叶面喷施锰胁迫对农田人参产量的影响

马尧

（吉林农业科技学院，吉林吉林132109）

人参（Panax ginseng C.A.Mey.）是五加科多年生宿根草本植物，性平、味甘，有大补元气、复脉固脱、补脾益肺、生津止渴、安神益智等功效[1-3]。我国已有1600余年的栽培历史，产量占世界总产量的80%以上。

有研究表明患有红皮病的人参全根的锰含量明显高于正常生长的人参[4,5]，目前，对人参锰胁迫的研究多集中于对锰含量的测定，有关锰元素对人参生理特征影响的报道较少，且缺乏系统性的研究。因此，本文以2年生农田栽培人参为研究对象，探讨人参叶片对不同浓度锰元素的吸收规律，以及锰浓度对人参生长、产量和皂苷含量的影响，旨在筛选适宜农田人参叶面喷施的Mn2+浓度范围，为农田栽培人参的施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验用人参为2年生农田栽培人参（由奚广生教授鉴定），吉林农业科技学院药植园种植。选择50m2试验田，耕翻深度 25cm，做床，床宽 170cm，高 20cm。试验区土层厚度 0～20 cm。选择人参根质量一致的参栽，每平方米种植人参140株，每平方米人参总质量控制在（250.0±1.0）g，行距 20cm，株距 7cm。试验分为 5个处理：CK(蒸馏水)，处理Ⅰ（Mn2+质量浓度为 0.01 g/L，记 A1），处理Ⅱ（Mn2+质量浓度为 0.06g/L，记 A2），处理Ⅲ（Mn2+质量浓度为 0.11g/L，记 A3），处理Ⅳ（Mn2+质量浓度为0.16g/L，记A4）；每个处理 3次重复，小区面积为 2m×1.7m。

在展叶末期对人参叶面喷施上述质量浓度的 MnSO4，每平方米喷施200mL，在1h内保持叶面湿润。在喷施过程中，相邻小区用挡板隔离，参床用塑料薄膜遮盖，以防止营养液污染相邻小区或营养液渗入根际土壤被人参根系吸收。

1.2 指标测定方法

分别在人参花前期、果实绿果期、果实红熟后期采集叶片样品，测定各项指标[6]：丙二醛采用硫代巴比妥酸法测定、超氧阴离子自由基含量采用羟胺比色法测定、SOD活性采用核黄素比色法测定、POD活性采用愈创木酚法测定、CAT活性采用高锰酸钾滴定法测定及电导率采用伤害率测定。

表1 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中生理生化指标的影响

秋季采收的人参测单根质量。每个处理指标测定设置3次重复，试验数据采用软件SPSS20.0统计分析。

2 结果与分析

2.1 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中生理生化指标的影响

2.1.1 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中丙二醛含量的影响

从表1可以看出，叶面喷施锰，不论对照还是不同的锰浓度处理，都是红熟后期的丙二醛含量最高，花前期最低。

从表1又可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中丙二醛含量先上升后降低又上升。各处理之间差异不显著。说明人参随着锰浓度的增加与叶片中的丙二醛含量不显著。

人参在果实绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中的丙二醛含量先上升后降低又急剧上升。当喷施锰浓度达A4（0.16 g·L-1）时，叶片中的丙二醛含量急剧上升，达到近一倍。A4与其他处理之间差异极显著；A1与A2、A3、CK处理差异极显著；A3与CK处理差异不显著；A2与A3处理差异极显著,与CK处理差异不显著。A4处理丙二醛含量最高，A2处理丙二醛含量最低。叶片中的丙二醛含量先上升后降低又急剧上升的原因是，锰浓度低时，细胞过氧化作用小，丙二醛含量增加少，细胞内部进行生理生化反应，产生保护作用，使产生的丙二醛含量减少；当锰浓度增加到一定程度时，细胞受到锰浓度的胁迫，细胞受到一定程度的伤害，使丙二醛含量迅速上升。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中的丙二醛含量先上升后急剧降低又逐渐上升。A2与A4处理之间差异极显著，二者与其他处理之间差异极显著；CK、A1、A3处理之间差异不显著。A2处理丙二醛含量最高，A3处理丙二醛含量最低。叶片中的丙二醛含量先上升后急剧降低又逐渐上升的原因是，锰浓度低时，细胞过氧化作用小丙二醛含量增加少，使产生的丙二醛含量平缓增加；当锰浓度增加到一定程度时，细胞受到锰浓度的胁迫，细胞受到一定程度的伤害，使丙二醛含量迅速上升，导致细胞内部进行各种生理生化反应，产生保护作用，使丙二醛含量急剧降低；当锰浓度再增大时，细胞受到伤害的程度加大，保护作用减少，丙二醛含量又逐渐上升。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期的丙二醛含量的对比，在A3（0.11g·L-1）处理叶片丙二醛含量最低。

