納米金對桔梗生長和葉綠素熒光特性的影響

中圖分類號：Q949.783.2 文獻標識碼：A 文章編號： 1000-4440（2025）06-1223-10

Abstract：To investigate the effctsof gold nanoparticles（AuNPs）on the growth andchlorophyllfluorescence characteristicsofPlatycodongrandiflorus，thisstudyusedtwo-year-oldPlatycodongrandiflorusastheexperimentalmaterial.

Theleaves of Platycodon grandiflorus were sprayed with AuNPs（with a particle size of 35nm）solutionsat mass concentrations of8 mg/L，16 mg/L，and 32 mg/L.The growth indices and chlorophyll fluorescence parameters of Platycodongrandiflorusweremeasured.Theresultsshowed thatafter three applications ofAuNPs，the photochemical

quenching coefficient（ qL ）ofPlatycodon grandiflorus treated with8 mg/LAuNPs was significantly higher than that of the control （ Plt;0.05 ），and the maximum electron transport rates （ ETR_max ）of Platycodon grandiflorus treated with 8 mg/L and 16mg/L AuNPswere significantlyhigher thanthatof the control（ Plt;0.05 ）.AfterfourapplicationsofAuNPs，theactual quantum yield of photosystem I [Y（H）] ，electron transport rate（ ETR ）and photochemical quenching coefficient （ qL ） of Platycodon grandiflorus treated with32 mg/L AuNPs were significantly lowerthan those of the control （ Plt;0.05 ），while the quantum yield of regulated energy dissipation [Y（NPQ）] ，therelative chlorophyll content（ SPAD ）and the initial slope of the light response curve （ α ）weresignificantly higher thanthose of the control （ Plt;0.05 ）.Afterfourapplications of AuNPs，comparedwiththecontrol，thesingle-rootdryweightandlateralrootnumberofPlatycodongrandiflorus treated with 8 mg/L AuNPs increased significantly by 114.29% and 115.47% ，respectively （ Plt;0.05 ）；the single-root dry weight andmain root length ofPlatycodongrandiflorus treated with16 mg/L AuNPsincreased significantly by 68.57% and （2 28.30% ，respectively （ Plt;0.05 ）. The number of AuNPs applications had an extremely significant effect on the the actual quantum yield of photosystem ，electron transport rate（ETR），photochemical quenching coefficient （qL）， （ quantum yield of regulated energy dissipation ?Y（NPQ）? ，the maximum photochemical quantum yield of photosystem II （ F_v/F_m ），the maximum electron transport rate（ ETR_max ）and SPAD of Platycodon grandiflorus （ Plt;0.01 ）. The mass concentrationof AuNPs had extremely significant effects onthephotochemical quenching coefficient（ qL ）andthemaximum electron transport rate （ EIR_max ）of Platycodongrandiflorus （ Plt;0.01 ）. The combined effect of the number of AuNPs applications and the mass concentration of AuNPs on the photochemical quenching coefficient （ qL ）ofPlatycodon grandiflorus was extremely significant （ Plt;0.01 ）. These results indicate that an appropriate mass concentration of AuNPs can enhance the photosynthetic capacityof Platycodon grandiflorus leaves，promote plant growth and lateral root development，and significantlyincreasetherootbiomassofPlatycodongrandiflorus.RegressionaalysisshowedthattherotbiomassofPlatycodongrandiflorus reached its maximum value when the mass concentration of AuNPs was 12.98mg/L ，with a single-root dry weightof O.65g.This study provides theoreticalsupportforthedevelopmentand applicationof gold nanoparticle foliar fertilizers.

Key words：Platycodon grandiflorus；gold nanoparticles；chlorophyll fluorescence parameters；rapid light response curve

桔梗（Platycodongrandiflorus）為桔梗科桔梗屬多年生草本植物[1]，原產(chǎn)于中國、日本、朝鮮等地，在中國分布廣泛，其野生資源主要集中在中國北方地區(qū)。桔梗是一種藥食兩用材料，作為藥材具有宣肺、祛痰、鎮(zhèn)咳、散寒、消腫、排膿等功效2，作為食材可腌制成咸菜食用。目前，關(guān)于桔梗的研究主要集中在其化學成分與藥理藥效[3]、種質(zhì)資源[4]、炮制方法[5]和栽培技術(shù)[6]等方面。隨著市場需求量的增加，桔梗野生資源已難以滿足實際需求，在中國西南、華中、華南等地已陸續(xù)開展人工栽培[1]。但是，目前人工栽培技術(shù)主要依賴傳統(tǒng)肥料（有機肥、無機肥、植物生長調(diào)節(jié)劑等）提升桔梗產(chǎn)量[6-9]。傳統(tǒng)肥料存在肥效短、效率低、易造成環(huán)境污染等問題[10]，亟需開發(fā)新型肥料提升桔梗產(chǎn)量。

