生物刺激素促进Spondias tuberosa（umbu树）砧木形成：生长、生理与苗木质量的综合评价

《Plants》：Biostimulants in the Formation of Spondias tuberosa Rootstocks

　　

摘要：umbu树（Spondias tuberosa Arruda）是巴西半干旱地区原产的果树树种，具有较高的生态和社会经济价值；然而，其栽培仍受限于高质量苗木生产技术的缺乏。在此背景下，使用生物刺激素（biostimulants）为优化苗木生长和生理效率提供了策略。本研究旨在评价不同生物刺激素来源和剂量对S. tuberosa苗木生长、生理和品质的影响。试验采用2 × 6析因设计，两个来源（Bio-I和Bio-II）和六个浓度（0.0、0.5、1.5、2.5、3.5和4.5 mL L^?1）的生物肥料，采用随机区组设计。评价指标包括生物测量变量、干生物量、Dickson质量指数（DQI）、叶片叶绿素指数、叶绿素荧光和气体交换。叶片叶绿素指数和气体交换参数未受显著影响，表明生理稳定性。中间剂量（1.7–1.9 mL L^?1）倾向于提高Fv/Fo和Fv/Fm值；然而，由于未检测到显著处理效应，这些响应应解释为描述性趋势。株高生长、地上部生物量积累和Dickson质量指数随剂量增加而增加，在4.5 mL L^?1时达到峰值，而叶片产量在Bio II处理下更高。多变量分析表明，叶片温度在生长特征和所评价的生理过程中起主要作用。较低的叶片温度与较大的气孔对CO₂交换限制和内部碳积累相关。叶面喷施Bio I和Bio II改善了S. tuberosa苗木的生长和品质，在所评价浓度范围内，株高和特定生物测量性状的最高响应记录于4.5 mL L^?1。

研究背景：umbu树（Spondias tuberosa Arruda）是巴西Caatinga生物群落特有的一种果树，以高硬度和对巴西半干旱地区低水分可利用性的广泛适应性而著称。该物种为小至中型落叶乔木，在干旱期落叶以减少水分损失，其生存与特化的地下结构xylopodium（用于储存水分、碳水化合物和养分）密切相关。果实为核果，可鲜食或加工为果浆、糖果、果酱、果汁等，并含有具有营养和功能价值的生物活性化合物。从生产角度看，该物种主要于1月至4月结果，因其生态和社会经济价值，在农林复合系统、Caatinga富集计划和家庭农业强化中具有战略意义。然而，该物种的栽培仍受限于驯化程度低和对野生采集的依赖，缺乏特定的作物管理技术。建立商业果园的关键障碍包括高质量苗木的可得性和长幼年期；种子繁殖的植株可能约十年后才开始结果，而嫁接苗通常在平均4.5年时进入生产期。因此，生产健壮、均匀且根系发达的苗木对田间初期定植和获取嫁接砧木至关重要，后者是加速生产开始和提高栽培系统效率的关键策略。将生物刺激素纳入苗圃管理可优化生理和形态参数，增加适于嫁接的均匀批次生产。植物生物刺激素的使用是优化多年生果树苗木初期生长、生根和均匀性的有前景的替代方案。这些产品与植物调节剂、氨基酸、维生素、腐殖酸和微生物提取物组合，可调节生理和代谢过程，促进营养生长、叶片扩展、生物量积累和根系发育。在这些生物刺激素中，一些主要成分为生长调节剂（如Bio I），另一些则将植物调节剂与海藻提取物、矿质养分和甜菜碱组合（如Bio II）；两者均用于本研究中。成分差异可导致同一类别产品间的不同响应。这些效应在苗圃阶段尤为重要，因为它们有助于生产结构上适于嫁接的均匀苗木。在S. tuberosa中，叶面喷施生长调节剂如赤霉素（GA₃）已被证明可增加营养生长和苗木生物量，响应取决于施用剂量。Pires等报道，施用约337 mg GA₃ L^?1时生物量产量最大，突显了该化合物加速早期生长和缩短砧木形成时间的潜力。类似地，由生物活性化合物（包括植物生长调节剂——生长素、赤霉素和细胞分裂素、氨基酸、有机物质和海藻提取物）配制的商业生物刺激素对多种作物的早期生长、根系发育和形态生理特性具有积极影响，尽管结果因物种和施用剂量而异。尽管有这些进展，全面评价生物刺激素对S. tuberosa苗木生长、生理和品质指标影响的研究仍然稀少，特别是将生物测量和生理变量与砧木形成潜力联系起来的研究。