魏鑫 魏永祥 王興東 劉成 張舵 蔣明三
摘要:【目的】分析遮陰處理對北高叢越橘生長及其保護酶活性的影響,為生產(chǎn)上合理采用遮陰技術促進花芽形成、提高產(chǎn)量提供參考依據(jù)?!痉椒ā坷檬惺?0%遮陽網(wǎng)(透光率30%)對北高叢越橘品種斯巴坦、澤西和伯克利進行遮陰處理,以自然光照為對照(CK),測定其1年生枝條的長度和粗度、花芽數(shù)/枝、花芽橫徑和縱徑,同時測定葉片過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)、多酚氧化酶(PPO)和抗壞血酸氧化酶(ASP)活性。【結果】斯巴坦、澤西和伯克利3個越橘品種遮陰30 d后,花芽橫徑和縱徑分別比對應的CK粗14.73%、25.42%、33.20%和38.34%、37.72%、44.94%,POD和PPO活性分別比CK提高53.23%、43.02%、44.88%和64.00%、33.33%、116.22%,且均極顯著高于CK(P<0.01,下同);斯巴坦和伯克利的花芽數(shù)/枝分別比CK多26.77%和42.13%,差異極顯著;澤西的花芽數(shù)/枝及CAT活性分別比CK提高23.60%和22.94%,差異顯著(P<0.05,下同);伯克利的ASP活性比CK提高33.33%,差異顯著;3個越橘品種1年生枝條的長度和粗度與CK差異不顯著(P>0.05)。【結論】在遼東半島進行北高叢越橘日光溫室栽培時于9月下旬利用70%遮陽網(wǎng)遮陰30 d,可有效提高花芽形成數(shù)量和質(zhì)量。
關鍵詞: 越橘;溫室栽培;適度遮陰;保護酶活性;花芽數(shù)量
中圖分類號: S663.9 文獻標志碼:A 文章編號:2095-1191(2016)06-0970-05
0 引言
【研究意義】越橘(Blueberry)又稱藍莓,屬杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium spp.)多年生落葉或常綠灌木。越橘的光飽和點在720~900 μmol/m2·s,適度遮陰有助于其果實重量及大小增加,提高產(chǎn)量,同時果實外觀得到明顯改善(董麗華,2006)。截至2015年,我國露地栽培越橘面積約31210 ha,日光溫室栽培面積約560 ha,冷棚栽培面積1165 ha(李亞東,2015)。適宜的光照強度可提高植物過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)等抗氧化酶活性,有利于花芽分化(曾驤,1992;程華等,2013),對一些耐蔭植物的產(chǎn)量具有促進作用(王紹輝等,1998)。設施栽培可解決越橘越冬防寒問題,使其果實提早成熟,填補3~5月越橘果實市場空白,顯著提高經(jīng)濟效益(魏鑫等,2015)。但越橘設施栽培中通常由于光照不足致使花芽分化不良造成減產(chǎn),制約了越橘產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此,分析遮陰處理對越橘生長發(fā)育及其保護酶活性的影響,有助于加快耐弱光越橘品種選育進程和優(yōu)化其設施栽培技術,對提高越橘種植效益和促進越橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義?!厩叭搜芯窟M展】遮陰對多種樹種生長、果實品質(zhì)的影響已有研究報道(楊俊霞等,2005;張軍等,2011;莫偉平等,2013;郝建博等,2014;錢萍仙等,2015;王海英等,2015),但針對越橘生長影響方面的研究較少。周政華等(2007)研究發(fā)現(xiàn),利用遮陽網(wǎng)覆蓋大五星枇杷樹冠可有效促使其結果母枝進行花芽分化。何科佳等(2007)、張軍等(2011)研究認為,適時進行75%遮陰有利于樹體花芽形成。孫山等(2007)、賈曉鷹等(2012)研究認為,越橘具備耐蔭樹種的特征,在針葉林或針、闊混交林下均可正常生長。