納米顆粒（Nanoparticle，NP）是指在三維空間中，至少有2個維度的尺寸為 1～100nm 的顆粒[1]它們具有電子密度高、吸附能力強、催化效率高等特性。研究結(jié)果表明，適宜濃度的納米顆粒能夠顯著促進植物的生長發(fā)育[12-14]。近年來，基于納米技術(shù)的納米肥料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應用[15-16]。與傳統(tǒng)肥料相比，納米肥料具有吸收效率高、肥效持久、環(huán)境風險低等優(yōu)勢[17]。納米金是一種金屬基納米顆粒，其粒徑為 20～50nm ，可通過共質(zhì)體或質(zhì)外體轉(zhuǎn)運方式進入植物體內(nèi)[18]，對光合作用和干物質(zhì)積累產(chǎn)生積極影響[19-21]，可開發(fā)為葉面肥。然而，目前尚無關(guān)于納米金對桔梗生長及葉綠素熒光特性影響的報道。本研究擬以二年生桔梗為試驗材料，通過葉面噴施不同濃度納米金溶液，探究其對桔梗生長和葉綠素熒光特性的影響，以期為納米金葉面肥的研發(fā)和應用提供理論支持。

1材料與方法

1.1試驗材料與儀器

桔梗種子，千粒重為 （1.067±0.112）g ；種子發(fā)芽盒，規(guī)格19 cm×13cm×12cm ；河沙，經(jīng)過陽光曝曬消毒處理；濾紙，高溫滅菌處理。納米金溶液由實驗室合成，粒徑約 35nm ;Hoagland營養(yǎng)液[22]。主要儀器有便攜式調(diào)制葉綠素熒光儀（型號Junior-PAM，德國Walz公司產(chǎn)品）、葉綠素測量儀（型號SPAD-502Plus ，日本KonicaMinolta公司產(chǎn)品）游標卡尺、光照培養(yǎng)箱、干燥箱、萬分之一電子天平。

1.2試驗方法

1.2.1桔梗幼苗培養(yǎng)2021年10月，選取大小一致和色澤均勻的桔梗種子300 粒，用 0.1% （20 KMnO₄ 浸泡 20min ，隨后用清水沖洗至表面無色，將種子置于 25^°C 光照培養(yǎng)箱中催芽 ^48h ，然后轉(zhuǎn)移至墊有2層吸水濾紙的種子發(fā)芽盒中。將種子發(fā)芽盒置于光照培養(yǎng)箱中，設(shè)置培養(yǎng)條件為 15%（12h）/25% （ 12h 周期性變溫。每天觀察并保持濾紙濕潤。28d后，選擇長勢基本一致的桔梗苗120株，移栽至裝有河沙的無蓋種子發(fā)芽盒中，每盒6株，共20盒。每天適量澆水保持河沙濕潤，每7d噴施 100mL Hoagland營養(yǎng)液。至當年冬季，植株地上部分自然枯死。翌年3月，桔梗宿根抽出新苗，即二年生苗后，繼續(xù)按上述幼苗管理方法培養(yǎng)28d，桔梗進入生長旺盛期。

1.2.2納米金溶液的制備取 10mL50mmol 十二烷基硫酸鈉（SDS）加入 500mL 圓底燒瓶中，再加入800μL 0.1mol/LHAuCl₄ 溶液和 490mL 蒸餾水，攪拌加熱至沸騰回流。隨后注入 800μL0.1mol/I 的檸檬酸三鈉溶液，保持回流攪拌 70min ，冷卻后得到得到 0.16mmol/L 納米金膠體溶液（ 32mg/L ，粒徑約 35nm ）。將納米金膠體溶液用蒸餾水分別稀釋至 8mg/L，16mg/L，32mg/L，

2022年4月23日，將20盒二年生桔梗苗隨機分為4組（ k=4） ，每組5盒，分別對桔梗葉片噴施8mg/L，16mg/L，32mg/L 納米金溶液，另外噴施清水作為對照，噴至葉面濕潤但無水珠滴下，每次每株噴施 10mL ，每7d噴施1次，連續(xù)21d，至2022年5月14日結(jié)束。

1.3試驗指標的測量

1.3.1生長指標的測定每次噴霧施肥7d后，從各處理的5個發(fā)芽盒中隨機選取3盒，每盒選取4株桔梗進行標記，用于后續(xù)指標測定及數(shù)據(jù)追蹤。采用計數(shù)法測定桔梗節(jié)數(shù)，使用游標卡尺測量基徑、葉長、葉寬等指標。以每盒4株的測定值取平均作為1個生物學重復，每個處理設(shè)置3個生物學重復（n=3） ）。上述指標每周測定1次，連續(xù)測定4周。

2022年6月17日，待桔梗生長至收獲期，將桔梗根部挖出。使用直尺測定主根長度，統(tǒng)計直徑大于 2mm 的側(cè)根數(shù)量，采用游標卡尺測定主根最大直徑。將樣品置于 80^qC 烘箱中烘干 ^48h 后，使用萬分之一電子天平測定單根干重。