这一空白限制了对这些产品如何促进更健壮和均匀苗木生产的机制的理解，以及优化嫁接砧木形成管理策略的开发。鉴于这一背景，生物刺激素的施用可能通过调节与植物发育相关的生理和代谢过程来提高S. tuberosa砧木的生长和品质。这些化合物可刺激细胞分裂和伸长、提高光合效率、改善水分和养分吸收利用、增加根系发育和生物量积累。因此，存在缩短嫁接兼容砧木生产周期的实际需求，从而使过程更高效和可持续。预期结果是生产更健壮、均匀且具有优良质量指标的苗木，减少生产适于嫁接砧木所需的时间。因此，本研究旨在评价不同来源和剂量的生物刺激素对Spondias tuberosa Arruda砧木生长、生理特性和品质的影响。

研究方法：试验于2023年10月至2024年2月在巴西Paraíba州Areia市联邦Paraíba大学（UFPB）植物科学与环境科学系（DFCA）的网室大棚（6°58′4.84″ S, 35°43′0.26″ W；海拔557 m）中进行。处理采用2 × 6析因设计，包括两个生物刺激素来源（Bio I和Bio II）和六个浓度（0、0.5、1.5、2.5、3.5和4.5 mL L^?1水），共12个处理。植株分布于三个随机区组，每个试验单元由六株植物组成。Bio-I（Stimulate^?）含50 mg L^?1 IBA（indole-3-butyric acid——生长素）、50 mg L^?1赤霉素和90 mg L^?1激动素。Bio II（Matriz G^?）是一种有机矿质肥料，含13 g L^?1 N、26 g L^?1 K、13 g L^?1 Mg、31.2 g L^?1 S、6.5 g L^?1 B、6.5 g L^?1 Mn、1.3 g L^?1 Mo、26 g L^?1 Zn、78 g L^?1有机碳、50 mg L^?1生长素、100 mg L^?1细胞分裂素、50 mg L^?1赤霉素和60 mg L^?1甜菜碱，含20%海藻提取物（Ascophyllum nodosum）。浓度依据制造商技术建议和这些生物刺激素在果树上的初步研究报告范围确定。1.0 mL L^?1的间隔允许评估渐变响应并鉴定更有效的剂量，如4.5 mL L^?1用于生长和中间剂量用于光化学调整。用于生产苗木的果核（pyrenes）提取自2023年6月在巴西Paraíba州Algod?o de Jandaíra市一株母株（6°48′40″ S; 35°54′55″ W）上采集的Spondias tuberosa Arruda成熟果实。采集后，果实经手工处理：用不锈钢刀去除果肉，果核用流水冲洗去除残留物，然后在通风环境中阴干48 h。随后进行视觉选择，丢弃有物理损伤或捕食迹象的果核。视觉健康且形态良好的果核置于Ziploc式塑料袋中，于10 °C储存至播种。播种前，果核浸入1%次氯酸钠（NaClO）溶液5 min，随后流水冲洗。播种在60 × 37 × 14 cm（长、宽、深）的塑料托盘中进行，填充 washed sand；种子播种深度1 cm，基质保持田间持水量。播种后50天（DAS），当苗木平均高度达15 cm并发育四对真叶时，移栽至17 × 29 cm（直径和高度）的黑色聚乙烯袋中。容器填充由土壤、 washed sand和充分腐熟牛粪按3:1:1比例组成的基质。生物刺激素施用始于移栽后40天，使用500 mL聚丙烯喷雾器；每株约接收8 mL，覆盖整个地上部。喷施在整个试验期间每周进行，于上午7:00，共20次施用。苗木每周灌溉两次，维持基质湿度约为田间持水量的60%。田间持水量（FC）由四个基质样品通过公式确定。此后，样品送至进行试验的大棚，每日称重以确定基质的水分保持曲线。移栽后150天（DAT）评价以下参数：株高（PH，cm），用卷尺从基质水平测量至正交枝顶端；茎粗（SD，mm），用数字卡尺（MTX-316119，MTX品牌，中国上海制造）从基质水平测量；叶片数（NL），通过计数完全展开叶确定；地上部干质量（SDM）、根干质量（RDM）和总干质量（TDM）。这些测量中，植株部分分离，置于牛皮纸袋中，65 °C烘箱干燥72 h，称重，结果以克表示。地上部与根系间干生物量分配（SDM/RDM）和Dickson质量指数（DQI）通过公式计算。生理评估于上午在同一小叶上进行，具体在叶片中段。