董麗華等(2009)對半高叢越橘品種北陸進行遮陰處理,發(fā)現(xiàn)隨著光照強度的減弱,越橘葉片的總葉綠素含量、葉面積及柵/海值逐漸增加,葉綠素a/b值和比葉重減少;在全光照和半遮陰處理下,凈光合速率(Pn)日變化為雙峰曲線,具有光合午休現(xiàn)象?!颈狙芯壳腥朦c】適度遮陰已成為調(diào)控果樹生長發(fā)育的重要手段,但目前有關遮陰處理對北高叢越橘生長及其保護酶活性影響的研究未見報道。【擬解決的關鍵問題】分析市售70%遮陽網(wǎng)遮陰對北高叢越橘生長及其保護酶活性的影響,以期利用遮陰措施調(diào)控越橘生長發(fā)育,為生產(chǎn)上合理采用遮陰技術促進越橘生長、花芽形成提供參考依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 試驗材料
供試品種為北高叢越橘品種斯巴坦、澤西和伯克利,均為5年生樹,定植于遼寧省果樹科學研究所越橘日光溫室中,生長勢良好,均勻一致,常規(guī)管理。70%遮陽網(wǎng)購自當?shù)厥袌觥?/p>
1. 2 試驗方法
1. 2. 1 試驗設計 參照何科佳等(2007)、張軍等(2011)的方法,設不遮陰(CK)和遮陰(日光溫室棚架上覆蓋70%遮陽網(wǎng),即自然透光30%)兩種處理。遮陰時間為2013年9月23日~10月22日。每處理15株樹,3次重復。2013年10月23日測定各項指標。
1. 2. 2 測定項目及方法 選擇樹冠外圍中上部不同方位已停止生長的1年生枝條,測定長度、粗度(距分枝處2 cm)、花芽數(shù)/枝,每株測10條枝條,3次重復。同時觀測1年生枝條上花芽橫徑及縱徑,每株觀測10個花芽,3次重復。每株選擇1年生枝條4~7節(jié)上的成熟葉片20片,用冰盒帶回實驗室保存在4 ℃冰箱中用于測定葉片中POD、CAT、PPO(多酚氧化酶)和ASP(抗壞血酸氧化酶)活性,3次重復。CAT活性采用碘量法進行測定,PPO活性采用分光光度法進行測定,ASP活性采用滴定法進行測定(郝建軍和劉延吉,2001),POD活性采用愈創(chuàng)木酚法進行測定(曹健康等,2007)。
1. 3 統(tǒng)計分析
試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003進行統(tǒng)計及制作圖表,應用DPS 7.05進行差異顯著性分析。
2 結果與分析
2. 1 遮陰對越橘枝條生長及花芽形成的影響
由表1可知,遮陰70%處理的斯巴坦、澤西和伯克利1年生枝條長度及粗度與對應的CK相比均有所增加,但差異不顯著(P>0.05,下同);花芽數(shù)/枝分別為5.37、7.70和5.87個,分別比對應的CK多26.77%、23.60%和42.13%,其中斯巴坦和伯克利的花芽數(shù)/枝極顯著多于對應的CK(P<0.01,下同),澤西顯著多于對應的CK(P<0.05,下同),說明遮陰處理對3個越橘品種的花芽數(shù)/枝均有顯著促進作用;花芽橫徑分別為2.86、2.96和3.33 mm,分別比對應的CK粗14.73%、25.42%和33.20%,差異極顯著;花芽縱徑分別為5.88、5.69和5.87 mm,分別比對應的CK粗38.34%、37.72%和44.94%,差異極顯著,說明在越橘品種花芽形成前進行70%遮陰對其花芽形成數(shù)量及質(zhì)量有顯著的促進作用。
2. 2 遮陰對越橘葉片保護酶活性的影響
由圖1可以看出,遮陰處理斯巴坦、澤西和伯克利的葉片POD、CAT、PPO和ASP活性與對應的CK相比均有所提高,其中,POD活性分別比對應的CK提高53.23%、43.02%和44.88%,差異極顯著(圖1-A);CAT活性分別比對應的CK提高7.22%、22.94%和15.51%,但僅澤西的CAT活性顯著高于對應的CK,斯巴坦和伯克利的CAT活性與對應的CK差異不顯著(圖1-B);PPO活性分別比對應的CK提高64.00%、33.33%和116.22%,差異極顯著(圖1-C);ASP活性分別比對應的CK提高19.28%、16.67%和33.33%,但僅伯克利的ASP活性與對應的CK差異顯著,斯巴坦和澤西的ASP活性與對應的CK差異不顯著(圖1-D)。
