王 頔1， 周 熒， 文光琴3， 聶 飛

(1.貴州大學(xué)林學(xué)院， 貴陽 550025； 2.貴州省生物研究所， 貴陽 550009； 3.貴州省植物園， 貴陽 550004)

植物光合作用是重要的生理過程，光合作用效率是決定植物生產(chǎn)力和作物產(chǎn)量的重要因素之一。藍(lán)莓是近10年來世界各地發(fā)展較快的漿果類果樹，因果實(shí)富含對人體有獨(dú)特保健作用的活性成分，深受消費(fèi)者親睞，國際市場價(jià)格居高不下[1-5]。藍(lán)莓栽培方面的研究也成為大家關(guān)注的領(lǐng)域，對藍(lán)莓不同繁殖方式苗木的質(zhì)量也存有爭議。為了探索藍(lán)莓在相同管理措施條件下、不同繁殖方式苗木的苗期生長生理特性差異，對其組培和扦插2種繁殖方式的幼苗進(jìn)行了光合特性及生理生化指標(biāo)的測定分析，以期為選擇藍(lán)莓苗木最佳繁殖方式提供理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料品種為兔眼類藍(lán)莓“燦爛”和高叢類藍(lán)莓“萊克西”，于2016年秋季進(jìn)行容器移栽培育，2017年7月選擇同等規(guī)格質(zhì)量扦插苗和組培苗各200株，進(jìn)行生理生化指標(biāo)測定。

2 試驗(yàn)方法

2.1 光合指標(biāo)測定

凈光合速率日變化曲線測定：選擇2個(gè)品種生長勢一致的健康植株，于2017年7月中旬2個(gè)連續(xù)晴天，從08：00時(shí)至18：00時(shí)，使用CI-340光合儀，定株測定葉片1個(gè)點(diǎn)，每個(gè)點(diǎn)測定3次。每隔2 h測1次，測定凈光合速率測量(Pn)日變化和光合有效輻射(PAR)日變化，取2 d測定值的平均值。

光合指標(biāo)的測定：根據(jù)測得凈光合速率日變化情況，于晴天09：00時(shí)至11：30時(shí)，用CI-340手持式輕便型光合作用系統(tǒng)在自然光下測定凈光合速率(Pn)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間二氧化碳濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)等光合指標(biāo)。

2.2 生理生化指標(biāo)測定

生理生化指標(biāo)測定參照郝建軍等[6]和史樹德等[7]的方法進(jìn)行。

根系活力采用TTC法[8]；硝態(tài)氮含量的測定采用水楊酸法[9]；葉綠素含量的測定采用丙酮乙醇混合液法[10]。

3 結(jié)果與分析

3.1 藍(lán)莓不同繁殖方式苗期光合特性分析

3.1.1凈光合速率日變化

由圖1可知，光合有效輻射呈先增長再減小的趨勢，在12：00時(shí)出現(xiàn)最大值。由圖2可看出，2種不同繁殖方式的幼苗的凈光合速率出現(xiàn)2個(gè)峰值，分別出現(xiàn)在10：00時(shí)和14：00時(shí)，在12：00時(shí)出現(xiàn)峰谷，在10：00時(shí)凈光合速率最大，所以選擇在09：00時(shí)到11：30時(shí)對藍(lán)莓幼苗進(jìn)行光合指標(biāo)測定。

注：CLQ表示燦爛扦插苗、CLZ表示燦爛組培苗、LKXQ萊克西扦插苗、LKXZ萊克西組培苗。圖1 藍(lán)莓光合有效輻射日變化

圖2 藍(lán)莓凈光合速率日變化

3.1.2凈光合速率的比較

從圖3可知，2種繁殖方式的2個(gè)品種幼苗凈光合速率差異顯著(p<0.05)。凈光合速率最大的是“燦爛”扦插苗，其次是“萊克西”扦插苗，最小的“燦爛”組培苗，其變化范圍為6.52～9.63μmol·(m2·s)-1?？傮w來看，扦插苗與組培苗差異顯著。

注：不同小寫字母代表顯著性(p<0.05)。下同。圖3 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木凈光合速率比較

表1 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木葉綠素含量比較

品種/類型葉綠素a/(mg·g-1)葉綠素b/(mg·g-1)葉綠素a/葉綠素b葉綠素總量/(mg·g-1)CLQ1.32±0.03b0.58±0.01b1.90±0.04b2.26±0.01bCLZ1.18±0.01c0.52±0.01c1.70±0.02c2.27±0.04bLKXQ1.32±0.03b0.55±0.02bc1.87±0.05c2.40±0.06aLKXZ1.69±0.05a0.71±0.02a2.40±0.07a2.40±0.00a