1.3.2葉綠素相對含量與葉綠素熒光參數(shù)的測定隨機選取完全展開的形態(tài)學上端第2對葉片中的1張作為測量單元，使用SPAD-502Plus葉綠素測量儀測量葉片 SPAD 值，使用Junior-PAM在光化光強度 條件下測定葉綠素熒光參數(shù)，包括光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H光化學量子產(chǎn)量［Y（Ⅱ）]、電子傳遞速率（ETR）、光化學猝滅系數(shù) （qL） 、非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量[Y（NO）]、調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量[Y（NPQ）]、光系統(tǒng)Ⅱ最大光化學量子產(chǎn)量 ∣F_v/F_m∣ ）。每個參數(shù)取3次測定值的平均值，以每盒4株的平均值作為1個生物學重復，每個處理設(shè)置3個生物學重復（ n=3 ）。每周測定1次，連續(xù)測定4周。

先取上述參數(shù)最后3次測量值的均值，再以每盒4株的平均值為1個重復觀測值，每個處理重復3盒 （n=3） 。共連續(xù)測量并記錄4次。

1.3.3快速光響應曲線特征參數(shù)的測定以完全展開的第2對葉片的另一張葉片作為測量單元，使用Junior-PAM便攜式調(diào)制葉綠素熒光儀，以儀器內(nèi)置的光強梯度 0μmol/（m²?s），66μmol/（m²?s），90 、285 μmol/（m²?s）Ω_×420μmol/（m²?s）Ω. 、625μmol/（m²?s）.845μmol/（m²?s） 測定桔梗葉片的快速光響應曲線。采用直角雙曲線模型擬合光響應曲線，獲得最大電子傳遞速率（ ETR_max ）和光響應曲線初始斜率 （α） 。快速光響應曲線的擬合方程如下：

式中，ETR為電子傳遞速率； ETR_max 為最大電子傳遞速率;tanh為雙曲正切函數(shù)； α 為光響應曲線的初始斜率； PAR 為光合有效輻射，單位 μmol/（m²?s） 。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)以平均值 ?± 標準誤表示，采用SPSS23.0軟件進行統(tǒng)計分析。首先進行數(shù)據(jù)正態(tài)性檢驗，隨后通過單因素方差分析（One-wayANOVA）評估不同質(zhì)量濃度納米金處理對桔梗生長指標和葉綠素熒光參數(shù)的影響，分析納米金施用質(zhì)量濃度和施用次數(shù)的主效應及兩者的交互作用，并對納米金施用質(zhì)量濃度和施用次數(shù)分別進行簡單效應分析。主效應表示單個因素對因變量的獨立影響，如果某一個因素的主效應均顯著，說明這個因素對因變量有顯著影響。交互效應表示2個因素的組合對因變量的影響。當交互效應顯著時，表明2個因素的聯(lián)合作用對因變量有顯著影響。簡單效應指一個因素在某個水平上，另一個因素在不同水平之間的差異，即一個因素在另一個因素不同水平上的效應。通過曲線估計法建立納米金溶液質(zhì)量濃度與桔梗單根干重間的回歸關(guān)系。顯著性水平設(shè)為 α=0.05 。使用Origin8.5Pro 軟件進行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1噴施納米金對桔梗植株生長指標的影響

如表1所示，噴施納米金1次、2次、3次、4次，各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗基徑、葉長、葉寬和對照相比均無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。噴施納米金1次，與對照相比， 16mg/L 納米金處理桔梗節(jié)數(shù)顯著提高24.63% （ Plt;0.05） ，其余質(zhì)量濃度納米金處理與對照相比均無顯著差異（ Pgt;0.05） ；噴施納米金2次、3次、4次，各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗節(jié)數(shù)和對照相比均無顯著差異（ Pgt;0.05. ）。噴施納米金4次，與對照相比， 16mg/L 納米金處理桔梗主根長顯著提高28.30% （ Plt;0.05 ），其余質(zhì)量濃度納米金處理桔梗主根長與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05 ）；與對照相比， 8mg/L 納米金處理桔梗側(cè)根數(shù)較對照顯著提高115. 47% （ Plt;0.05） ，其余質(zhì)量濃度納米金處理桔梗側(cè)根數(shù)與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05 ）；與對照相比 .8mg/L，16mg/L 納米金處理桔梗單根干重分別顯著提高了114. 29% 、 68.57% （ Plt;0.05 ）， 32mg/L 納米金處理桔梗單根干重與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05） ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗主根直徑與對照相比均無顯著差異（ ?Pgt;0.05 ）。

如表2所示，納米金噴施次數(shù)對節(jié)數(shù)、基徑、葉長、葉寬等生長指標的影響極顯著（ Plt;0.01? ，且效應量均 gt;0.350 ，為大效應量[23]。但是，納米金質(zhì)量濃度對節(jié)數(shù)、基徑、葉長、葉寬無顯著影響 （Pgt;0.05） ，納米金噴施次數(shù)和納米金質(zhì)量濃度的聯(lián)合作用對節(jié)數(shù)、基徑、葉長、葉寬無顯著影響（ Pgt;0.05 ）。

