汉麻经过人工选育，并通过农作物品种审定，具有较高的经济价值。该植物主要在云南和黑龙江等地大面积推广种植，汉麻纤维应用较广泛，汉麻纤维制品质地柔软，具有抗菌透气、吸湿排汗、抗紫外线、耐辐射等优点，是服饰、家居用品等多个领域的重要原料[1]。
赤霉素作为促进植物生长发育的激素之一，在植物种子萌发[2]、茎的伸长[3]、果实品质[4]等方面具有重要作用。在农业生产中，外源赤霉素作为植物生长调节剂已在多种植物上被广泛施用。江斌[5]研究表明，赤霉素参与棉花的纤维发育调控过程，可有效促进棉花纤维生长发育。李佳琦[6]研究发现，外源喷施赤霉素后苎麻纤维素、半纤维素含量有所提高，木质素含量下降，提高了其纤维品质。赤霉素对汉麻的研究主要集中在种子萌发等方面[7]，对其农艺性状及生理指标的研究较少。本研究通过设置不同浓度外源赤霉素对其植株进行喷施，探究不同浓度赤霉素对其生长指标及生理指标的影响，筛选出适宜喷施的外源赤霉素浓度，为该作物田间生产实践提供参考。
1 材料与方法
1.1 供试材料
供试品种为黑龙江省科学院大庆分院选育品种火麻一号，试验于2023年5月在黑龙江省科学院大庆分院室外试验基地（125°8′60″ E，46°35′46″ N）进行，选用盆栽种植。赤霉素购自上海麦克林生化科技有限公司。
1.2 试验设计
种植盆栽35 d后，待盆栽汉麻快速生长期（幼苗生长期结束至开花始期），于上午进行不同浓度赤霉素喷施，喷施等量清水为对照（CK），试验设置5个处理，分别为CK（0 mg/L）、G1（25 mg/L）、G2（50 mg/L）、G3（75 mg/L）、G4（100 mg/L），喷施溶液100 mL直至叶片完全湿润，喷施1次，每个处理15盆盆栽（花盆高30 cm、直径20 cm），每盆种植8株汉麻，3次生物学重复，常规试验管理。
1.3 测定指标及方法
1.3.1 生长指标
工艺成熟期测量雌、雄株株高、茎粗和工艺长度。株高为汉麻植株基部子叶痕至顶端的距离，采用伸缩标尺进行测量；于1/3株高长度处，采用游标卡尺测量茎粗；工艺长度为基部子叶痕至最顶端分枝处的距离。工艺成熟期选取单株去除麻叶晾干至恒重，即为原茎单株重；将原茎在35 ℃温水中沤制，沤制后晾干至恒重，即为干茎单株重。
1.3.2 光合特性及SPAD值
喷施赤霉素15 d后，选择无风晴朗天气，于9:00—11:00采取叶片通过LI-6400XT便携式光合作用测定仪测量净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）。叶绿素SPAD值通过WD58-CL01便携式叶绿素仪测定。
1.3.3 生理指标
生理指标参照《植物生理学实验指导》[8]，喷施赤霉素15 d后采集叶片进行测量，超氧化物歧化酶（SOD）活性通过WST-8法测定；过氧化物酶（POD）活性采用愈创木酚法；过氧化氢酶（CAT）活性采用紫外吸收法；超氧阴离子（O2 -）含量采用羟胺氧化法测定；脯氨酸（PRO）采用磺基水杨酸法；丙二醛（MDA）采用硫代巴比妥酸法测定；蛋白含量采用考马斯亮蓝法测定；可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定。
1.4 数据处理
试验数据通过Microsoft Excel软件进行统计整理，利用SPSS 26软件进行单因素方差分析，采用Duncan法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 对汉麻生长指标的影响
由表1可知，与对照（CK）相比，雌雄汉麻植株在喷施不同浓度赤霉素后，株高、茎粗、工艺长度、原茎和干茎单株重均有所提高。G1、G2、G3、G4处理的雌株株高分别较CK增加5.43%、26.98%、23.91%、21.04%，且G2、G3、G4与CK差异具有统计学意义（P<0.05），G1、G2、G3、G4处理的雄株株高分别较CK增加2.03%、14.31%、12.69%、8.12%，且G2、G3、G4与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；G2、G3、G4处理的雌株茎粗分别较CK增加16.94%、7.42%、3.87%，其中G2与CK差异具有统计学意义（P<0.05），G1、G2、G3、G4处理的雄株茎粗分别较CK增加18.77%、20.53%、15.79%、10.35%，且G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