3.1.3蒸騰速率的比較

蒸騰速率是反映植物蒸騰消耗水分能力的一個(gè)指標(biāo)，水分蒸騰對植株表面能力的調(diào)節(jié)具有重要作用。從圖4可看出，“萊克西”組培苗蒸騰速率較大，“燦爛”組培和扦插苗與“萊克西”扦插苗之間沒多大差異，最大值與最小值相差1.36倍，蒸騰速率的差異范圍為1.92～2.61 mmol·(m2·s)-1。

圖4 藍(lán)莓不同繁殖方式下苗木蒸騰速率比較

3.1.4氣孔導(dǎo)度的比較

從圖5可知，不同繁殖方式下2種藍(lán)莓幼苗的氣孔導(dǎo)度差異不顯著(p>0.05)，氣孔導(dǎo)度的范圍為132.49～144.48 mmol·(m2·s)-1，變異范圍為1.66～7.41 mmol·(m2·s)-1，最大的是“萊克西”扦插苗，最小的是“萊克西”組培苗，前者是后者的1.09倍，變化差異很小。

圖5 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木氣孔導(dǎo)度比較

3.1.5胞間CO2濃度的比較

從圖6可知，“燦爛”扦插苗與“燦爛”組培苗和“萊克西”扦插苗有顯著差異(p<0.05)，“燦爛”組培苗與其他3種苗也存在顯著差異(p<0.05)。但 “萊克西”組培苗和扦插苗之間差異不顯著(p>0.05)，“燦爛”顯著。胞間CO2濃度變異范圍為1.29～6.33 mg·L-1，最大的是“燦爛”組培苗，最小的是“燦爛”扦插苗。

3.2 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木生理生化指標(biāo)比較

3.2.1葉綠素含量比較

葉綠素是植物主要的光合色素，植株葉綠素含量可以在一定程度上反應(yīng)植株進(jìn)行光合作用的潛力。由表1可知，扦插苗和組培苗的葉綠素a、葉綠素b差異顯著(p<0.05)。葉綠素a和葉綠素b含量最大的是“萊克西”扦插苗，分別為1.69 mg·g-1和0.71 mg·g-1，最小的是“燦爛”扦插苗，分別為1.18 mg·g-1和0.52 mg·g-1，兩者分別相差1.43倍和1.36倍，組培苗之間葉綠素b的差異不顯著(p>0.05)。葉綠素總含量最高的是“萊克西”扦插苗，含量范圍為2.26～2.40 mg·g-1，2個(gè)品種間苗木葉綠素總含量差異顯著(p<0.05)，但是扦插苗和組培苗差異不顯著(p>0.05)。葉綠素a/葉綠素b的變化范圍為1.70～2.40 mg·g-1。

圖6 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木胞間CO2濃度

3.2.2硝態(tài)氮含量差異

氮元素是植物體內(nèi)重要的營養(yǎng)元素，植物體內(nèi)硝態(tài)氮含量可以反映土壤氮素供應(yīng)情況，常作為施肥指標(biāo)。從圖7可知，2個(gè)品種在2種繁殖方式下幼苗的硝態(tài)氮含量均有顯著差異(p<0.05)。硝態(tài)氮含量最大的是“萊克西”扦插苗，最小的是“萊克西”組培苗，兩者之間相差2.51倍，其變化范圍為12.38～31.09μg·g-1。

3.2.3根系活力含量的測定

植物根系是活躍的吸收器官和合成器官，根的生長情況和活力水平直接影響地上部的營養(yǎng)狀況及產(chǎn)量水平，根系活力是一個(gè)表征植物根系的量。從圖8可知，2個(gè)品種在2種繁殖方式下幼苗根系的活力均呈顯著差異(p<0.05)。根系活力范圍為56.77～131.10μg·(g·h)-1，根系活力大小順序?yàn)椤叭R克西”組培苗>“萊克西”扦插苗>“燦爛”組培苗>“燦爛”扦插苗。

表2 主成分的特征值和方差貢獻(xiàn)率

成分 初始特征值 提取平方和載入 合計(jì)方差的/%累積/%合計(jì)方差的/%累積/%13.75853.68853.6883.75853.68853.68821.97328.17981.8661.97328.17981.86631.26918.134100.0001.26918.134100.00041.698E-162.425E-15100.00055.131E-177.329E-16100.0006-6.128E-17-8.754E-16100.0007-3.882E-16-5.545E-15100.000

