土壤pH值對藍莓葉片生理生化的影響

張宇+張丙秀+魏媛媛+閆超+皇甫詩男+李征+高慶玉

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2017.13.030摘要：以3年生北陸、都克、喜來、伯克利4個藍莓品種為材料，測定基質pH值分別為3.42、4.27、4.75、5.84、6.83時藍莓葉片的生物膜系統、保護酶系統、滲透調節物質含量等生理指標變化。結果表明，在基質pH值在3.42～6.83范圍內，隨pH值的升高，藍莓葉片的相對電導率、MDA含量、滲透調節物質含量呈先降后升趨勢，SOD、CAT活性多呈先升后降趨勢，POD活性呈“W”形變化。

關鍵詞：藍莓；土壤；pH值；生理生化；相對電導率；滲透調節物質

中圖分類號： S663.901文獻標志碼： A[HK]

文章編號：1002-1302（2017）13-0107-03[HS）][HT9.SS]

收稿日期：2016-03-12

基金項目：公益性行業（農業）科研專項（編號：201103037）。

作者簡介：張宇（1987—），女，河南長垣人，碩士研究生，從事果樹栽培及育種研究。E-mail：361482665@qq.com。

通信作者：高慶玉，博士，教授，從事果樹栽培及育種研究。E-mail：gaoqingyu@tom.com。

[ZK）]

藍莓（Vaccinium corymboswn L.）為杜鵑花科越橘屬落葉叢生灌木，果實呈藍色或紅色，營養豐富，富含尼克酸、花色素苷、類黃酮等特殊成分，被譽為“抗氧化之王”[1]，國際糧農組織將其列為人類五大健康食品之一[2]，是一種營養保健價值、經濟價值非常高的世界性小漿果。目前，國外已大量開展了土壤改良對越橘植株生長、營養吸收轉化及菌根侵染等的研究[3-4]，而我國藍莓栽培起步相對較晚，于1981年由吉林農業大學率先研究藍莓[5]，1988年南京植物研究所引種并篩選適合南方栽培的藍莓品種[6]。我國對藍莓的引種、品種選育、栽培生理、生態特性等已有較為深入的研究[7-8]，李亞東等通過加硫磺粉改良土壤研究了不同pH值對越橘樹體生長、光合作用、土壤根際酶活力等的影響[9-11]，而有關藍莓內在生理特性的研究報道很少。本試驗通過研究不同土壤pH值對藍莓葉片生物膜系統、保護酶系統、滲透調節物質含量等生理指標的影響，以探討藍莓對土壤酸堿環境的生理適應性，為生產實踐中優質藍莓大面積栽培適宜土壤的選擇提供理論指導。

1材料與方法

1.1試驗材料

北陸（Northland）、伯克利（Berkeley）、都克（Duke）、喜來（Sierra）4個藍莓品種的3年生盆栽苗，定植在東北農業大學園藝試驗站內。

1.2試驗處理

每品種分別設5個pH值處理，在基質中分別均勻施入2.0、1.5、1.0、0.5、0 kg/m3硫磺粉以調節基質pH值，分別記為T1、T2、T3、T4、T5，重復4次；裝盆栽植苗木，澆水及其他管理措施一致。參照李強等的方法[12]，用酸度計測得施硫磺粉2個月后處理T1、T2、T3、T4、T5距表層10 cm處基質的pH值分別為3.42±0.39、4.27±0.40、4.75±0.26、5.84±0.31、6.83±0.21。

1.3測定指標及方法

分別于2015年6月15日、7月19日、8月19日，在健壯的植株上選擇長勢一致的枝條，取頂端第5～9張生長良好、無病蟲害的葉片，不同品種、不同土壤pH值處理各取10張葉片；洗凈擦干，去掉葉片主脈，剪成碎片，混合；定量稱取樣品0.5 g，加入2 mL 0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值為78），快速冰浴研磨；研漿倒入帶刻度的離心管中，定容至 10 mL；冷凍，離心機10 000 g離心15 min，上清液即為粗酶液；參照高俊鳳的試驗方法[13]測定各處理的相對電導率、丙二醛含量（MDA），超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）活性，可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸等滲透調節物質含量。

1.4數據分析

采用Excel 2013統計試驗數據、繪制圖表；采用 SPSS 19.0 軟件對數據進行顯著性分析。

2結果與分析

2.1不同pH值對藍莓葉片生物膜系統的影響

2.1.1不同pH值對藍莓葉片相對電導率的影響由圖1可見，隨基質pH值的升高，4個藍莓品種的葉片相對電導率呈先降后升趨勢；北陸藍莓T2處理時的葉片相對電導率相對最低，而其他3個品種在T3處理時出現最小值；伯克利藍莓的相對電導率一直保持相對較低的水平，而喜來藍莓處于相對較高的水平，說明4個品種中伯克利的抗性相對較強，而喜來相對較弱；T4處理對葉片的相對電導率影響相對較大，此時藍莓的細胞膜透性增加，可能有大量電解質外漏，植株產生抗逆境反應。

