鄭燕萍，劉 嶧，梁發(fā)輝，史滟滪，楊靜慧，劉曉龍

（1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384；2.天津興寧實(shí)業(yè)股份有限公司，天津 301500）

棗（Ziziphus jujubaMill.）又稱棗子、大棗、刺棗、貫棗，鼠李科棗屬植物。棗樹被譽(yù)為“鐵桿莊稼”，有固沙、減輕干熱風(fēng)、防風(fēng)等作用，深受廣大人民喜愛(ài)[1]。棗具有非常重要的營(yíng)養(yǎng)用價(jià)值與藥用價(jià)值，有“大補(bǔ)丸”與“活性維生素丸”的美譽(yù)，是十分理想藥食兼用果品，它含有極其豐富的Vc、維生素P、鉀、鈉、鐵等多種微量元素，可保持毛細(xì)血管暢通，防止血管壁脆性增加，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值為百果之冠，有“百果王”之稱[2]。俗話說(shuō)“一日吃三棗，終身不顯老”，棗作為重要的中藥之一，它所含的抗氧化維生素與大量糖類和礦質(zhì)元素等能夠?qū)棺杂苫那忠u，增強(qiáng)機(jī)體抗脂質(zhì)過(guò)氧化作用的能力，具有延緩衰老、養(yǎng)血美顏的功效。此外，棗還含有抗癌作用的三萜類化合物和環(huán)-磷酸腺苷（CAMP）與黃酮類物質(zhì)等，CAMP作為重要的生理活性物質(zhì)，可以調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)。有降壓、降血脂、增強(qiáng)抗病能力與提高免疫力等功效[3]。

作物根系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著主要核心之稱，它是水分和營(yíng)養(yǎng)吸收的主要器官，也是合成植株生長(zhǎng)所必須的多種氨基酸和某些重要激素的重要場(chǎng)所[4]。根系形態(tài)與其生理特性與地上部的生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量和品質(zhì)緊密聯(lián)系[5]。隨著環(huán)境、土壤、氣候等外界因素的影響，棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量、丙二醛、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）等生理指標(biāo)也會(huì)發(fā)生不同程度的改變。

棗樹在6月下旬進(jìn)入花期，此時(shí)棗樹對(duì)養(yǎng)分的需求較大，從花期到果實(shí)膨大這一過(guò)程一般需要60 d的時(shí)間，且在6月份會(huì)對(duì)棗樹進(jìn)行開(kāi)甲技術(shù)[6]。即7月份與8月份則是最為關(guān)鍵的時(shí)段，為棗開(kāi)甲后冬棗果實(shí)膨大期，是棗發(fā)育最為活躍的時(shí)段，為細(xì)胞分裂和迅速生長(zhǎng)期，又正值甲口愈合時(shí)，需要較多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以抵御外界不良因素的傷害，且7月時(shí)棗樹已經(jīng)坐果。在6—8月份，從開(kāi)甲到甲口愈合，為保持從花期坐果到幼果迅速膨大期這一段時(shí)間內(nèi)開(kāi)甲部位以上產(chǎn)生的光合產(chǎn)物得到充分供應(yīng)，為保證冬棗的座果率的提高，且滿足了對(duì)棗果的膨大的供應(yīng)，確保甲口愈合良好，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求很大，根系相互吸取營(yíng)養(yǎng)，使其體內(nèi)生理特性變化多端，更是取決于產(chǎn)量的關(guān)鍵[7]，所以選取6—8月份3個(gè)時(shí)段進(jìn)行研究。

近年來(lái)，許多種植者大量種植棗樹，對(duì)棗的研究報(bào)道也頗多。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)棗的研究報(bào)道主要集中在棗樹的栽培管理、水鹽脅迫及施肥量、病蟲害防治等方面對(duì)棗產(chǎn)量與品質(zhì)產(chǎn)生的影響[8]。鮮見(jiàn)根系生理特性變化對(duì)產(chǎn)量造成影響的研究，通過(guò)此試驗(yàn)，研究在不同時(shí)段下、不同產(chǎn)量棗根系的生理特性變化以及二者之間存在的關(guān)系。了解高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的區(qū)別，為今后能夠收獲更好的棗果實(shí)提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)所用材料為不同時(shí)段下高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的根系，棗根系為冬棗根系，由天津市靜海世峰冬棗合作社所提供。