2.2噴施納米金對桔梗葉片葉綠素相對含量及熒 光參數(shù)的影響

如表3所示，噴施納米金1次，各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 Y（II）.ETR.Y（NPQ）.F_v/F_m.SPAD 與對照相比均無顯著差異（ （Pgt;0.05） ；與對照相比， 16mg/L 納米金處理桔梗 qL 顯著提高了 19.15%（Plt;0.05） 。噴施納米金2次，與對照相比， 16mg/L 納米金處理桔梗 qL 顯著提高了2 1.57%（Plt;0.05） ，其余質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 qL 與對照相比均無顯著差異（ ?Pgt;0.05） ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 Y（II），ETR，Y（NO），Y（NPQ） F_v/F_mSPAD 與對照相比均無顯著差異 （Pgt;0.05） 。噴施納米金3次，與對照相比， 8mg/L 納米金處理桔梗 qL 顯著提高了 13.56%（Plt;0.05） ，其余質(zhì)量濃度納米金處理與對照相比無顯著差異 （Pgt;0.05） ；與對照相比，32mg/L納米金處理桔梗 SPAD 顯著提高了 11.88%（Plt; 0.05），其余質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 SPAD 與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05 ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗Y（II）.ETR.Y（NO）.Y（NPQ）.F_v/F_m 與對照相比均無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。噴施納米金4次，與對照相比，32mg/L 納米金處理桔梗 分別顯著降低了14.04%14.32%.20.34%（Plt;0.05），Y（NPQ）.SPAD 分別顯著提高了 63.64%.27.50%（Plt;0.05） ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 Y（NO），F(xiàn)_v/F_m 與對照相比均無顯著差異 （Pgt;0.05） 。

如表2所示，納米金噴施次數(shù)對桔梗 Y（II ）、ETR，qL，Y（NPQ） F_v/F_m?PAD 等指標的影響極顯著 （Plt;0.01） 。納米金質(zhì)量濃度對桔梗Y（II）、ETR的影響顯著（ Plt;0.05， ，對 qL 的影響極顯著（ Plt; 0.01）。納米金噴施次數(shù)和納米金質(zhì)量濃度的聯(lián)合作用對ETR的影響顯著（ Plt;0.05） ，對 qL 的影響極顯著（ Plt;0.01 ）。如表4所示，噴施納米金3次，納米金質(zhì)量濃度對桔梗Y（II）、ETR、qL的影響顯著（ Plt;0.05） ；噴施納米金4次，納米金質(zhì)量濃度對桔梗 Y（II ） ，ETR 的影響顯著（ Plt;0.05） ，對 qL 的影響極顯著（ Plt;0.01 ）。這些效應的效應量均 gt;0.350 ，為大效應量。

2.3噴施納米金對桔梗葉片快速光響應特征參數(shù) 的影響

如圖1所示，各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗ETR間的差值隨著PAR的提高逐漸增大，在PAR為845μmol/（m²?s） 時，差值達到最大值。如表3所示，噴施納米金1次，與對照相比， .8mg/L，16mg/L 納米金處理桔梗 ETR_max 分別顯著提高 43.74%.45.65% ，32mg/L 納米金處理桔梗 ETR_max 與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05） ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 α 值與對照相比均無顯著差異（ Pgt;0.05 ）。噴施納米金2次，各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 ETR_maxα 值與對照相比均無顯著差異（ （Pgt;0.05） 。噴施納米金3次，與對照相比 ，8mg/L，16mg/L 納米金處理桔梗 ETR_max 分別顯著提高了 101.11%.56.92%（Plt;0.05），32mg/L 納米金處理與對照相比無顯著差異（ Pgt;0.05） ；各質(zhì)量濃度納米金處理桔梗 α 值與對照相比均無顯著差異 Pgt;0.05 ）。噴施納米金4次，與對照相比，8mg/L，16mg/L 納米金處理桔梗 ETR_max 分別顯著提高了 72.44%.50.83%（Plt;0.05），32mg/L² 納米金處理與對照無顯著差異（ Pgt;0.05 ）；與對照相比， 8mg/L，16 mg/L，32，mg/L 納米金處理桔梗 α 值分別顯著提高了

52.94%.41.18%.35.29%（Plt;0.05）

如表2和表4所示，納米金噴施次數(shù)對桔梗ETR_max 的影響極顯著（ Plt;0.01? ，對 α 值的影響顯著1 Plt;0.05） 。納米金噴施濃度對桔梗 ETR_max 的影響極顯著（ Plt;0.01 ，對 α 值的影響顯著（ Plt;0.05） 。噴施納米金3次，納米金質(zhì)量濃度對桔梗 ETR_max 的影響極顯著（ Plt;0.01? ；噴施納米金4次，納米金質(zhì)量濃度對桔梗 α 值的影響顯著（ Plt;0.05） 。當納米金質(zhì)量濃度為 8mg/L 時，噴施納米金次數(shù)對 ETR_max 的影響極顯著（ Plt;0.01 ）；當納米金質(zhì)量濃度為16mg/L時，噴施納米金次數(shù)對 ETR_max 的影響顯著（ Plt; 0.05）。這些效應的效應量均 50.350 ，為大效應量。