叶绿素'a'（ICLa）、'b'（ICLb）和总（ICLtotal）叶绿素指数以及'a'/'b'比值（ICLa/ICLb）用便携式Falker^? CFL 1030叶绿素仪在每试验小区四株植物上测量。初始（Fo）、最大（Fm）和可变（Fv）荧光；光化学与非光化学过程比值（Fv/Fo）；以及光系统II量子效率（Fv/Fm）用便携式Opti-Sciences^? OS-30P荧光仪（Opti-Sciences，美国新罕布什尔州Hudson制造）在每试验小区两株植物上测量，使用叶夹暗适应30 min后进行。气体交换参数包括叶片温度（T，°C）、气孔导度（Gs，mmol H₂O m^?2 s^?1）和气孔阻力（Rs，s mol^?1 H₂O m^?2）、内部CO₂浓度（Ci，μmol CO₂ mol^?1 air）、相对气孔限制（Ci/Ca）、净CO₂同化（A，μmol CO₂ m^?2 s^?1）、蒸腾（E，mmol H₂O m^?2 s^?1）、水分利用效率（WUE，μmol CO₂ mol^?1 H₂O）、内在水分利用效率（iWUE，μmol CO₂ mol^?1 H₂O）和羧化效率（CE，mol CO₂ m^?2 s^?1），用ADC BioScientific^? LCpro-SD便携式光合分析仪-IRGA（ADC BioScientific Ltd.，英国Hoddesdon制造）在每试验小区两株植物上于1500 μmol photons m^?2 s^?1辐射水平和400 μmol CO₂ mol^?1 air环境CO₂浓度下测定。统计分析：首先评价方差分析假设，即基于模型残差的正态性（Anderson–Darling，p ≤ 0.05）和方差齐性（Bartlett和Levene，p ≤ 0.05）。数据随后进行方差分析（ANOVA，p ≤ 0.05）以确定主效应和因子交互的显著性。对生物肥料来源均值进行对比（F检验，p ≤ 0.05），对浓度检验多项式回归拟合（p ≤ 0.10）；当来源效应或交互显著时对每个来源应用回归分析，当来源效应和交互均不显著时对跨来源均值应用回归分析。多变量分析通过主成分分析（PCA）和聚类分析（CA）基于处理得分进行。所有分析使用R^?软件4.4.0版（R Core Team 2024）进行。

研究结果：
2.1 生长响应：Spondias tuberosa砧木的株高生长仅受生物刺激素浓度影响（F = 3.33；p = 0.0216；CV = 6.60%），产品浓度每增加1 mL L^?1，估计增加1.47 cm。在无生物刺激素时，估计砧木高度为54.10 cm，在4.5 mL L^?1剂量下增至60.70 cm，增加12.2%。关于基质水平茎粗，观察到生物刺激素来源和浓度间的交互作用（F = 3.42；p = 0.0196；CV = 3.13%）。然而，仅在Bio II中观察到回归模型拟合，砧木直径从1.4 mL L^?1浓度开始增加，从6.86 mm增至4.5 mL L^?1浓度下的7.50 mm。相反，Bio I处理的砧木平均直径为7.09 mm，与Bio II获得的最大直径相比减少5.5%。株高生长与茎粗生长的关系仅受生物刺激素浓度影响（F = 4.76；p = 0.0043；CV = 6.04%），最低比值（7.61 cm mm^?1）估计于无生物刺激素施用处理，最高比值（8.53 cm mm^?1）见于4.5 mL L^?1浓度。砧木叶片数仅受生物刺激素来源影响（F = 4.59；p = 0.0434；CV = 7.83%），无回归模型拟合；最高均值为Bio II处理的23.3 ± 0.5片叶，最低均值为Bio I处理的22.0 ± 0.4片叶。