選取6—8月份3個(gè)階段棗根系進(jìn)行試驗(yàn)，具體取材時(shí)間分別為2018年6月28日、7月22日、8月21日。

試驗(yàn)所涉及藥品、試劑及分光光度計(jì)（Lambda 35）、離心機(jī)與電子天秤等由天津農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 取樣及試驗(yàn)方法

將所采取的每個(gè)階段高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的根系，以棗主干為中心，分別將東、西、南、北4個(gè)方向上分為20 cm×20 cm×15 cm的小長(zhǎng)方體，每個(gè)方向上隨機(jī)取3格小長(zhǎng)方體，將取出的根系進(jìn)行標(biāo)記，從中挑出長(zhǎng)度大于3 cm的側(cè)根，選出3個(gè)完好無(wú)損的根系，然后洗凈晾干，不要?dú)埩裟嗤?、碎石等物質(zhì)，避免雜質(zhì)的存在影響試驗(yàn)結(jié)果。分別將高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗根系分開(kāi)放置。然后選取所需用量，進(jìn)行剪碎、稱量、充分研磨、離心等步驟。利用根系體內(nèi)的生理生化反應(yīng)對(duì)高低產(chǎn)棗根系各生理指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，將每個(gè)月份所取根系分別重復(fù)3次記錄數(shù)據(jù)，計(jì)算出生理指標(biāo)含量，進(jìn)行各階段含量變化的比較，記錄分析。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

可溶性蛋白含量測(cè)定采用考馬斯亮藍(lán)方法測(cè)定[9]；丙二醛含量（MDA）采用硫代巴比妥酸比色法（TBA）測(cè)定；過(guò)氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定[10]；過(guò)氧化氫酶（CAT）活性采用紫外吸收法測(cè)定[10]；根系活力采用TTC還原法測(cè)定[11]。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

使用方差分析、t測(cè)驗(yàn)，用Excel進(jìn)行分析與繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)段下高產(chǎn)棗、低產(chǎn)棗根系中可溶性蛋白含量變化

由圖1得出，3個(gè)時(shí)段下高產(chǎn)棗根系與低產(chǎn)棗根系的可溶性蛋白含量呈逐漸上升趨勢(shì)。在8月份，高產(chǎn)棗根系的可溶性蛋白含量極顯著高于其他的可溶性蛋白含量；在6月份，低產(chǎn)棗根系的可溶性蛋白含量極顯著低于其他的可溶性蛋白含量，且高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量顯著高于低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量；在7月份與8月份，高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量極顯著高于低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量。

圖1 不同時(shí)段下高低產(chǎn)棗根系體內(nèi)可溶性蛋白含量變化

2.2 不同時(shí)段下高產(chǎn)棗、低產(chǎn)棗根系中丙二醛含量變化

圖2可以得出，3個(gè)時(shí)段下高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的丙二醛濃度呈先上升后下降趨勢(shì)；低產(chǎn)棗根系的丙二醛濃度呈先下降后上升趨勢(shì)。在8月份，低產(chǎn)棗根系的丙二醛濃度極顯著其他幾個(gè)時(shí)期高低產(chǎn)棗的丙二醛濃度；高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的丙二醛濃度極顯著低于其他丙二醛濃度。由圖中得出，6月份高產(chǎn)棗根系的丙二醛濃度顯著低于低產(chǎn)棗；7月份二者的丙二醛濃度不存在顯著差異；由結(jié)果表明，在8月份，高產(chǎn)棗根系的丙二醛濃度極顯著低于低產(chǎn)棗根系。

圖2 不同時(shí)段下高低產(chǎn)棗根系體內(nèi)丙二醛濃度變化

2.3 不同時(shí)段下高產(chǎn)棗、低產(chǎn)棗根系中POD活性變化

根據(jù)圖3可以得出，3個(gè)時(shí)間段高產(chǎn)棗根系與低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的POD活性變化均呈逐漸上升趨勢(shì)。8月份，高產(chǎn)棗根系的POD活性極顯著高于其他棗根系的POD活性。6月份，低產(chǎn)棗根系的POD活性極顯著低于其他棗根系的POD活性。從圖中得出，在這幾個(gè)時(shí)段里，高產(chǎn)棗根系的POD活性極顯著高于低產(chǎn)棗根系。