表4 藍(lán)莓不同繁殖方式下苗木主成分分析綜合比較

品種/類型第1主成分F1排名第2主成分F2排名第3主成分F3排名綜合主成分F排名CLQ-1.564-1.894-1.574-1.654CLZ-0.8831.911 -0.1220.053LKXQ0.032-0.5031.6110.172LKXZ2.7110.082-0.6031.371

3.3 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木生理生化特性綜合比較

對不同繁殖方式下2個(gè)藍(lán)莓品種苗木的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、硝態(tài)氮含量、根系活力、葉綠素總量等7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，結(jié)果如表2。第一主因子方差特征值為3.758，方差貢獻(xiàn)率為53.688%；第二主因子的特征值為1.973，方差貢獻(xiàn)率為28.179%；第三主因子特征值為1.269，方差貢獻(xiàn)率為18.134%；3個(gè)成分的方差貢獻(xiàn)率累積達(dá)100.00%。

圖7 藍(lán)莓不同繁殖方式苗木硝態(tài)氮含量

圖8 不同繁殖方式下藍(lán)莓根系活力比較

通過初始因子載荷矩陣分析(表3)可知，蒸騰速率、葉綠素總量、根系活力、硝態(tài)氮含量在第1主成分上具有較高載荷，胞間CO2濃度在第2主成分上具有較高載荷，凈光合速率和氣孔導(dǎo)度在第3主成分上載荷較大。

表3 初始因子載荷矩陣

成分1成分2成分3蒸騰速率0.9770.041-0.208葉綠素總量0.911-0.256-0.324根系活力0.9010.2680.342硝態(tài)氮含量-0.7570.1080.644凈光合速率-0.262-0.9460.191胞間CO2濃度-0.3010.9080.291氣孔導(dǎo)度-0.0710.0020.997

主成分分析綜合比較結(jié)果如表4。不同繁殖方式下藍(lán)莓幼苗生理生化特性具有差異，主成分值大小依次是“萊克西”組培苗>“萊克西”扦插苗>“燦爛”組培苗>“燦爛”扦插苗，從一定程度上反映2個(gè)品種在2種繁殖方式下苗木生化特性強(qiáng)弱。

4 小結(jié)與討論

兔眼類藍(lán)莓“燦爛”和高叢類藍(lán)莓“萊克西”組培與扦插苗木的凈光合速率日變化，分別在10：00時(shí)和14：00時(shí)呈現(xiàn)雙峰曲線，在12：00時(shí)出現(xiàn)峰谷。2個(gè)品種的組培和扦插幼苗的凈光合速率差異顯著(p<0.05)，“燦爛”扦插苗凈光合速率最大，其次是“萊克西”扦插苗；胞間CO2濃度、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度差異不顯著(p>0.05)。

“燦爛”、“萊克西”的扦插苗和組培苗的葉綠素a、葉綠素b含量差異顯著(p<0.05)，硝態(tài)氮含量、根系活力同樣差異顯著(p<0.05)。硝態(tài)氮含量最大的是“萊克西”扦插苗，最小的是“萊克西”組培苗；根系活力大小排列為“萊克西”組培苗>“萊克西”扦插苗>“燦爛”組培苗>“燦爛”扦插苗，根系活力范圍為56.77～131.10μg/(g·h)?！盃N爛”與“萊克西”扦插苗和組培苗的凈光合速率、胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、硝態(tài)氮含量、根系活力、葉綠素總量共7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，主成分值大小依次是“萊克西”組培苗>“萊克西”扦插苗>“燦爛”組培苗>“燦爛”扦插苗，反映出2種繁殖方式下“萊克西”苗木的生長活性優(yōu)于“燦爛”，而2個(gè)品種的組培苗生長活性優(yōu)于扦插苗。

光合作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，而最能突出植物光合作用的指標(biāo)就是植物的凈光合作用。不同繁殖方式下藍(lán)莓苗木的凈光合速率差異顯著，凈光合速率日變化呈雙峰曲線，且有“光合午休”現(xiàn)象。葉綠素是光合作用的基礎(chǔ)物質(zhì)之一，在光合作用過程中擔(dān)負(fù)著光能吸收與轉(zhuǎn)化的重要作用，其含量的高低與光合能力關(guān)系密切。但是本研究中葉綠素含量高的藍(lán)莓幼苗凈光合速率不高，所以葉綠素含量并不能直接作為判斷凈光合速率強(qiáng)弱的標(biāo)準(zhǔn)，需結(jié)合其他生理生化指標(biāo)進(jìn)行。