2.2 生物量积累和苗木质量：对于根干物质质量（F ≤ 2.04；p ≥ 0.1127；CV = 21.22%）、地上部干物质质量（F ≤ 2.48；p ≥ 0.0627；CV = 18.67%）、总干物质质量（F ≤ 2.27；p ≥ 0.0830；CV = 19.67%）以及地上部干物质质量与根干物质质量比值（F ≤ 1.48；p ≥ 0.2367；CV = 16.87%），未观察到来源和浓度交互或单独因子的显著效应，均值分别为13.25 ± 0.52 g、2.97 ± 0.10 g、16.22 ± 0.60 g和0.23 ± 0.04 g g^?1。然而，随着生物刺激素浓度从无施用的2.60 g增至4.5 mL L^?1的3.25 g，地上部干物质质量估计增加0.65 g，相当于25.0%增益，或生物刺激素浓度每增加一单位增加0.15 g（5.8%）。地上部干物质质量与根干物质质量比值也随生物刺激素浓度增加而增加，从无生物刺激素的0.21 g g^?1增至4.5 mL L^?1的0.24 g g^?1，增加14.3%。Dickson质量指数（DQI）受生物刺激素浓度影响（F = 2.91；p = 0.0365；CV = 18.72%）。然而，无法拟合足以描述变量随剂量行为的数学模型，均值为1.96 ± 0.08。总体而言，ANOVA（p ≤ 0.05）在某些情况下显示根干质量、总干质量和Dickson质量指数的显著效应。然而，无法拟合显著回归模型；因此，结果仅解释为离散显著差异而非对生物刺激素浓度的连续响应。
2.3 光合色素和叶绿素荧光：S. tuberosa砧木叶片叶绿素a（F ≤ 1.14；p ≥ 0.3677；CV = 3.94%）、叶绿素b（F ≤ 1.54；p ≥ 0.2271；CV = 15.53%）和总叶绿素（F ≤ 1.39；p ≥ 0.2656；CV = 5.87%）叶面指数以及叶绿素a/b比值（F ≤ 3.15；p ≥ 0.0899；CV = 15.82%）未受生物刺激素来源或浓度影响——单独或通过因子间交互——也未拟合回归模型。观察均值分别为叶绿素a 31.71 ± 0.20、叶绿素b 9.07 ± 0.24、总叶绿素40.77 ± 0.40和叶绿素a/b比值3.67 ± 0.10。类似地，叶绿素荧光变量包括初始荧光（Fo）（F ≤ 0.67；p ≥ 0.4228；CV = 18.52%）、最大荧光（Fm）（F ≤ 0.84；p ≥ 0.5347；CV = 32.47%）和可变荧光（Fv）（F ≤ 1.11；p ≥ 0.3838；CV = 42.55%）未受因子或交互影响，也未拟合回归模型。光化学与非光化学过程比值（Fv/Fo）（F ≤ 1.48；p ≥ 0.2360；CV = 31.75%）未检测到显著效应；然而，生物刺激素浓度增至1.9 mL L^?1时产生最高值（2.27），比对照增加23.4%，而在4.5 mL L^?1时降至1.57。光系统II量子效率（Fv/Fm）观察到类似模式；然而，因子或交互无显著效应（F ≤ 2.47；p ≥ 0.0639；CV = 9.88%），最高值（0.68）记录于生物刺激素浓度1.7 mL L^?1（比对照增加4.6%），而在4.5 mL L^?1时效率降至0.59。荧光变量显示二次趋势，最大值在中间剂量（1.7–1.9 mL L^?1）。然而，由于根据ANOVA总体效应不显著，这些趋势应仅视为描述性，缺乏处理效应的统计确认。
2.4 气体交换：S. tuberosa砧木叶片气体交换相关变量（叶片温度—T °C、气孔导度—Gs、气孔阻力—Rs、内部CO₂浓度—Ci、相对气孔限制—Ci/Ca、净CO₂同化—A、蒸腾—E、水分利用效率—WUE、瞬时羧化效率—CE和内在水分利用效率—iWUE）未受生物刺激素来源或浓度影响，单独或通过交互，也未拟合回归模型。S. tuberosa砧木以均值 ± 标准误表示，值为叶片温度37.35 ± 0.27 °C、气孔导度（Gs）0.06 ± 0.02 mmol H₂O m^?2 s^?1、气孔阻力（Rs）29.82 ± 3.30 s mol^?1 H₂O m^?2、内部CO₂浓度（Ci）155.90 ± 12.42 μmol CO₂ mol^?1 air、相对气孔限制（Ci/Ca）0.41 ± 0.03、净CO₂同化（A）7.03 ± 0.55 μmol CO₂ m^?2 s^?1、蒸腾（E）2.89 ± 0.31 mmol H₂O m^?2 s^?1、水分利用效率（WUE）3.36 ± 0.37 μmol CO₂ mol^?1 H₂O、瞬时羧化效率（CE）0.03 ± 0.01 mol CO₂ m^?2 s^?1和内在水分利用效率（iWUE）154.79 ± 15.61 μmol CO₂ mol^?1 H₂O。