圖3 不同時(shí)段下高低產(chǎn)棗根系體內(nèi)POD活性變化

2.4 不同時(shí)段下高產(chǎn)棗、低產(chǎn)棗根系CAT活性變化

由圖4可以得出，在3個(gè)時(shí)段下高產(chǎn)棗根系與低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的CAT活性均呈逐漸上升趨勢(shì)。6月份，高產(chǎn)棗和低產(chǎn)棗根系的CAT活性不存在顯著性差異；7月份和8月份，二者存在顯著性差異，即高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的CAT活性顯著高于低產(chǎn)棗根系。

圖4 不同時(shí)段下高低產(chǎn)棗根系體內(nèi)CAT活性變化

2.5 不同時(shí)段下高產(chǎn)棗、低產(chǎn)棗根系活力變化

由圖5可知，高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的根系活力在3個(gè)時(shí)段下均呈逐漸上升趨勢(shì)。8月份，高產(chǎn)棗根系活力極顯著高于其他根系活力；6月份，高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的根系活力極顯著低于其他時(shí)段根系活力，且該時(shí)段的高產(chǎn)棗與低產(chǎn)棗的根系活力不存在顯著性差異；7月份，高產(chǎn)棗的根系活力極顯著高于低產(chǎn)棗根系活力；8月份，高產(chǎn)棗的根系活力顯著高于低產(chǎn)棗根系活力。結(jié)果表明，7、8月份高產(chǎn)棗的根系活力比低產(chǎn)棗的根系活力強(qiáng)。

圖5 不同時(shí)段下高低產(chǎn)棗根系活力變化

3 討 論

3.1 可溶性蛋白含量與棗產(chǎn)量的關(guān)系

可溶性蛋白作為植物體內(nèi)重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，其增加與積累能提高細(xì)胞的保水能力，對(duì)細(xì)胞的生命物質(zhì)及生物膜起到保護(hù)作用，并參與植物的生長(zhǎng)與發(fā)育，常被作為衡量植物衰老的重要指標(biāo)之一[12]。可溶性蛋白不僅是了解植物總代謝的重要物質(zhì)，還是根系體內(nèi)起著必不可少的用途，即高含量的可溶性蛋白有利于維持細(xì)胞較低的滲透勢(shì)，能夠抵抗水分脅迫產(chǎn)生的傷害[13]。試驗(yàn)表明，高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量高于低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量，則高產(chǎn)棗根系抗衰能力、抵抗外界傷害能力強(qiáng)于低產(chǎn)棗根系。即可溶性蛋白含量高，產(chǎn)量則高；反之，產(chǎn)量則低。

3.2 丙二醛含量與棗產(chǎn)量的關(guān)系

丙二醛（MDA）是細(xì)胞質(zhì)膜過(guò)氧化的最終產(chǎn)物，通常利用它作為膜脂過(guò)氧化指標(biāo)，MDA含量的高低可以反應(yīng)細(xì)胞膜脂過(guò)氧化水平[14]。丙二醛含量的增加，會(huì)加劇對(duì)細(xì)胞膜的損傷及其他變化，對(duì)植物細(xì)胞產(chǎn)生毒害作用[15]，從而導(dǎo)致生長(zhǎng)過(guò)程中受到威脅，影響產(chǎn)量。姜宗慶等[16]研究指出，丙二醛的持續(xù)積累，導(dǎo)致葉片細(xì)胞膜的損傷不可逆。當(dāng)植物受到外界環(huán)境的影響，棗根系體內(nèi)的活性氧富集到一定程度，體內(nèi)細(xì)胞膜就會(huì)發(fā)生過(guò)氧化作用，即自由基的大量積累，會(huì)對(duì)細(xì)胞膜及許多大分子產(chǎn)生傷害，導(dǎo)致衰老[17]。試驗(yàn)中，高產(chǎn)棗根系，MDA含量低；反之，則高；表明低產(chǎn)棗根系的細(xì)胞膜質(zhì)過(guò)氧化程度高于高產(chǎn)棗根系，即低產(chǎn)棗根系體內(nèi)的受損程度偏高。這與吳青霞等[18]研究結(jié)果，MDA含量變幅越大，植株受損的程度越大相似。但MDA不能單獨(dú)作為判斷產(chǎn)量高低的生理指標(biāo)，但可與其他生理指標(biāo)聯(lián)合，對(duì)棗的產(chǎn)量進(jìn)行綜合性研究。