2.4納米金質(zhì)量濃度與桔梗生長指標的回歸分析

回歸分析發(fā)現(xiàn)，節(jié)數(shù)、基徑、葉寬、葉長與納米金質(zhì)量濃度無顯著回歸關(guān)系； SPAD 、主根長、主根直徑與納米金質(zhì)量濃度有顯著回歸關(guān)系（ Plt;0.05） ，側(cè)根數(shù)、單根干重與納米金質(zhì)量濃度有極顯著回歸關(guān)系（ Plt;0.01 ），最優(yōu)擬合方程如表5所示。根據(jù)納米金質(zhì)量濃度與桔梗單根干重的回歸方程計算得出，當納米金質(zhì)量濃度為 12.98mg/L 時，桔梗根系生物量最高，單根干重達到 0.65g 。

ETR：電子傳遞速率； PAR ：光合有效輻射。A：第1次噴施納米金;B：第2次噴施納米金;C：第3次噴施納米金;D：第4次噴施納米金。

3討論

3.1噴施納米金對桔梗生長指標的影響

納米金對植物生長的影響具有濃度效應和時滯性，適當濃度的納米金可促進桔梗生長。已有研究結(jié)果表明，不同種類、大小、形狀和濃度的納米顆粒對植物生長發(fā)育的影響差異顯著，相同納米顆粒處理對不同植物生長發(fā)育的影響也有所不同[12-14]盡管納米材料具有高電子密度、強吸附能力和高效催化作用，但高濃度納米顆粒可能抑制植物生長[24]。Joshi等[25]發(fā)現(xiàn)， 100μg/mL 和 200μg/mL 納米金顆粒（ 30～40nm ）可提高小麥和燕麥的總生物量。Arora等[20]發(fā)現(xiàn)，納米金噴霧處理顯著促進了芥菜的生長，提高了芥菜產(chǎn)量，其中 10mg/L 納米金處理對種子產(chǎn)量的提升效果最佳。Avellan等[26]發(fā)現(xiàn)，利用納米金顆粒噴施葉片2周后，納米金顆粒幾乎全部穿過小麥葉片角質(zhì)層進入植株體內(nèi)，顯著增加了小麥地下部和地上部的干重和光合速率。

本研究中，重復測量方差分析結(jié)果表明，時間因素是影響桔梗生長指標的主要因素。噴施納米金4次，與對照相比， 8mg/L 納米金處理桔梗側(cè)根數(shù)顯著增加了 115.47%（Plt;0.05） 。側(cè)根在植株養(yǎng)分吸收、水分運輸和形態(tài)穩(wěn)固等方面起重要作用，其生長發(fā)育受地上部芽合成的生長素調(diào)控[27-29]。因此，桔梗側(cè)根數(shù)增加可能與納米金促進生長素合成有關(guān)。此外，與對照相比， 8mg/L 和 16mg/L 納米金處理桔梗單根干重顯著提高（ Plt;0.05） ）。通過擬合回歸方程得出，當納米金質(zhì)量濃度為 12.98mg/L 時，桔梗單根干重達到最大值。

3.2噴施納米金對桔梗葉片葉綠素相對含量及葉 綠素熒光參數(shù)的影響

葉綠素熒光參數(shù)可反映光系統(tǒng)Ⅱ（PSⅡI）的光化學效率，并用于評估植物對環(huán)境脅迫的耐受能力及光系統(tǒng)的受損程度[30-31]。 Y（I） 為光系統(tǒng)II（PSII）的實際光化學量子產(chǎn)量[32]，ETR為電子傳遞速率，反映植物耗散過剩光能的能力[33]， qL 為光化學猝滅系數(shù)，Y（NO）為非調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量，若Y（NO）較高，表明光化學能量轉(zhuǎn)換和保護性的調(diào)節(jié)機制（如熱耗散）無法完全消耗植物吸收的光能，導致光系統(tǒng)Ⅱ受到損傷[34]。 F_v/F_m 為暗適應下PSⅡ的最大光化學量子產(chǎn)量，反映植物對光能的利用效率。SPAD為葉綠素相對含量，葉綠素是光合作用的關(guān)鍵色素，但如果葉綠素含量過高，可能會導致光能利用效率降低，造成光抑制現(xiàn)象。