2.5 多变量分析：为整合Spondias tuberosa砧木的形态生理属性，进行了主成分分析（PCA）和层次聚类分析。PCA将数据集变异性总结为四个主成分，共同解释总观察变异的77.57%。第一主成分（PC1）占总变异性的28.21%，显示生长属性与苗木气体交换相关变量之间的关联。对该成分贡献最大（特征向量² × 100）的为叶片温度（9.79%）、相对气孔限制（Ci/Ca，9.62%）、内部CO₂浓度（Ci；9.56%）、叶片数（6.72%）、株高（6.29%）、株高/茎粗比（6.22%）、蒸腾（5.79%）、气孔导度（5.34%）和水分利用效率（5.06%）。这些变量的分布表明水分状态和气体交换动态的变化与苗木营养生长密切相关。总体而言，较低叶片温度与较高Ci和Ci/Ca值以及增加的叶片产量和株高生长相关，突显了生理过程与植物发育之间的整合。第二主成分（PC2）解释总变异性的23.68%，主要由与苗木质量和生理性能相关的变量表征。最高贡献见于气孔阻力（10.07%）、Dickson质量指数（9.22%）、根干质量（8.11%）、总干质量（7.34%）、总叶片叶绿素指数（7.34%）、净CO₂同化（6.82%）、叶片叶绿素a（6.32%）和叶绿素b（6.31%）指数、内在水分利用效率（5.70%）和水分利用效率（5.42%）。这些结果表明，与根生物量积累、苗木形态质量和光合能力相关的属性在区分处理中起决定性作用，强化了在定义所生产植物质量时整合生长和生理的重要性。此外，观察到气孔阻力与净CO₂同化之间呈反比关系，反映了预期生理行为，即气孔阻力增加对碳进入叶片施加扩散限制，导致苗木光合速率降低。值得注意的是，生理最大根生物量的解释应视为推测性的，需要通过进一步实验验证。本研究中观察到的Fv/Fm值保持在S. tuberosa的最佳范围内，与该物种已发表数据一致，并强化了不同生物刺激素剂量下光合装置的稳定性。此外，Bio I（生长调节剂）和Bio II（生长调节剂结合海藻提取物、氨基酸和甜菜碱）之间的成分差异可能有利于结构生长和生物量积累方面更明显的响应。第三主成分（PC3）占总变异性的14.36%，与叶绿素荧光的光化学参数强烈相关。最具代表性的变量为光系统II最大量子效率Fv/Fm（15.50%）、可变荧光Fv（14.98%）、光化学与非光化学过程比值Fv/Fo（13.63%）、最大荧光Fm（12.96%）、叶片叶绿素a/b指数比（6.83%）和叶片叶绿素b指数（6.57%）。PC3主要与叶绿素荧光变量相关。此外，观察到光化学性能与叶绿素b指数之间的反比关系，表明更大的光能利用独立于该色素浓度的显著增加。第四主成分（PC4）占总方差的11.32%，突出营养活力，强调生物量分配和向植物地上结构的分配。对该成分贡献最大的为地上部干质量（18.40%）、地上部与根干质量比（11.55%）、总干质量（8.86%）和茎粗（8.61%）。这些形态性状的聚类表明，茎粗生长较大的苗木也积累更多总干质量。此外，该成分突出碳分配策略，其中生物量增益强烈指向地上部扩展，解释了地上部与根比值（SDM/RDM）的 concomitant增加，反映了结构稳健性和分配光合同化物以支持苗木发育的策略。基于主成分得分的聚类分析形成三个不同处理组。第一组包括Bio II在1.5、2.5和4.5 mL L^?1浓度下的处理以及Bio I在1.5和2.5 mL L^?1下的处理，以及对照处理（无生物刺激素），表明这些响应曲线间高度相似。第二组由Bio II 0.5 mL/L剂量和Bio I 0.5、3.5和4.5 mL L^?1剂量组成。第三组仅由Bio II 3.5 mL L^?1剂量处理形成，展示与其他处理相比独特的形态生理行为。这种分离确认了生物刺激素整体改变植物生长和生理属性的能力，突显了产品成分和施用浓度对植物整体响应的影响。

