亏缺灌溉对向日葵幼苗生长及喷施SA前后抗氧化酶活性的影响

摘要 以本地区主栽的向日葵品种SF363为试验材料，研究不同亏缺灌溉处理（灌溉量80%、60%、40%处理）对向日葵生长指标的影响，分析喷施水杨酸（SA）前后不同灌溉处理对叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性和丙二醛（MDA）含量的影响。结果表明，随着灌溉量由80%下降到40%，向日葵幼苗的生长逐渐受到抑制，呈现出轻度、中度、重度胁迫现象。随着灌溉亏缺程度的增加，MDA含量和SOD活性呈现较稳定水平，POD活性受到显著抑制，CAT活性呈先下降后升高的趋势。喷施SA后，随着亏缺程度的加剧，MDA含量呈先稳定后升高的趋势，SOD活性呈上下波动趋势，POD活性呈下降趋势，CAT活性呈先升高后下降的趋势。这说明在水分亏缺较轻和中等程度情况下，喷施SA能够有效提升向日葵的修复能力，对向日葵的节水灌溉具有一定积极作用。

关键词 向日葵；水杨酸；抗氧化酶；亏缺灌溉

中图分类号 S565.5 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2025）06-0007-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2025.06.002

Effects of Deficit Irrigation on Sunflower Seedling Growth and Antioxidant Enzyme Activity Before and After Spraying SA

HAN Hai-xia， YUN Yu-lin， SONG Kai et al

（School of Life Science and Technology， Jining Normal University， Wulanqab， Inner Mongolia 012000）

Abstract With local main sunflower variety as the experimental material， we researched the effects of different deficit irrigation treatments on the growth indexes of sunflower seedling. We also analyzed the effects of  different deficit irrigation treatments on SOD activity， POD activity， CAT activity and MDA content before and after spraying SA. The results showed that as the irrigation amount decreased from 80% to 40%， the growth of sunflower seedlings was gradually inhibited， exhibiting mild， moderate， and severe stress phenomena. As the degree of irrigation deficit increased， the MDA content and SOD activity showed relatively stable levels， while POD activity was significantly inhibited， and CAT activity showed a trend of first decreasing and then increasing. After spraying SA， as the deficiency degree intensified， the MDA content showed a trend of first stabilizing and then increasing， the SOD activity showed a fluctuating trend， the POD activity showed a decreasing trend， and the CAT activity showed a trend of first increasing and then decreasing. This indicated that spraying SA can effectively enhance the repair ability of sunflowers under mild and moderate water deficit conditions， and had a certain positive effect on water-saving irrigation of sunflowers.

Key words Sunflower;Salicylic acid（SA）;Antioxidant enzyme;Deficit irrigation

向日葵（Helianthus annuus L.）为菊科向日葵属双子叶植物，生活中有食用、油用和观赏等用途，向日葵具有生长周期短、耐贫瘠、适应力强等特点，广泛分布在我国新疆、内蒙古等地，东北地区均有分布，是我国干旱、半干旱地区的一种重要油料作物［1］。但由于不同季节的降水量时空分布不均匀，导致在干旱区和半干旱区的向日葵生产中，往往会遇到季节性的缺水，进而影响向日葵的正常生理功能，导致向日葵减产［2］。因此，探讨向日葵幼苗期节水灌溉技术、利用有限的水资源繁育向日葵幼苗对干旱、半干旱地区作物栽培生长具有重要的指导意义。

亏缺灌溉，即“限水灌溉”，是一种全新的灌溉方式，具有节约水源的优良特点，能用比以往传统灌溉方式更少的水，产生较高的经济价值，在非水分临界期，则会减少，甚至不供应。研究发现，在植物幼苗期进行亏缺灌溉可在减少用水量的同时不降低作物产量或对产量影响很小，对提高干旱区水资源利用效率具有重要意义［3］。亏缺灌溉是在水分临界期采用低于作物蒸腾和蒸发量总和的限量灌溉。不同植物对亏缺灌溉的程度具有不同的耐受性，需要应用前进行模拟试验确定亏缺梯度等指标［3-8］。在不同季节、不同物候期进行亏缺灌溉处理，适当的水分亏缺能够减少作物周期灌溉水量和调节生长周期，在一定程度上减少用水量的同时不降低作物产量或对产量影响较小［9］。

在亏缺灌溉条件下外施植物体内重要的内源性信号分子水杨酸（SA），对植物体本身抵御不良环境具有重要改善作用，尤其是抗旱能力。研究显示，SA在改善水分亏缺条件下的藜麦、大豆、马铃薯和草莓的生长发育均具有一定积极的调控作用，在保持植物正常生理生化代谢方面起到重要的作用［10-14］。鉴于此，笔者以本地区主栽的向日葵品种SF363为试验材料，研究不同亏缺灌溉处理（灌溉量80%、60%、40%处理）对向日葵生长指标的影响，分析了喷施SA前后不同灌溉处理对抗旱指标［超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和丙二醛（MDA）］的影响，为干旱区向日葵节水生产技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为本地区主栽的向日葵品种SF363，由甘肃嘉峪关百谷农业开发有限责任公司提供。