張雪潔等[35]研究結(jié)果表明，適量納米硒處理可提高草莓葉片 和ETR值，同時降低 Y（NPQ） 值。 2750mg/kg 納米 TiO₂ 可提高黃瓜葉綠素含量[36]，而納米 Z_n 、納米 Cu 、納米 znO 、納米 Fe₂0₃ 和納米 CeO₂ 也能增加植物葉綠素含量[37-38]。Chen等[39]發(fā)現(xiàn)，適量施用納米物質(zhì)可提高干旱條件下水稻的光合速率;陳繞生等[40發(fā)現(xiàn)，納米銅和納米硒可提升番茄葉片的光合生理參數(shù)；吳煥煥等[4研究結(jié)果表明，葉面噴施納米硒能顯著提高茶樹葉片葉綠素含量和鮮葉產(chǎn)量，且葉綠素熒光參數(shù)隨納米硒濃度增加呈先升高后降低的趨勢。

本研究中，噴施高濃度納米金可以顯著提高桔梗葉片的SPAD值，與前人研究結(jié)果一致。重復測量方差分析結(jié)果表明，噴施次數(shù)和納米金質(zhì)量濃度均顯著或極顯著影響桔梗葉片Y（Ⅱ）ETR 和 qL 值，且兩者交互對ETR和 qL 值存在顯著或極顯著效應。噴施納米金4次， 32mg/L 納米金處理桔梗Y（II）、ETR顯著低于對照（ Plt;0.05 ），而Y（NPQ）和 SPAD 值顯著高于對照（ Plt;0.05 ，表明高質(zhì)量濃度納米金導致植物光能轉(zhuǎn)化效率降低、電子傳遞速率下降，由于過剩的光能會對光系統(tǒng)造成損傷，植物會將吸收的過剩光能以熱能的形式耗散。

3.3噴施納米金對桔梗快速光響應曲線特征參數(shù) 的影響

快速光響應曲線可以用于評估光系統(tǒng)II（PSII）對環(huán)境因子的響應，通過直角雙曲線模型可準確計算 α （光響應曲線的初始斜率）和 ETR_max （最大電子傳遞速率）等參數(shù)[42-43]。 α 反映光能利用效率，ETR_max 為在光飽和條件下， PSI 的最大電子傳遞速率，反映光合作用的最大能力[44] C

本研究中，桔梗 ETR_max 隨納米金質(zhì)量濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，與張雪潔等[35]的研究結(jié)果相似。適當質(zhì)量濃度的納米金可能通過提高電子傳遞能力和效率、增強光捕獲能力和光能利用效率，以及促進氣孔開放來提升光合作用。重復測量方差分析結(jié)果表明，噴施次數(shù)和納米金質(zhì)量濃度均顯著或極顯著影響 ETR_max 和 α 值，但兩者無顯著交互作用，這可能是因為納米金穿過角質(zhì)層進入細胞后，未達到效應濃度[26]

4結(jié)論

適宜質(zhì)量濃度的納米金處理可有效增強桔梗葉片光合能力，促進植株生長及側(cè)根發(fā)育，并顯著提高根部生物量積累量。適當質(zhì)量濃度納米金可改善桔梗葉片光合能力，促進植株生長，以及側(cè)根發(fā)生，顯著提高桔梗根部生物量累積。噴施納米金3次，8mg/L 納米金處理桔梗光化學猝滅系數(shù) （qL） 顯著高于對照（ Plt;0.05， ） 8mg/L 和 16mg/L 納米金處理桔梗最大電子傳遞速率（ ETR_max ）顯著高于對照（ Plt; 0.05）。噴施納米金4次， 32mg/L 納米金處理桔梗光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H量子產(chǎn)量［Y（Ⅱ）]、電子傳遞速率（ETR）、光化學猝滅系數(shù) （qL） 顯著低于對照（ Plt; 0.05），調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量[Y（NPQ）]、葉綠素相對含量（SPAD）顯著高于對照（ Plt;0.05） 。表明高質(zhì)量濃度納米金導致植物光能轉(zhuǎn)化效率降低、電子傳遞速率下降，由于過剩的光能會對光系統(tǒng)造成損傷，植物會將吸收的過剩光能以熱能的形式耗散。噴施納米金4次，與對照相比， 8mg/L 納米金處理桔梗單根干重和側(cè)根數(shù)分別顯著提高了114.29%115.47%（Plt;0.05）;16mg/I 納米金處理桔梗單根干重和主根長分別顯著提高了 68.57% 128.30%（Plt;0.05） 。納米金噴施次數(shù)對桔梗光系統(tǒng)Ⅱ?qū)嶋H量子產(chǎn)量 ]、電子傳遞速率（ETR）、光化學猝滅系數(shù) （qL） 、調(diào)節(jié)性能量耗散的量子產(chǎn)量[Y（NPQ）]、光系統(tǒng)I最大光化學量子產(chǎn)量（ （F_v/F_m） ） ，SPAD 、最大電子傳遞速率（ ETR_max ）影響極顯著（ Plt;0.01 ）。納米金質(zhì)量濃度對桔梗光化學猝滅系數(shù) （qL） 、最大電子傳遞速率（ ETR_max ）影響極顯著（ Plt;0.01 ），納米金噴施次數(shù)和納米金質(zhì)量濃度的聯(lián)合作用對桔梗光化學猝滅系數(shù)（ σ_qL） 的影響極顯著（ Plt;0.01 ）。表明適宜質(zhì)量濃度的納米金可提高桔梗葉片光合能力，促進植株生長以及側(cè)根發(fā)生，顯著提高桔梗根部生物量。通過回歸分析發(fā)現(xiàn)，納米金質(zhì)量濃度與桔梗單根干重呈極顯著相關(guān)（ Plt;