讨论部分总结：3.1 生物刺激素对Spondias tuberosa砧木生长和品质的影响：S. tuberosa苗木生长受生物刺激素施用的积极影响，展示了该物种在幼年期对外源激素调节的有利响应。这一结果对umbu树生产链尤为重要，因为初期生长缓慢是苗木生产、砧木开发和商业栽培扩展的主要限制。在此背景下，使用生物刺激素代表减少苗木在苗圃时间和加速初期植株建立的有前景策略，从而有助于驯化和商业规模栽培努力。观察到的生长效应可归因于配方中植物调节剂的整合作用，特别是生长素、赤霉素和细胞分裂素，它们互补地调节细胞分裂、细胞扩展、形成层活动、维管分化和营养器官发育。除对生长的直接效应外，近期研究表明生物刺激素可增加养分利用效率、刺激代谢活动并加强源–库关系，从而促进光合同化物更大程度转化为结构生物量。因此，观察到的高度、茎粗和叶片数增加不仅反映直接激素刺激，还反映与植物生长相关的生理过程优化。观察到的生物测量响应进一步表明与hormesis（毒物兴奋效应）现象一致的行为，特征为低或中等剂量下生理刺激和高浓度下响应降低。这种模式经常报道于含植物调节剂、氨基酸和海藻提取物的生物刺激素，其中过量剂量可导致受体饱和、激素信号通路间竞争或代谢失衡，能够限制最初观察到的益处。此外，Rouphael和Colla强调这些产品的功效不仅取决于施用剂量，还取决于配方成分、生物活性化合物的稳定性以及植物吸收和转运能力，这些因素可能解释所评价生物刺激素间的性能差异。株高–茎粗比（H/SD）也与生物刺激素施用正相关。该指数广泛用作苗木形态质量指标，因为它表达纵向生长与结构稳健性之间的平衡，这些特征直接与移植后存活和性能相关。该参数的改善表明生物刺激素促进更平衡的生长，避免过度伸长和受限营养发育。该响应可通过细胞分裂素、生长素和赤霉素对细胞伸长和茎增粗的协调作用解释，以及配方中生物活性化合物促进分生组织活动和叶片扩展的刺激。关于生物量积累，本研究中观察到的根干质量值大于Hafle等报道的1.40至4.41 g plant^?1，并超过Cruz等获得的大部分值（根据评价的基质组成，范围为1.17至6.72 g plant^?1）。这些结果证明在采用实验条件下生产的苗木具有高根系发育能力，这对半干旱环境栽培物种尤为重要，其中有效土壤探索是初期植株建立的重要机制。观察到的显著根系发育可能与非生物刺激素相关的有利生长条件和基质充足养分供应有关，这些因素在早期发育阶段促进碳优先分配至根系。在此阶段，根系扩展代表增加水分和养分吸收能力的战略投资，这是幼株经常优先的过程。因此，根和总生物量对生物刺激素缺乏显著响应表明，在评价的实验条件下根系生长潜力已接近其生理最大值，从而限制植物调节剂诱导的任何额外效应的幅度。另一方面，地上部干生物量和地上部与根比值的逐渐增加表明植物器官间碳分配模式的变化。根据Calvo等，生物刺激素可通过增加代谢库强度起作用，有利于同化物向活跃生长组织方向。因此，即使不促进总生物量显著增加，这些产品也可改变资源内部分配，刺激营养生长和地上部生物量积累。该机制与生物刺激素主要作用于光合同化物利用和分配效率而非必然作用于植物总碳生产的假设一致。Dickson质量指数强化了这一解释。从Cruz等结果估计的值范围为0.51–2.43，而Hafle等的数据产生估计值0.51至1.81之间。相比之下，本研究获得的均值（1.96）超过文献中报道的苗圃生长S. tuberosa苗木的大部分结果；比Hafle等估计的最大值高约35%，接近Cruz等报道的最高指数。鉴于这些结果在不改变基质组成的情况下获得，数据表明生物刺激素施用有助于改善苗木形态生理质量，独立于根际环境改变。3.2 Spondias tuberosa苗木对生物刺激素施用的光合和生理响应：叶片叶绿素水平保持在Cavalcante等先前报道的S. tuberosa范围内，表明生物刺激素施用未引起光合色素生物合成或稳定性的显著变化。该模式表明，在适应半干旱环境的木本物种中，叶绿素含量倾向于更受营养状态和栽培条件影响而非单独施用植物生长调节剂或生物活性化合物。色素稳定性也证明处理未诱导能够损害植物捕获和利用光能能力的生理失衡。类似地，叶绿素荧光变量（Fo、Fm、Fv、Fv/Fo和Fv/Fm）在处理间保持稳定，证明生物刺激素未显著改变光系统II（PSII）的光化学功能。尽管平均Fv/Fm值（0.65）低于非胁迫叶片报道的经典范围（0.78–0.84），但生长、生物量生产和气体交换无 concomitant变化表明该响应不与严重光抑制损伤相关。评价期间，大棚内记录的高空气和叶片温度可能有助于PSII最大光化学效率的适度降低，因为高热负荷条件可诱导能量耗散机制和光保护调整而不一定损害碳同化和植物生长。