jié)構(gòu)，有利于老芒麥在逆境下的生長；高濃度氮素或僅噴施IAA 處理時(shí)老芒麥葉片中SOD 活性顯著(P ＜ 0.05)升高，說明高濃度氮素和IAA 可有效提高老芒麥葉片SOD 活性。李亞萍和彭燕[24]發(fā)現(xiàn)外源IAA 不同程度地提高了白三葉(Trifolium repens)幼苗葉片SOD、POD活性等，降低了超氧陰離子和過氧化氫(H2O2)含量，從而有效緩解了葉片膜質(zhì)損傷和氧脅迫傷害，有利于白三葉抵御干旱脅迫。前人研究發(fā)現(xiàn)外源噴施細(xì)胞分裂素可在一定程度上克服低氮素引起的生長限制[14]。汪洋[25]發(fā)現(xiàn)對(duì)于特定植物，外源6-BA 在一定氮素條件下才能發(fā)揮更好的生理功能：增強(qiáng)水稻葉片POD、過氧化氫酶(catalase, CAT)活性，進(jìn)而增強(qiáng)抗氧化保護(hù)能力，同時(shí)顯著抑制了MDA 和H2O2的積累，降低了植物細(xì)胞膜的損傷的結(jié)果，這與本研究結(jié)果具有相似性。

可溶性蛋白(SP)和可溶性糖(SS)是植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過調(diào)節(jié)原生質(zhì)水溶液的滲透壓來保護(hù)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，其含量增加和積累能提高植株的抗逆性。本研究中，單施高濃度氮素處理SP 含量最高，氮素與IAA 配施濃度3 ： 7、5 ： 5、7 ： 3時(shí)次之，僅噴施IAA 時(shí)有顯著抑制，各處理間差異顯著(P ＜ 0.05)，說明單施氮素、氮素與IAA 配施可顯著提高SP 含量，增強(qiáng)了質(zhì)膜穩(wěn)定性，可能是因?yàn)?，僅噴施IAA(30 mg·L?1)時(shí)，超過了SP 的最適生長濃度，從而表現(xiàn)為抑制現(xiàn)象，當(dāng)單施氮、氮與IAA 配施時(shí)，隨氮素濃度的升高，SP 含量有明顯提高，是因?yàn)楸狙芯吭O(shè)計(jì)氮素濃度均適宜SP 增長，這與王賀正等[26]研究不同氮素水平對(duì)小麥旗葉生理特性和產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)施氮在250 kg·hm?2以下時(shí)，小麥葉片SP 含量為增長趨勢的結(jié)果相一致。本研究中，單施外源6-BA 顯著(P ＜ 0.05)提高老芒麥葉片中的SS 含量，表明6-BA 施用有助于提高老芒麥抗逆性，這與宋佳琦等[27]發(fā)現(xiàn)外源6-BA (20 mg·L?1)可提高盛花期紫花苜蓿(Medicago sativa)葉片中可溶性糖含量的結(jié)果相似。以上研究表明單施氮素、氮素與IAA 配施可顯著提高SP 含量，單施6-BA 可顯著提高SS 含量，有助于提高老芒麥抗逆性。

丙二醛(MDA)含量與植物細(xì)胞中的膜脂過氧化程度呈正相關(guān)關(guān)系，可有效反映生物膜系統(tǒng)受損程度和膜脂過氧化程度，與葉片抵抗力和衰老有密切關(guān)系。本研究結(jié)果顯示，僅施高濃度氮素處理時(shí)老芒麥葉片MDA 含量最高，為對(duì)照的9 倍，氮素與IAA 配施7 ： 3 時(shí)次之，為對(duì)照的7.9 倍，其余處理差異不顯著(P ＞ 0.05)，表明單施高濃度氮素對(duì)老芒麥葉片生長具有負(fù)效應(yīng)，可能是因?yàn)楸狙芯恐?，與對(duì)照相比，高濃度氮素處理時(shí)SOD 活性增大28.7%，而MDA 含量提升8 倍，過氧化損害程度遠(yuǎn)大于對(duì)活性氧的提高，從而表現(xiàn)為MDA 含量升高的結(jié)果，這和王正賀等[26]研究不同氮素水平對(duì)小麥旗葉生理特性和產(chǎn)量的影響發(fā)現(xiàn)在施氮量120～240 kg·hm?2水平下，前期抗氧化物酶活性較高，表現(xiàn)為隨施氮量而MDA 降低，且后期抗氧化物酶活性較低MDA迅速增加的研究結(jié)果相似。

3.3 相關(guān)性分析、主成分分析和隸屬函數(shù)綜合評(píng)價(jià)

氮素與外源IAA、6-BA 配施對(duì)老芒麥植株形態(tài)和生理方面的影響各有差異，且評(píng)價(jià)植物生長包含形態(tài)、生理和抗性等指標(biāo)。因此為更加有效地對(duì)老芒麥地上部生長綜合評(píng)價(jià)，應(yīng)對(duì)所研究指標(biāo)進(jìn)行分析判斷后再綜合評(píng)價(jià)。本研究采用主成分分析法把10 個(gè)單項(xiàng)指標(biāo)轉(zhuǎn)化成6 個(gè)綜合指標(biāo)，進(jìn)一步進(jìn)行隸屬函數(shù)分析法分析，最終確定促進(jìn)老芒麥生長最佳的處理。此方法在棉花(Gossypium hirsutum)耐寒[28]、大豆(Glycine max)耐陰性[29]等方面多有報(bào)道，所以此方法能消除單項(xiàng)指標(biāo)的片面性，比較客觀地評(píng)價(jià)老芒麥幼苗地上部生長的綜合情況。綜合分析結(jié)果顯示，不同處理隸屬函數(shù)值排名為NI5：5＞NB3：7＞ NI3：7＞ NB5：5＞ NB7：3＞ IA30＞ CK ＞ BA40＞N20＞ NI7：3，本 研 究 方 差 分 析 結(jié) 果 顯 示，氮 素 與IAA 配施濃度5 ： 5 時(shí)(NI5：5)，株高最大，且顯著促進(jìn)葉寬、葉面積，葉綠素和可溶性蛋白含量，單施氮素(N20)顯著抑制了株高生長且顯著提升了丙二醛含量，氮素與IAA 配施濃度7 ： 3 (NI7：3)時(shí)顯著降低可溶性糖含量和提升丙二醛含量，該方差分析結(jié)果與主成分分析法和隸屬函數(shù)綜合分析相對(duì)應(yīng)。說明氮素與IAA 配施濃度5 ： 5 時(shí)對(duì)老芒麥地上生長的綜合促進(jìn)效果最佳，氮素與IAA 為7 ： 3 時(shí)最弱，適宜氮素與6-BA 配施有利于促進(jìn)老芒麥地上部的生長。

4 結(jié)論

不同外源激素與氮素配施對(duì)老芒麥幼苗地上部形態(tài)和生理促進(jìn)作用各有差異，適宜氮素與6-BA配施有利于促進(jìn)老芒麥地上部的生長，氮素與6-BA配施濃度5 ： 5 時(shí)對(duì)老芒麥葉寬和過氧化物酶活性促進(jìn)作用最強(qiáng)，氮素與IAA 配施濃度5 ： 5 時(shí)顯著促進(jìn)葉寬和葉面積增加且顯著提高葉綠素和可溶性蛋白含量。

經(jīng)主成分分析法和隸屬函數(shù)綜合分析表明，氮素與IAA 配施濃度5 ： 5 時(shí)對(duì)老芒麥地上生長綜合促進(jìn)效果最佳。