；G1、G2、G3、G4处理的雌株工艺长度分别较CK增加12.30%、43.40%、38.32%、36.36%，且各处理与CK差异均具有统计学意义（P<0.05），G1、G2、G3、G4处理的雄株工艺长度分别较CK增加4.90%、20.69%、18.86%、14.70%，且G2、G3、G4与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；G1、G2、G3、G4处理的原茎单株重分别较CK增加16.18%、37.76%、32.37%、29.27%，干茎单株重较CK增加15.92%、37.92%、37.46%、31.00%，且各处理与CK差异均具有统计学意义（P<0.05）。综合表明，G2处理对汉麻生长指标的促进效果较好。
表1 不同浓度赤霉素处理汉麻的生长指标变化 |
| 处理 | 雌株 | 雄株 | 原茎单株重/g | 干茎单株重/g | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 株高/cm | 茎粗/mm | 工艺长度/cm | 株高/cm | 茎粗/mm | 工艺长度/cm | |||
| CK | 156.40±5.14 b | 6.20±0.18 b | 112.20±5.15 c | 197.00±2.06 c | 5.70±0.20 b | 146.90±2.96 c | 14.83±0.32 d | 13.00±0.23 d |
| G1 | 164.90±2.06 b | 6.20±0.25 b | 126.00±2.45 b | 201.00±3.52 c | 6.77±0.23 a | 154.10±2.65 c | 17.23±0.15 c | 15.07±0.17 c |
| G2 | 198.60±3.17 a | 7.25±0.30 a | 160.90±4.21 a | 225.20±1.93 a | 6.87±0.37 a | 177.30±1.35 a | 20.43±0.28 a | 17.93±0.23 a |
| G3 | 193.80±3.35 a | 6.66±0.23 ab | 155.20±2.97 a | 222.00±3.08 a | 6.60±0.28 a | 174.60±2.42 ab | 19.63±0.22 b | 17.87±0.19 a |
| G4 | 189.30±2.45 a | 6.44±2.24 b | 153.00±2.74 a | 213.00±3.10 b | 6.29±0.27 ab | 168.50±3.12 b | 19.17±0.12 b | 17.03±0.24 b |
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2.2 对汉麻光合特性及SPAD值的影响
由图1可知，喷施不同浓度赤霉素后，Pn、Tr、Gs均呈先升高再降低的趋势。G1、G2、G3处理叶片的Pn分别较CK提高20.13%、60.06%、47.02%，G4较CK降低6.30%，且各处理与CK差异均具有统计学意义（P<0.05）；G1、G2、G3处理叶片的Tr分别较CK提高16.90%、58.49%、25.99%，G4较CK降低12.95%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；G1、G2、G3、G4处理叶片的Gs分别较CK提高11.95%、40.39%、38.59、17.89%，其中G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05），Pn、Tr、Gs均在G2处理下数值较高。Ci在不同赤霉素浓度处理下呈先降低后上升的趋势，其中G1、G2、G3处理叶片的Ci较CK分别降低12.34%、20.22%、17.22%，G4较CK提高4.28%，各处理与CK差异均具有统计学意义（P<0.05）。喷施不同浓度赤霉素后，SPAD值呈先升高后下降的趋势，G1、G2、G3较CK分别增加14.91%、15.51%、5.60%，G4较CK减少4.68%，G1、G2与CK差异具有统计学意义（P<0.05），G2处理的叶绿素含量最高。综合表明，G2处理对汉麻光合作用的促进效果较佳。
2.3 对汉麻生理指标的影响