尽管低于非胁迫叶片报道的经典值，Fv/Fm值在所有处理间一致，且不伴随生长、生物量或净碳同化降低。该行为表明观察到的响应可能反映所有评价植物共同的环境条件，与大棚内记录的高温相关，而非生物刺激素施用产生的特定效应。气体交换变量在处理间也保持稳定，表明生物刺激素未显著改变光合的扩散和生化组分。这些结果表明生长和品质响应可能与同化物分配和源–库动态调整相关。最重要的发现是观察到的生长、地上部生物量和苗木质量增加在没有气孔导度、蒸腾、内部CO₂浓度或净碳同化变化的情况下发生。这些结果表明生长和品质响应可能与同化物分配和源–库动态调整相关而非瞬时光合增加。根据Rouphael和Colla，生物刺激素可通过激素调节、改善养分利用效率、加强源–库关系和优化参与同化碳利用的代谢过程起作用。在这些条件下，相同光合速率可支持更大生物量生产，因为同化物转化为营养结构的效率增加。这种生长与瞬时光合的解耦已被认为是与生物刺激素使用相关的最常见响应之一。在这些条件下，生长增益不一定源于更高碳同化速率，而是源于利用植物已产生同化物的更大代谢效率。因此，给定光合速率可支持增加的营养生长、更大生物量积累和改善的苗木质量，证明生物刺激素可能主要作用于与碳分配、分生组织活动和结构发育相关的光合后过程。此外，生物刺激素中存在的生物活性化合物可刺激分生组织活动并增加生长组织的库强度，有利于资源分配至叶片、茎和其他代谢活跃器官。该机制可解释本研究中观察到的生长和苗木质量增加，即使瞬时光合变量无显著变化。结果强调区分统计显著效应和描述性趋势的重要性。根生物量、总生物量和Dickson质量指数的增加通过ANOVA（p ≤ 0.05）检测但未得到回归模型支持。相反，荧光变量中观察到的二次模式（峰值在中间剂量1.7–1.9 mL L^?1）应仅解释为潜在生理趋势，缺乏统计验证。这种区分防止过度解释并赋予结论更大科学一致性。此外，内部CO₂浓度、相对气孔限制、内在水分利用效率和瞬时羧化效率的稳定性表明碳同化限制主要取决于大棚环境条件和物种生态生理特性而非施用生物刺激素剂量。近期综述表明这些投入的益处经常与维持光化学完整性、代谢平衡和更大资源利用效率相关，反映在增加活力和生物量积累而无瞬时气体交换变量的一致变化。这些结果表明S. tuberosa苗木生长和品质可能与同化物分配和生长组织库强度增加相关机制有关，而无瞬时光合变量显著变化。根生物量、总生物量和Dickson质量指数的增加经ANOVA确认但未得到回归模型支持，而荧光变量的二次模式应仅解释为潜在生理趋势。内部CO₂浓度和水分利用效率的稳定性表明碳同化限制主要源于环境条件和物种生态生理。这些发现与近期研究一致，显示在补充光照下番茄苗木、用Ascophyllum nodosum提取物处理的番木瓜植株、用硅处理的盐胁迫下小麦、用矿质生物刺激素处理的草类和用生物活性提取物刺激的微藻中生长增益而无光合直接增加。从应用角度看，在半干旱地区生产系统中，生产具有增强生长和品质的苗木而不增加蒸腾或降低光化学效率是重要的。在这些条件下，维持生理稳定性同时增加生长是可取的，因为它允许在苗圃阶段生产更健壮苗木而不成比例增加水分需求。3.3 生物刺激素施用的整合生长和生理响应：主成分分析（PCA）揭示叶片温度在组织苗木生理和生物测量响应中起核心作用，作为生长、气体交换和光化学活动间的整合变量。观察到的叶片温度、碳同化和生物测量变量间关联表明苗木生理变异的主轴与其在高热负荷条件下维持生长的能力相关。该模式证明植物性能源于能量平衡、光合功能和同化物利用间协调相互作用，反映物种对大棚环境生理驯化的高能力。变量在主成分间的分布证明生物刺激素引发的响应并非孤立发生，而涉及连接生长、光合代谢和生理效率的整合机制。根据Rouphael和Colla，生物刺激素经常同时作用于多个代谢通路，促进与养分利用效率、激素调节、氧化还原平衡和更有效能量资源利用相关的系统响应。在此背景下，主成分分析强化了单变量分析的解释，表明观察到的生长增加不仅取决于气体交换变化，还取决于与代谢效率和同化物分配相关的更广泛生理调整。聚类分析通过突出对生物刺激素响应的不同功能策略补充了这一解释。所得组呈现不同水平的生理可塑性和代谢重组，反映苗木对配方中生物活性化合物不同响应的能力。