2.1.2 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中伤害率的影响

从表1可以看出，在喷施锰时，锰浓度0.01 g·L-1，伤害率由花前期到果实绿果期都升高，到果实红熟后期伤害率下降。其他处理都是由花前期开始逐渐升高。

从表1可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中伤害率先上升后降低又上升。各处理之间差异显著和极显著。A4处理伤害率最高，A3处理伤害率最低。

人参在绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中的伤害率先上升后降低又上升。A2、A3处理之间差异不显著，二者与其他处理之间差异极显著。A4处理伤害率最高，A2、A3处理之间伤害率最低。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中的伤害率先上升后降低又上升。各处理之间差异极显著。A4处理伤害率最高，A3处理之间伤害率最低。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期伤害率的对比，在A4即0.16 g·L-1时叶片中的伤害率最高，A3处理之间伤害率最低。

2.1.3 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中超氧阴离子含量的影响

从表1可以看出，处理锰浓度0.01g/L，叶片超氧阴离子含量由花前期到果实绿果期逐渐上升，果实红熟后期又下降外；其他锰浓度和对照的处理，超氧阴离子含量是随着不同生育期而逐渐上升的。

从表1可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中超氧阴离子含量逐渐上升后下降又上升。A2与A4处理之间差异不显著，二者分别与其他三个处理之间差异极显著；A1与CK、A3差异极显著；CK与A3差异显著。A2或A4处理的超氧阴离子含量很高，A3处理的超氧阴离子含量最低。

人参在果实绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中超氧阴离子含量逐渐上升后下降又急剧上升。各处理之间差异极显著。A4处理的超氧阴离子含量最高，A3处理的超氧阴离子含量最低。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中超氧阴离子含量逐渐上升后下降又急剧上升。A4与其他4个处理之间差异极显著；A2与CK、A1、A3处理之间差异极显著；A1分别与CK、A3差异显著；CK与A3差异不显著。A4处理的超氧阴离子含量最高，A3处理的超氧阴离子含量最低。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期的超氧阴离子含量的对比，在A4即0.16g/L时叶片中的超氧阴离子含量最高，A3处理的超氧阴离子含量最低。

2.1.4 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中SOD活性的影响

表1显示了人参不同生育期的SOD活性及其变化趋势。总体看来，随着锰浓度的增加，人参花前期叶片SOD酶活性较小，且每个生育期的活性均呈现升高的趋势。

从表1可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中SOD活性逐渐下降后急剧上升又急剧下降。各处理之间差异极显著。A3处理的SOD活性最高。

人参在绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中SOD活性逐渐下降后急剧上升又急剧下降。A1与A4处理之间差异不显著，二者分别与其他处理之间差异极显著。A3处理的SOD活性最高。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中SOD活性逐渐下降后急剧上升又急剧下降。A1与A4处理之间差异不显著，二者分别与其他处理之间差异极显著。A3处理的SOD活性最高。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期的SOD活性的对比，在A3即0.11 g·L-1时叶片中的SOD活性最高。