由图2可知，植物SOD、POD、CAT酶活性和PRO含量随赤霉素浓度增加呈先增加后降低趋势，其中SOD活性以G3处理最高，较CK增加69.98%，G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；POD活性在G2处理最高，较CK增加100%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；CAT活性以G2处理最高，较CK增加的45.38%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；超氧阴离子（O2 -）在外源赤霉素处理下含量有所降低，其中G2处理最低，G1、G2、G3、G4分别较CK减少52.37%、68.04%、45.11%、43.96%，各处理与CK差异均具有统计学意义（P<0.05）；PRO含量以G2处理最高，较CK增加84.02%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；MDA含量随着外源赤霉素浓度的增加呈先降低后升高的趋势，G1、G2、G3、G4分别较CK减少21.88%、46.88%、42.71%、1.04%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05）。综合表明，G2处理对汉麻抗氧化能力的促进效果较佳。
由图2可知，喷施不同浓度赤霉素后，G1、G2、G4处理叶片的蛋白含量分别较CK增加62.64%、76.86%、12.81%，G3较CK减少14.31%，G1、G2与CK差异具有统计学意义（P<0.05）；G1、G2、G3、G4处理叶片的可溶性糖含量分别较CK增加26.82%、66.88%、80.79%、4.97%，G1、G2、G3与CK差异具有统计学意义（P<0.05），G2与G3差异无统计学意义（P>0.05）。综合表明，G2处理可有效促进汉麻蛋白和可溶性糖的生成。
3 结论与讨论
叶绿素是植物体内的重要色素，具有吸收和传递光能的作用，从而加速植物光合作用的进程。在本研究中，喷施不同浓度赤霉素后，光合指标Pn、Tr、Gs及叶绿素SPAD值在G1、G2、G3处理下数值均有一定程度的提高，Ci在G1、G2、G3处理下浓度下降，说明喷施一定浓度的赤霉素有利于促进叶绿素的合成，以增强植物的光合作用能力。江丽等[11]研究发现，喷施外源赤霉素会提高茶树的光合特性及叶绿素含量，与本研究结果相似。
SOD、CAT、POD是植物体内对抗外部不利环境的重要保护酶，能清除植株体内多余的活性氧，调节代谢平衡，O2 -反映了植物活性氧积累情况。本研究中，与CK相比，G1、G2、G3处理下SOD、POD、CAT活性均有所增加，O2 -含量有所下降，说明适宜浓度赤霉素处理有利于增加汉麻的抗氧化酶活性，以增强清除活性氧能力。PRO含量反映植物抗逆性的强度，MDA为生物体衰老或受逆境胁迫所产生脂质过氧化终产物，其积累可作为氧化损伤的重要标志，本研究发现，与CK相比，G1、G2、G3处理下汉麻叶片的PRO含量有所增加，MDA含量有所下降，说明喷施一定浓度的赤霉素有利于增强植物的抗逆性。虎淘淘等[12]研究表明，喷施外源赤霉素可提高盐胁迫下菊花叶片的抗氧化酶活性和光合指标，降低MDA含量，有效延缓叶片衰老，提高产量。
蛋白和糖类是构成植物体的基本物质，在植物生长过程中，地上部分茎叶细胞中不断进行蛋白质和糖类的合成，供构建新的细胞组织和器官的需要。本研究发现，与CK相比，在G1、G2、G4处理下的汉麻叶片蛋白含量上升，可溶性糖含量在不同浓度处理下均有不同程度的提升，说明适宜浓度赤霉素有利于加快植物生长，促进可溶性糖和蛋白质合成。
综上，本试验研究了喷施不同浓度外源赤霉素对汉麻植株生长、光合特性及生理指标的影响，结果表明，其株高、茎粗、工艺长度及单株重在不同浓度处理下均有提升；G1、G2、G3处理增加了汉麻的光合特性及叶绿素含量，增强了SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性，减少超氧阴离子O2 -含量，增加了PRO含量，降低了MDA含量，同时增加了蛋白及可溶性糖含量，以50 mg/mL外源赤霉素喷施处理效果较佳。结果进一步证明了适宜赤霉素浓度对汉麻生长发育的促进作用，为田间喷施应用及农业生产提供参考。本试验主要研究了汉麻植株的生长、光合特性及生理指标，在麻纤维品质等方面未进行测试，还需进一步研究。