3.3 POD活性、CAT活性與棗產(chǎn)量的關(guān)系

當(dāng)植株受到傷害，植物體則會(huì)調(diào)節(jié)保護(hù)酶活性來(lái)降低活性氧自由基帶來(lái)的傷害，提高植物抗逆性[19]。POD、CAT等則是植物受逆境脅迫時(shí)起防御作用的重要保護(hù)酶[16]。它們是植物體自身?yè)碛谢钚匝跚宄到y(tǒng)的主要組成酶，與植物體各作用密切相關(guān)。POD是植物衰老保護(hù)系統(tǒng)中另一重要的酶，主要清除植物體內(nèi)的過(guò)氧化物；CAT是專一催化過(guò)氧化氫分解的酶，能消除過(guò)氧化氫對(duì)細(xì)胞膜以及其他生物活性物質(zhì)的毒害作用[20]。試驗(yàn)結(jié)果中，高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的POD活性、CAT活性顯著高于低產(chǎn)棗根系，即酶活性與棗的產(chǎn)量存在一定相關(guān)性，李昱等[21]研究表明，隨著POD、CAT等活性的逐漸增加，小麥產(chǎn)量也表現(xiàn)出相同變化。結(jié)果表明，POD活性、CAT活性強(qiáng)，產(chǎn)量則高；反之，產(chǎn)量則低。則POD與CAT活性的增加，產(chǎn)量也隨之增高，這與牛巧龍等[22]研究結(jié)果相似。

3.4 根系活力與棗產(chǎn)量的關(guān)系

作物根系活力水平在一定程度上能夠反映根系對(duì)養(yǎng)分吸收能力的強(qiáng)弱[23]。在研究進(jìn)展中，國(guó)外已有大量對(duì)根系的研究，且大多集中在抗旱性以及提高水分利用等方面的研究[24]。目前，對(duì)根系活力與產(chǎn)量的研究有韭菜[25]、番茄[26]等，對(duì)棗根系活力的研究極少，深入了解棗根系活力與產(chǎn)量之間關(guān)系的研究也少。結(jié)果表明，高產(chǎn)量的棗根系活力高于低產(chǎn)量棗根系活力，則高產(chǎn)棗根系對(duì)養(yǎng)分的吸收能力在一定程度上強(qiáng)于低產(chǎn)棗根系活力，即提高根系活力，能夠促進(jìn)產(chǎn)量的提升。這與姜佰文等[27]研究結(jié)果相似。

4 結(jié) 論

植物在自然界生長(zhǎng)過(guò)程中，根系經(jīng)常會(huì)因?yàn)樽匀灰蛩亍⑷藶橐蛩氐母蓴_，導(dǎo)致根系會(huì)產(chǎn)生一系列生理生化反應(yīng)來(lái)抵抗不良因素對(duì)它的影響，以此適應(yīng)或抵抗外界不良環(huán)境來(lái)維持自身正常的發(fā)育成長(zhǎng)。其根系的變化影響著地上部的生長(zhǎng)發(fā)育，對(duì)產(chǎn)量也有著一定程度的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，高產(chǎn)棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量、POD活性、CAT活性以及根系活力高于低產(chǎn)棗根系，MDA含量低于低產(chǎn)棗根系。

此試驗(yàn)結(jié)果可以為今后提高棗產(chǎn)量提供參考，種植者可通過(guò)各種處理方式提高棗根系體內(nèi)的可溶性蛋白含量、POD活性與CAT活性以及根系活力，減少M(fèi)DA含量的增加，使其更好地收獲高產(chǎn)棗。