在生态生理研究中，该模式经常解释为物种内在特征与处理诱导刺激间相互作用的结果，导致生长、生理维持和资源利用效率的不同组合。第一组显示与生理维持和光化学效率相关变量的更强关联，表征更保守策略，其中可用资源主要分配至保持代谢功能。相反，第二组展示生长、气体交换和叶绿素荧光间更好平衡，表明更大生理可塑性和碳获取与营养发育间改善整合。该行为表明更有效利用可用生理资源，使生长而无与蒸腾和光合代谢相关成本的显著增加。第三组主要与最高剂量和Bio II引发的响应相关，显示与结构生长和生物量积累相关变量的更大接近。该模式表明对生物刺激素的增强生理响应性，可能源于植物调节剂、氨基酸和其他能够刺激分生组织活动并增加生长组织库强度的生物活性化合物的联合作用。该组独特的多变量分离强化了最佳生理响应范围的假设，这与Calabrese和Blain描述的hormesis概念一致，其中代谢刺激有利于同化物向生长分配而不损害光化学稳定性或气体交换。这些结果表明生长和品质响应可能与同化物分配和源–库动态调整相关而非瞬时光合增加。该机制有助于解释4.5 mL L^?1剂量（最大化形态生长）和中间剂量（1.7–1.9 mL L^?1，有利于光化学性能）间观察到的差异。因此，结果表明改善光合同化物利用和分配可能有助于观察到的响应，调节结构生长和生理调整间平衡而无瞬时气体交换变量显著改变。生长响应和光化学响应间的这种区分也由多变量分析突出，使处理与评价的形态生理变量集间关系整合成为可能。多变量分析（PCA和层次聚类）揭示三个不同簇的形成，反映处理与评价变量间不同关联模式。在簇1中，对照植物和较低剂量处理植物分组，与较低生长和生物量值相关。簇2与叶绿素荧光变量更密切 related，而簇3（主要由相对高剂量Bio II处理组成）与茎粗、生物量和Dickson质量指数相对高值相关。因此，处理在多变量空间中的排列强化了不同响应模式的存在，其中生长和生物量增加不一定与光化学变量变化平行发生。然而，这些解释应视为探索性的，代表多变量空间中观察到的关联而非处理与分析变量间直接因果关系。整合这些模式允许更广泛解释植物响应，因为簇的分离突出不同组分对苗木性能的组合贡献。总之，主成分和聚类分析结果表明S. tuberosa对生物刺激素的响应涉及生理驯化的各种组分，其中生长、热调节、光化学活动和同化物利用以整合方式起作用。该多变量方法拓宽了对生物刺激素作用相关机制的理解，证明其效应可超越孤立生长或光合响应，与有助于苗圃建立期间整体苗木效率的系统生理调整相关。因此，这些结果强化了生物刺激素作为优化具有优良形态生理质量S. tuberosa苗木生产的技术工具的潜力。尽管获得的结果有前景，未来研究应评价苗圃中观察到的生理差异是否转化为移植后农艺优势。涉及田间存活、早期生长、根系发育、嫁接兼容性和对水分胁迫条件响应的评估可有助于验证观察到的益处并拓宽对半干旱地区原生果树物种使用生物刺激素相关生理机制的理解。
研究结论翻译：叶面喷施生物刺激素（Bio I和Bio II）促进Spondias tuberosa营养生长和苗木质量增加，突显其生产用于果园建立和砧木生产苗木的潜力。增加生物刺激素剂量促进株高生长、地上部生物量积累和Dickson质量指数改善，在所评价浓度范围内，株高和特定生物测量性状的最高响应记录于4.5 mL L^?1。气体交换未显著改变，表明生理稳定性。中间剂量（1.7–1.9 mL L^?1）倾向于提高Fv/Fo和Fv/Fm值；然而，未检测到显著处理效应。这些响应可能表明光合装置调整，尽管本研究中未直接评价该机制。多变量分析揭示S. tuberosa生长特征、光化学活动和叶片温度间关联，突出叶片温度作为整合所评价生理装置响应的重要变量。结果表明生物刺激素施用是加速Spondias tuberosa苗木生产的有前景策略，有助于开发更高质量砧木、建立商业果园以及推进这一巴西Caatinga重要原生植物驯化和增值计划。尽管评价的生理指标无显著差异，株高和生物量增加表明生物刺激素主要作用于同化碳分配，优先生长同时维持苗木生理稳定性。这种稳定性表明产品促进生长而不显著改变基本生理过程，这对健壮砧木是可取的。未来研究应调查这些效应移植后的持久性，以及它们对建立、田间早期生长和遭受水分胁迫条件苗木性能的影响，从而拓宽对半干旱地区适应果树物种使用生物刺激素相关生理机制的理解。