1.2 试验方法

试验在集宁师范学院实训基地温室内开展，翻地后按照同一标准播种，采用区组试验，按照行距80 cm、株距50 cm、播种深度3 cm进行种植。播种后管理一致，定量灌溉保持植株最佳土壤含水量，即田间持水量75%。待幼苗长至6片真叶时，定量灌溉停止，开始进行亏缺灌溉处理。设置不同的亏缺灌溉梯度，即灌溉量100%（CK）、灌溉量80%处理、灌溉量60%处理、灌溉量40%处理。灌溉频率一致，根据土壤含水量调节不同处理的灌溉水量。亏缺灌溉时每株根部环形围土以控制单株灌溉水量。亏缺灌溉处理14 d后测定植株的株高、叶片数。

1.3 喷施水杨酸（SA）前后指标测定

亏缺灌溉处理14 d后，喷施浓度为20 mg/L的水杨酸，处理前（0 d）、后（2 d）分别取样测定向日葵叶片中的SOD、POD和CAT活性以及MDA含量，3次重复，均取高度相近的功能叶。参照王学奎［15］的方法进行叶片MDA含量和SOD、POD、CAT活性的测定，其中SOD活性以抑制NBT光化还原的50%为1个酶活性单位（U），CAT和POD活性以1 min OD值变化0.01作为1个酶活性单位（U）。

1.4 数据处理

采用Excel 2019软件处理图表；采用SPSS 23.0对试验数据进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同亏缺灌溉处理对向日葵生长指标的影响

2.1.1 叶片数。由图1可知，在向日葵幼苗期进行不同水平亏缺灌溉，其中灌溉量60%、40%处理的向日葵叶片数较对照分别降低58%和76%，均与对照间有显著差异。灌溉量80%处理的叶片数与对照间无显著差异。3个亏缺灌溉处理中，灌溉量80%处理的叶片数最多，灌溉量60%处理次之，而灌溉量40%处理叶片数最少。因此，灌溉量80%、60%、40%处理的向日葵幼苗叶片数分别受到轻度、中度和重度胁迫。

2.1.2 株高。由图2可知，灌溉量80%处理的株高最高，灌溉量60%处理次之，而灌溉量40%处理株高最低。灌溉量40%、60%、80%处理的向日葵株高较对照（35.2 cm）分别下降89%、77%、62%，均与对照间有显著差异。因此，灌溉量80%、60%、40%处理的向日葵幼苗株高生长分别受到轻度、中度、重度胁迫。

2.2 喷施SA前后不同灌溉处理对MDA含量的影响

由图3可知，喷施SA前，随着灌溉亏缺程度的增加，向日葵幼苗体内MDA含量呈先下降后升高的趋势，但各处理与对照间均无显著差异；在外施SA后，对照MDA含量下降，随着亏缺程度的加剧，MDA含量呈先稳定后升高的趋势，其中灌溉量80%和60%处理的MDA含量与对照间无显著差异，灌溉量40%处理的MDA含量较对照显著升高。因此，在灌溉量80%处理下，外施SA后向日葵体内膜质过氧化水平得到有效保持；在灌溉量40%处理下，外施SA对幼苗体内的膜损伤无改善作用。

2.3 喷施SA前后不同灌溉处理对SOD活性的影响

由图4可知，在喷施SA前，随着亏缺灌溉程度的增加，向日葵幼苗的SOD活性呈先下降后升高的趋势，各亏缺灌溉处理与对照间差异未达显著水平。喷施SA后，SOD活性呈上下波动趋势，其中灌溉量60%处理的SOD活性较对照显著降低，而灌溉量80%、40%处理的SOD活性分别为对照的1.14和1.06倍，均与对照间差异不显著。说明在灌溉量80%、40%处理下，外施SA能够有效保持向日葵体内的SOD活性，用于清除超氧阴离子自由基 。

2.4 喷施SA前后不同灌溉处理对POD活性的影响

由图5可知，在喷施SA前，随着亏缺程度的增加，向日葵幼苗的POD活性呈逐渐下降的趋势，灌溉量80%、60%和40%处理的POD活性分别为对照的70%、65%、55%，与对照间差异显著。喷施SA后，各处理的POD活性呈下降趋势，其中灌溉量80%、60%处理与对照间无显著差异，而灌溉量40%处理的向日葵POD活性仅为对照的67%，与对照间有显著差异。这说明在喷施SA前，在灌溉亏缺条件下POD活性受到抑制，外施SA后，能够激活灌溉量80%、60%处理的POD活性，有效清除超氧阴离子自由基，减小轻度和重度亏缺灌溉条件下向日葵的氧化损伤。

2.5 喷施SA前后不同灌溉处理对CAT活性的影响

由图6可知，在喷施SA前，随着亏缺程度的增加，向日葵幼苗的CAT活性呈先下降后升高的趋势，其中灌溉量80%和60%处理的向日葵体内CAT活性较对照显著下降，而灌溉量40%处理的CAT活性较对照显著升高。在喷施SA后，对照和各亏缺处理的CAT活性均有大幅度提高，随着灌溉亏缺程度的加剧，CAT活性呈先升高后下降的趋势，各处理均较外施SA前有相反的变化，说明SA对不同亏缺灌溉处理的CAT活性均有明显上调作用，与外施SA前相比，在轻度、中度和重度亏缺灌溉条件下均呈反向调节作用。