3 討論
遮陰對植物生長影響的機理較復雜,且不同植物對光照條件的適應性不同。董麗華(2006)的研究結果顯示,對越橘品種北陸和藍豐適度遮陰可增加其枝條上的花芽數(shù)量,增加果實重量、大小及產(chǎn)量,本研究結果與其相似,遮陰處理(70%遮陽網(wǎng)覆蓋)30 d可有效提高北高叢越橘品種斯巴坦、澤西和伯克利的花芽數(shù)/枝,并促進花芽膨大,顯著提高花芽質(zhì)量,對花芽形成具有促進作用,其原因可能是適當遮陰可削弱強光輻射、降溫和增濕,從而改變了植株冠幕微環(huán)境,緩解高溫、強光及低濕環(huán)境的脅迫,提高光合效率,增加碳水化合物的積累,進而促進花芽形成(何科佳等,2007;金鑫等,2009;張軍等,2011)。
酶是植物生理代謝反應的催化劑,遮陰后植物體內(nèi)保護酶活性升高,可降低超氧陰離子產(chǎn)生速率,提高葉片光合作用(李秉真等,2001;勒丹丹,2008;梁艷萍等,2011;楊冠松等,2014)。POD和PPO可通過木質(zhì)素積累及氧化分解生長素來調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的木質(zhì)素及生長素含量,促進植株完成由營養(yǎng)生長到生殖生長的轉變,有利于花芽分化的進行。于明革等(2003)、周厚高等(2003)、李倩(2009)研究認為,POD、PPO和ASP在植物呼吸系統(tǒng)中活性強則植物的呼吸代謝旺盛,可為花芽分化和開花供給充足的營養(yǎng)物質(zhì)和結構物質(zhì)。本研究結果與上述研究結果一致,遮陰處理可極顯著提高3個越橘品種葉片的POD和PPO活性,顯著提高澤西葉片CAT活性和伯克利葉片ASP活性。因此推測,遮陰處理后3個越橘品種花芽形成數(shù)量顯著增多及膨大效果顯著,其原因是酶活性的升高一方面促進植株由營養(yǎng)生長向生殖生長轉變,另一方面維持活性氧代謝的平衡,防止活性氧對細胞膜系統(tǒng)和葉綠素結構的破壞,保證細胞正常的生理代謝,緩解弱光對光合作用的不利影響,從而促進花芽分化的有序進行。
遮陰對植物生長發(fā)育的影響與其對樹體微環(huán)境的改善及生理活動的影響有密切關系(何科佳,2006)。陳麗飛(2007)在對大花萱草進行遮陰試驗時發(fā)現(xiàn),在試驗材料生長的土壤條件基本一致的情況下,遮陰梯度引起的環(huán)境條件差異是影響植物生長的首要條件。另外,植物的莖、葉、花及根系等外觀形態(tài)特征對遮陰的響應十分敏感,植物的耐蔭性和遮陰處理的時間可影響植物葉面積指數(shù)、分枝數(shù)、凈光合速率等,進而影響植株的生長發(fā)育(江明艷,2004;居萍和朱蓉鈺,2015)。本研究參考何科佳等(2007)、張軍等(2011)的方法,僅利用市售70%遮陽網(wǎng)(30%透光)進行遮陰處理開展對北高叢越橘生長及保護酶活性影響的研究探討,因此,在今后進行遮陰處理對越橘生長和花芽分化影響的研究中應考慮遮陰強度、時期和長度等指標,以篩選出最適宜的遮陰條件。此外,遮陰雖是一項簡單易行的栽培措施,但在具體操作過程中必須根據(jù)當?shù)貧夂驐l件和品種特性進行合理、適度遮陰,才能更有效促進樹體生長和花芽分化。
4 結論
在遼東半島進行北高叢越橘日光溫室栽培時于9月下旬采用70%遮陽網(wǎng)遮陰30 d,可有效提高花芽形成數(shù)量和質(zhì)量。
參考文獻:
曹健康,姜微波,趙玉梅. 2007. 果蔬采后生理生化實驗指導[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社.