2.1.2不同pH值對藍莓葉片MDA含量的影響由圖2可見，隨基質pH值的升高，4個藍莓品種的葉片MDA含量呈先降后升趨勢；北陸、都克藍莓在T2處理時的葉片MDA含量相對最低，其中都克葉片的MDA含量相對最低，為 3.23 μmol/g；喜來、伯克利藍莓在T3處理時的葉片MDA含量相對最低，分別為4.9、3.2 μmol/g；T1、T5處理的藍莓葉片MDA[CM（23*2/3]含量高于其他3個處理， 其中喜來藍莓的葉片MDA含量相對較高，T1、T5處理時分別為7.6、9.0 μmol/g，此時葉片細胞膜可能已受到傷害。

2.2不同pH值對藍莓葉片保護酶活性的影響

由圖3可見，隨基質pH值的升高，4個品種藍莓的葉片SOD、CAT活性多呈先升后降趨勢，而POD活性呈“降—升—降—升”的“W”形變化；4個藍莓品種中，都克保護酶的活性相對最強，變化緩慢且相對穩定；喜來藍莓葉片的CAT活性變化相對較大，T3處理時相對最高，為570.0 U/（g·min），T2處理時相對最低，為213.3 U/（g·min），T3處理比T2處理高167.2%。endprint

2.3不同pH值對藍莓葉片滲透調節物質含量的影響

由圖4可見，隨基質pH值的升高，4個藍莓品種的葉片滲透調節物質呈先降后升趨勢，T3處理時的可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量相對較低；喜來、北陸的滲透調節物質含量多高于伯克利、都克；T2、T3、T4處理時可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量差異不明顯，T3與T1、T5差異明顯，說明基質pH值升高或降低，藍莓可能會通過增加滲透調節物質來調節細胞滲透以維持正常生長。

3結論與討論

試驗結果表明，基質pH值對藍莓葉片相對電導率和丙二醛含量（MDA）有明顯的影響，4個藍莓品種葉片的相對電導率與MDA含量變化趨勢一致，隨基質pH值的升高呈先降后升趨勢；pH值為4.75（T3處理）時葉片相對電導率與MDA含量多為相對最低，pH值為6.83（T5處理）時葉片相對電導率[CM（25]與MDA含量相對最高，明顯高于T3處理，說明pH值為683的基質環境可能對藍莓葉片的細胞膜系統產生一定的逆境脅迫。有研究表明，相對電導率為50%左右時質膜會受到不可逆傷害[14]，而藍莓葉片的相對電導率在10%～30%，距不可逆傷害尚遠，不足以直接導致細胞死亡。另外，研究發現，基質pH值為3.42（T1處理）時，MDA含量有明顯增加，而相對電導率增加不明顯，說明此時藍莓葉片還未產生不可逆傷害，藍莓對強酸性土壤（pH值<5）有很強的適應性[15]。

研究基質不同pH值對藍莓葉片保護酶活性的影響發現，隨基質pH值的升高，都克等4個藍莓品種的SOD活性呈先升后降趨勢，T3處理的藍莓活性相對最高；都克、伯克利、喜來在pH值為4.27～4.75，而北陸在pH值為4.27～5.84時葉片SOD活性相對較高，適宜的pH值可提高藍莓葉片的SOD活性，這與馮建燦等的研究結論[16]較為一致；[JP2]藍莓葉片的CAT活性與SOD活性變化趨勢基本一致，伯克利、都克在pH值為4.27（T2處理）時葉片CAT活性相對最高，喜來、北陸在T3處理時葉片CAT活性相對最高，其中喜來的變化幅度相對較大，說明喜來葉片的CAT活性受基質pH值影響較大；基質pH值分別為3.42、6.83時4個藍莓品種葉片CAT活性有明顯降低，較強的環境脅迫可能導致CAT活性下降[17]；隨基質pH值的升高，4個藍莓品種葉片的POD活性呈“W”形變化，基質pH值為5.84（T4處理）時北陸葉片的POD活性相對最低，T5處理時相對最高，而喜來、伯克利、都克的POD活性在T2處理時相對最低，pH值偏高或偏低，可能會促進膜脂過氧化作用，使藍莓葉片細胞膜受到傷害。本試驗與王慶等的研究結果[18]不一致，可能與試驗材料不同有關。[JP]

研究基質不同pH值對4種藍莓葉片滲透調節物質含量的影響發現，pH值對藍莓葉片的可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量有明顯影響；喜來、伯克利、都克在T3處理時含量相對較低，說明pH值為4.75時較適合其生長，而北陸T2處理時含量相對較低，與T3處理差異不明顯，說明基質pH值在4.27～4.75時適宜北陸藍莓生長；T1、T5處理時的滲透調節物質含量明顯高于T2、T3，說明pH值為3.42、6.83時對4種藍莓的脅迫程度相對較大，而藍莓會通過增加滲透調節物質來調節細胞滲透以維持正常生長。

在適宜的基質酸堿環境中，藍莓各項能力處于較強狀態，SOD、CAT活性處于較高水平，當基質pH值超出適宜范圍時，藍莓植株就會通過提高體內可溶性糖、可溶性蛋白、游離脯氨酸含量使植株各項生理代謝處于正常狀態。經綜合分析，基質pH值為4.75時，藍莓植株的各生理指標為相對最佳，基質pH值為3.42、6.83時，藍莓植株雖沒有產生不可逆的脅迫，但植株長勢相對較弱。

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