0.01），當納米金質(zhì)量濃度為 12.98mg/L 時，桔梗根部生物量達到最大值，單根干重為 0.65g 0

致謝：感謝合肥師范學院化學與制藥工程學院朱金苗教授對制備納米金溶液提供的幫助。

參考文獻：

[1]張巖，魏建和，金鉞.桔梗三大主產(chǎn)區(qū)栽培技術(shù)調(diào)查[J]. 中國現(xiàn)代中藥，2020，22（5）：720-728.

[2]SHINCY，LEE WJ，LEE EB，et al.Platycodin D and D₃ increase airwaymucinrelease in vivoand in vitro inratsand hamsters [J].PlantaMedica，2002，68（3）：221-225.

[3］李盈，王舉濤，桂雙英，等.桔梗的化學成分及藥理作用研究 進展[J].食品與藥品，2016，18（1）：4-10.

[4]張燕，李陽，李倩，等.桔梗種質(zhì)資源研究新進展[J].中 國野生植物資源，2017，36（3）：53-56，82.

[5]黃藝，鐘凌云，鐘國躍，等.桔梗不同炮制方法工藝優(yōu)選及其 鎮(zhèn)咳作用比較[J].江西中醫(yī)藥大學學報，2020，32（4）：70-73.

[6]張金文，賈維忠，任續(xù)偉.移栽密度對桔梗產(chǎn)量及品質(zhì)的影響 [J].鄉(xiāng)村科技，2022，13（12）：90-92.

[7］柳玥雯.桔梗生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響因素[J].當代農(nóng)機， 2021（10） ：52-54.

［8］李松儒.種植方式與施肥對葉用桔梗生長及品質(zhì)的影響[D]. 哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2020.

[9]廖興國，郭圣茂，陳蘭蘭，等.不同施肥處理對桔梗生長特性和 藥材產(chǎn)量的影響[J].經(jīng)濟林研究，2014，32（2）：110-113.

[10］王巖，林海.淺談化肥危害及采取的有效措施[J].丹東師 專學報，2002（增刊1） ：31-32.

[11]HUANG S W，WANGL，LIULM，et al. Nanotechnology in agriculture，livestock，andaquaculture inChina.Areview[J].Agrono myfor Sustainable Development，2015，35（2）：369-400.

[12］杜俊杰，李娜，吳建虎.不同納米材料對小麥種子萌發(fā)的影 響[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2018，46（13）：38-40，124.

[13］杜紅霞，肖波，王麗，等.兩種金屬納米材料對黃菖蒲生長 及生理特性的影響[J].現(xiàn)代園藝，2023，46（1）：42-44.

[14］路軻，宋正國.噴施不同納米材料對水稻幼苗磷含量的影響 [J].農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2020，39（1）：28-36.

[15]韓云華，米素娟，石曉琪，等.納米粒子的植物促生效應[J].草 業(yè)學報，2022，31（11）：204-213.

[16］路軻.噴施不同納米材料對水稻幼苗生長和磷吸收的影響 [D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學院，2020.

[17]ADISA I O，PULLAGURALA V L R， PERALTA-VIDEA JR， et al. Recent advances in nano-enabled fertilizers and pesticides ：a critical review of mechanisms of action[J].Environmental Science-Nano，2019，6（7） ：2002-2030.

[18］寧書菊，林文津，韓娜，等.目前桔梗生產(chǎn)及研究需要關(guān)注的 幾個關(guān)鍵性問題[J].中國種業(yè)，2017，269（8）：23-25.

[19]ROCIO T，DIZ V E， LAGORIO M G. Effcts of gold nanoparticles on the photophysical and photosynthetic parameters of leaves and chloroplasts[J].Photochemical Photobiological Sciences：Official Journal of the European Photochemistry Association and the European Society for Photobiology，2018，17（4）：505-516.

[20]ARORA S， SHARMA P，KUMAR S， et al. Gold-nanoparticle induced enhancement in growth and seed yield of Brassica juncea [J].Plant Growth Regulation：An International Journal on Natural and Synthetic Regulators，2012，66（3）：303-310.

[21]KUMARV，GULERIAP，KUMARV，etal.Gold nanoparticle exposure induces growth and yield enhancement in Arabidopsis thaliana[J].Science of the Total Environment，2013，461-462： 462-468.

[22］崔婧，胡林穎，蘇茹，等.不同營養(yǎng)液濃度對九里香幼苗生 長的影響[J].安徽農(nóng)學通報，2022，28（2）：88-91.