表2 叶面喷施锰对人参根单支鲜重和折干率的影响

2.1.5 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中POD活性的影响

从表1中可以看出，人参叶片中的POD活性随着锰处理浓度和不同的生育期花前期、绿果期升高，在红熟后期逐渐降低。

从表1可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中POD活性逐渐上升，当喷施锰浓度为A4（0.16 g·L-1）时迅速下降。各处理之间差异极显著。A3处理的POD活性最高。

人参在果实绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中POD活性逐渐上升，当喷施锰浓度为A4（0.16 g·L-1）时迅速下降。各处理之间差异显著和极显著。A3处理的POD活性最高。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中POD活性逐渐上升，当喷施锰浓度为A4（0.16 g·L-1）时迅速下降。各处理之间差异极显著。A3处理的POD活性最高。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期的POD活性的对比，在A3即0.11 g·L-1时叶片中的POD活性最高。

2.1.6 叶面喷施锰对不同时期人参叶片中CAT活性的影响

在表1中，CK时，人参叶片中CAT活性红熟后期＞绿果期＞花前期；在锰浓度0.01 g·L-1时，人参叶片中CAT活性绿果期＞红熟后期＞花前期；在锰浓度0.06 g·L-1时，人参叶片中CAT活性绿果期＞花前期＞红熟后期；在锰浓度0.11 g·L-1时，人参叶片中CAT活性红熟后期＞花前期＞绿果期；在锰浓度0.16 g·L-1时，人参叶片中CAT活性花前期＞绿果期＞红熟后期。

从表1可以看出，人参在花前期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中CAT活性逐渐下降，当喷施锰浓度为A3（0.11 g·L-1）时迅速上升而后又下降。CK与A1处理之间差异不显著，CK与其他处理之间差异极显著；A1与A4处理差异不显著，与其他处理之间差异极显著。A3处理的CAT活性最高。

人参在果实绿果期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中CAT活性逐渐下降，当喷施锰浓度为A3（0.11 g·L-1）时迅速上升而后又下降。A2与A4处理之间差异不显著，二者与其他处理之间差异极显著；CK与A1处理之间差异不显著，二者与其他处理之间差异极显著；A3与其他4个处理差异极显著。A3处理的CAT活性最高。

人参在果实红熟后期随着喷施锰浓度逐渐升高，叶片中CAT活性逐渐下降，当喷施锰浓度为A3（0.11 g·L-1）时迅速上升而后又下降。A2与A4处理之间差异不显著，二者与其他处理之间差异极显著。A3处理的CAT活性最高。

通过在展叶末期喷施锰对人参三个生长时期的CAT活性的对比，在A3即0.11 g·L-1时叶片中的CAT活性最高。

综上所述，脯氨酸含量、丙二醛含量、伤害率、超氧阴离子以最低值有利于人参的生长；SOD活性、POD活性、CAT活性以最高值有利于植物的生长，因此，A2、A3处理对人参的生长有利。

2.2 叶面喷施锰对不同时期人参根中产量的影响

从表2还可以看出，人参随着喷施锰浓度逐渐升高，根的折干率逐渐上升，当喷施锰浓度为 A4（0.16g·L-1）时急剧下降。CK、A1、A4处理之间差异不显著；、A2、A3二者分别与其他三个处理之间差异极显著；A2与A3处理之间差异显著。A3处理的根折干率最高。

从表2还可以看出，人参随着喷施锰浓度逐渐升高，根的单支鲜重逐渐上升，当喷施锰浓度为A4（0.16 g·L-1）时急剧下降。CK、A4处理之间差异不显著；A1、A2、A3三个处理之间差异极显著；A3处理的根单支鲜重最高。

通过在展叶末期喷施不同锰浓度的处理对人参根单支鲜重和折干率的对比，在A3即0.11 g·L-1时，人参根单支鲜重和折干率最高。

3 结论

在展叶末期喷施不同锰浓度处理对人参花前期、果实绿果期和红果后期的光合性能、生理生化指标和产量的测定研究，实验表明，锰浓度A3即0.11 g·L-1时有利于人参的生长；锰浓度A4即0.16 g·L-1对人参的生长造成一定的伤害。