Cao J K,Jiang W B,Zhao Y M. 2007. Experiment Guidance of Postharvest Physiolgy and Biochemistry of Fruits and Ve-
getables[M]. Beijing:China Light Industry Press.
陳麗飛. 2007. 遮陰及干旱脅迫對大花萱草生理特性的影響[D]. 長春:吉林農(nóng)業(yè)大學.
Chen L F. 2007. The effect of shading and waters tress on physiology characteristic of Hemerocallis middendorffii[D]. Chang-
chun:Jilin Agricultural University.
程華,李琳玲,王少斌,許鋒,王燕,程水源. 2013. 羅田“八月紅”板栗花芽分化與相關酶活性的變化[J]. 北方園藝,(20):6-9.
Cheng H,Li L L,Wang S B,Xu F,Wang Y,Cheng S Y. 2013. The relationship between flower bud differentiation and the changes of metabolism-related enzyme activity in ‘Bayuehong[J]. Northern Horticulture,(20):6-9.
董麗華. 2006. 遮陰對越橘生長結果的影響及其生理機制[D]. 長春:吉林農(nóng)業(yè)大學.
Dong L H. 2006. Effect of shading on the growth and fruiting of blueberry and its biological mechanics[D]. Changchun:Jilin Agricultural University.
董麗華,張春雨,李亞東,劉海廣,吳林,張志東. 2009. 遮陰對半高叢越橘光合特性的影響[J]. 東北農(nóng)業(yè)大學學報,40(3):27-30.
Dong L H,Zhang C Y,Li Y D,Liu H G,Wu L,Zhang Z D. 2009. Effects of shading on photosynthetic characteristics of half-highbush blueberry Northland[J]. Journal of Northeast Agricultural University,40(3):27-30.
郝建博,陳海江,曹洪波,董新甜,賈浩. 2014. 遮陰對燕紅桃光合作用及果實品質(zhì)的影響[J]. 河南農(nóng)業(yè)科學,43(9):116-120.
Hao J B,Chen H J,Cao H B,Dong X T,Jia H. 2014. Effects of shading on photosynthesis and fruit quality of peach[J]. Journal of Henan Agricultural Sciences,43(9):116-120.
郝建軍,劉延吉. 2001. 植物生理學實驗技術[M]. 沈陽:遼寧科學技術出版社.
Hao J J,Liu Y J. 2001. The Experimental Technology of Plant Physiology[M]. Shenyang:Liaoning Science and Technology Publishing House.
何科佳. 2006. 夏季遮陰影響獼猴桃生長發(fā)育的研究[D]. 長沙:湖南農(nóng)業(yè)大學.
He K J. 2006. Effects of overhead shading on growth,development of kiwifruit in summer[D]. Changsha:Hunan Agricultural University.
何科佳,王中炎,王仁才. 2007. 夏季遮陰對獼猴桃生長發(fā)育的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學,(1):41-43.
He K J,Wang Z Y,Wang R C. 2007. Effects of overhead shading in summer on growth and development of kiwifruit[J]. Hunan Agricultural Sciences,(1):41-43.
賈曉鷹,呂國華,邵麗萍,權俊萍,孟娉. 2012. 不同藍莓品種光合特性的比較[J]. 石河子大學學報(自然科學版),30(4):439-443.
Jia X Y,Lü G H,Shao L P,Quan J P,Meng P. 2012. Comparative study of photosynthetic characteristics of different blueberry cultivar[J]. Journal of Shihezi University (Natural Scien-
ce),30(4):439-443.
江明艷. 2004. 遮陰和光質(zhì)對一品紅生長發(fā)育的影響研究[D]. 成都:四川農(nóng)業(yè)大學.