[23]COHEN J.A power primer[J]. Tutorials in Quantitative Methods for Psychology，1992，3（2） ：79-79.

[24］韓云華，米素娟，石曉琪，等.納米粒子的植物促生效應[J].草 業(yè)學報，2022，31（11）：204-213.

[25]JOSHI A，NAYYAR H， DHARAMVIR K， et al. Detection of gold nanoparticles signal inside wheat （Triticum aestivum L.）and oats （Avena sativa） seedlings[C]//AIP.International Conference on Condensed Matter and Applied Physic.New York：AIPPublishing，2018.

[26]AVELLANA，YUNJ，ZHANGYL，et al.Nanoparticle size and coating chemistry control foliar uptake pathways，translocation and leaf-to-rhizosphere transport in wheat[J].ACS Nano，2019，13 （5）：5291-5305.

[27］劉大同，荊彥平，陳晶晶，等.水稻的側(cè)根發(fā)育及其影響因素 [J].作物學報，2014，40（8）：1403-1411.

[28]FUKAKI H，OKUSHIMA Y，TASAKA M. Auxin-mediated lateral root formation in higher plants[J].International Review of Cytology，2007，256：111-137.

[29]LJUNG K，HULL A K，CELENZA J， et al. Sites and regulation of auxin biosynthesis in Arabidopsis roots[J].Plant Cell，2005，17 （4）：1090-1104.

[30] SABO-ATTWOOD T， UNRINE JM， STONE J W，et al. Uptake， distributionand toxicity of gold nanoparticles in tobacco（Nicotiana xanthi）seedlings[J].Nanotoxicology，2012，6（4）：353-360.

[31]CAI SH，LI T，ZHOUG X，et al. Gas exchange characteristics in the mangrove associate Hibiscus tiliaceus [J]. Guihaia，2016，36 （4） ：397-404.

[32]WANG Y，TONG YF，CHU HL，et al.Effects of different light qualities on seedling growth and chlorophyllfluorescence parameters of Dendrobium offcinale[J].Biologia，2017，72（7）：735-744.

[33]SHAO GQ，LI ZJ，NING TY，et al. Responses of photo-synthesis，chlorophyllfluorescence，and grain yield of maize to controlled release urea and irrigation after anthesis[J].Journal of Plant Nutrition and Soil Science，2013，176：595-602.

[34]TSAI Y C，CHEN K C，CHENG T S，et al. Chlorophyll fluorescence analysis in diverse rice varieties reveals the positive correlationbetween the seedlings salt tolerance and photosyntheticefficiency[J].BMCPlantBiology，2019，19（1）：403-420.

[35]張雪潔，周夢，趙世宇，等.納米硒對草莓葉片光合特性及葉 綠素熒光參數(shù)的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2022，50（16）：167- 173..

[36]SERVINA D，MORALESMI，CASTILLO-MICHEL H，et al. Synchrotronverificationof TiO₂ accumulation in cucumber fruit：a possible pathway of TiO₂ nanoparticle transfer from soil into the food chain[J].Environmental Science amp; Technology，2013，47 （20）：11592-11598.

[37]ABBASIFARA，SHAHRABADIF，VALIZADEHKAJIB.Effects of green synthesized zinc and copper nano-fertilizers on the morphological andbiochemical attributes of basil plant[J]. Journal of PlantNutrition，2020，43（8）：1104-1118.

[38]XIAOL，GUOHY，WANGSX，etal.Carbondotsalleviatethe toxicity ofcadmiumions（ Cd²⁺ ）toward wheat seedlings[J].Environmental Science-Nano，2019，6（5） ：1493-1506.

[39]CHENW，YAOXQ，CAIKZ，etal.Siliconalleviatesdrought stressofriceplantsbyimprovingplantwaterstatus，photosynthesis and mineral nutrient absorption[J].Biological TraceElement Rresearch，2011，142（1）：67-76.

[40］陳繞生，薛林寶.納米硒、銅對干旱脅迫下番茄生長、光合特性 及產(chǎn)量的影響[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學，2022，50（12）：127-134.

[41］吳煥煥，張虹，任志紅，等.葉面噴硒對茶樹葉片光合特性及 產(chǎn)量的影響[J].山東農(nóng)業(yè)科學，2021，53（6）：64-68.

[42]徐金濤，龐敏，馬新，等. CO₂ 加富對塔瑪亞歷山大藻葉綠 素熒光參數(shù)及產(chǎn)量的影響[J].海洋與湖沼，2016，47（3）：557- 563.

[43］趙玉文，林玲，南吉斌，等.幾種模型下砂生槐葉綠素熒光- 快速光響應曲線（ RLC_s ）擬合的比較[J].北方園藝，2019（9）： 83-89.

[44]CHENZY，PENGZS，YANGJ，etal.Amathematical model for describing light-response curvesin Nicotiana tabacumL.[J].Photosynthetica，2011，49（3）：467-471. （責任編輯：成紓寒）