Jiang M Y. 2004. Study on the effects of shadeand light quality on the growth and development of Euphorbia pulcherrima[D]. Chengdu:Sichuan Agricultural University.
金鑫,胡萬良,丁磊,亢新剛,趙浩彥. 2009. 遮陰對紅松幼苗生長及光合特性的影響[J]. 東北林業(yè)大學學報,37(9):12-13.
Jin X,Hu W L,Ding L,Kang X G,Zhao H Y. 2009. Effect of shading on the growth and photosynthetic characteristics of Pinus koraiensis[J]. Journal of Northeast Forestry University,37(9):12-13.
居萍,朱蓉鈺. 2015. 不同光照強度對郁金香生長與開花的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)學報,27(12):33-36.
Ju P,Zhu R Y. 2015. Influence of different light intensities on growth and flowering of tulips(Tulipa gesneriana)[J]. Acta Agriculturae Jiangxi,27(12):33-36.
勒丹丹. 2008. 碗蓮花芽分化形態(tài)發(fā)育以及相應時期生理生化的動態(tài)研究[D]. 鄭州:河南農(nóng)業(yè)大學.
Le D D. 2008. Studies on the morphological development and the physiological changes during flower bud differentiation processes in Nelumbo nucifera[D]. Zhengzhou:Henan Agricultural University.
李秉真,李雄,孫慶林,張建華,馬青枝. 2001. 蘋果梨花芽分化期幾種酶活性的變化[J]. 園藝學報,28(2):159-160.
Li B Z,Li X,Sun Q L,Zhang J H,Ma Q Z. 2001. The changes of enzymes activity during the flower bud differentiation of ‘Pingguoli[J]. Acta Horticulturae Sinica,28(2):159-160.
李倩. 2009. 高山杜鵑花芽分化及生理生化特性的研究[D]. 保定:河北農(nóng)業(yè)大學.
Li Q. 2009. Study on flower bud differentiation and physiological and biochemical characteristics of Rhododendron hybrides[D]. Baoding:Agricultural University of Hebei.
李亞東. 2015. 中國藍莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展:歷史、現(xiàn)狀與問題和未來[R/OL]. [2015-07-01]. http://blueberrysci.com.
Li Y D. 2015. Development of blueberry industry in China: history, present status, existing problems and future[R/OL]. [2015-07-01]. http://blueberrysci.com.
梁艷萍,牟紅梅,王晶晶,劉國杰,賽買提·玉素甫. 2011. 不同光強下DA-6對草莓光合作用及抗氧化酶活性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學學報,16(5):71-76.
Liang Y P,Mu H M,Wang J J,Liu G J,Saimaiti·Yusufu. 2011. Effects of DA-6 on leaf photosynthesis and antioxidant enzyme activities of strawberry under different light intensities[J]. Journal of China Agricultural University,16(5):71-76.
莫偉平,周琳耀,張靜逸,黃俊波,貝學文,付欣雨,王惠聰,黃旭明. 2013. 遮陰和環(huán)剝對荔枝枝梢生長和光合生理的影響[J]. 園藝學報,40(1):117-124.
Mo W P,Zhou L Y,Zhang J Y,Huang J B,Bei X W,F(xiàn)u X Y,Wang H C,Huang X M. 2013. Effects of shading and girdling on shoot growth and photosynthesis in litchi[J]. Acta Horticulturae Sinica,40(1):117-124.
錢萍仙,李學孚,吳月燕,饒慧云,劉蓉,李美芹,付濤. 2015. 遮陰對樟葉槭容器苗生長和生理特性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學報,31(3):667-672.
Qian P X,Li X F,Wu Y Y,Rao H Y,Liu R,Li M Q,F(xiàn)u T. 2015. Influence of shading on growth and physiological characteristics of con-tainer seedlings of Acer cinnamomifolium[J]. Jiangsu Journal of Agricultural Sciences,31(3):667-672.
孫山,李鵬民,劉慶忠,高輝遠. 2007. 高灌藍莓光合作用對若干環(huán)境因子的響應[J]. 園藝學報,34(1):67-70.
Sun S,Li P M,Liu Q Z,Gao H Y. 2007. Response of photosynthesis to some environmental factors of high-bush blueberry cultivars[J]. Acta Horticulturae Sinica,34(1):67-70.
王海英,馬小軍,莫長明,趙歡,涂冬萍,白隆華,馮世鑫. 2015. 羅漢果果肉中糖類物質(zhì)組成與含量分析[J]. 廣西植物,35(6):774-781.
Wang H Y,Ma X J,Mo C M,Zhao H,Tu D P,Bai L H,F(xiàn)eng S X. 2015. Determination of sugar components and contents in fruit flesh of Siraitia grosvenorii[J]. Guihaia,35(6):774-781.
王紹輝,郝翠玲,張振賢. 1998. 植物遮陰效應的研究與進展[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學學報,29(l):130-133.
Wang S H,Hao C L,Zhang Z X. 1998. The study advance in the shade effect of plant[J]. Journal of Shandong Agricultural University,29(l):130-133.
魏鑫,魏永祥,郭丹,孫斌,王興東,劉成. 2015. 不同打破休眠方式對‘密斯梯越橘葉片光合特性及保護酶活性的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學,48(22):4517-4528.
Wei X,Wei Y X,Guo D,Sun B,Wang X D,Liu C. 2015. Effects of different breaking dormancy ways on the photosynthetic characteristics and activities of protective enzymes of ‘Misty blueberry leaves[J]. Scientia Agricultura Sinica,48(22):4517-4528.
楊冠松,張愛麗,申仕康,吳春妍,王躍華,申意. 2014. 遮蔭對瀕危植物甜菜樹光合生理和葉綠素熒光特性的影響[J]. 廣西植物,34(6):806-811.
Yang G S,Zhang A L,Shen S K, Wu C Y,Wang Y H,Shen Y. 2014. Effects of shading on the photosynthetic characteristics and chlorophyll fluorescence of the endangered plant Yunnanopilia longistaminata[J]. Guihaia,34(6):806-811.
楊俊霞,郭寶林,魯韌強,張繼沖. 2005. 遮陰對美國黑莓生長及光合特性的影響[J]. 園藝學報,32(2): 292-294.
Yang J X,Guo B L,Lu R Q,Zhang J C. 2005. The effect of shading on the growth and photosynthesis characteristics in American blackberry[J]. Acta Horticulturae Sinica,32(2):292-294.
于明革,楊洪強,翟衡. 2003. 植物木質(zhì)素及其生理學功能[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),34(1):124-128.
Yu M G,Yang H Q,Zhai H. 2003. Lianin and physiological function in plant[J]. Journal of Shandong Agricultural University(Natural Science),34(1):124-128.
曾驤. 1992. 果樹生理學[M]. 北京:北京農(nóng)業(yè)大學出版社.
Zeng X. 1992. Physiology of Fruit Trees[M]. Beijing:Beijing Agriculture University Press.
張軍,孫程旭,陳思婷,馮美利,李榮生,劉立云. 2011. 不同遮陰條件對蛇皮果生長及生理特性的初步研究[J]. 中國農(nóng)學通報,27(28):291-294.
Zhang J,Sun C X,Chen S T,F(xiàn)eng M L,Li R S,Liu L Y. 2011. Preliminary study on growth and physiological characteristics of Salak in the different shadings[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin,27(28):291-294.
周厚高,寧云芬,張施君,王鳳蘭. 2003. 新鐵炮百合生長發(fā)育過程中的一些生理生化變化[J]. 廣西植物,23(4):357-361.
Zhou H G,Ning Y F,Zhang S J,Wang F L. 2003. The physiological and biochemical changes in buid development of Lilium formolongi[J]. Guihuaia,23(4):357-361.
周政華,文向多,胡小三. 2007. 樹冠遮陰對大五星枇杷生長結果的影響試驗[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,(11):6-7.
Zhou Z H,Wen X D,Hu X S. 2007. Effects of canopy shading on the growth of Dawuxing loquat[J]. Modern Agricultural Science and Technology,(11):6-7.
(責任編輯 思利華)