采后不同修剪方式對基質栽培藍莓生長和生理的影響

王小敏，趙慧芳，黃正金，楊海燕，樊蘇帆，吳文龍

（1.江蘇省中國科學院植物研究所，江蘇 南京 210014；2.南京農業大學 園藝學院，江蘇 南京 210095）

藍莓是杜鵑花科Ericaceae 越橘屬Vaccinium植物，其果實富含花青素、黃酮、維生素等功能成分，具有提高機體免疫力、延緩神經衰老、保護視力、增強心臟功能、預防心血管疾病和抗腫瘤等功效，除了鮮食還可以用來加工成果醬、果酒、飲料等產品[1-2]?！钠账{’屬于南高叢藍莓品種，其植株為多年生常綠灌木，在南方地區其生長勢較強，適宜于我國長江中下游溫暖濕潤地區推廣[3]。由于‘夏普藍’需冷量較低，僅為200 h，故特別適合在溫室內盆栽。而溫室盆栽存在著樹體生長紊亂、枝條郁閉、通風透光差、內膛枝細弱、新梢二次開花結果等問題，嚴重影響翌年的產量和品質。合理的修剪技術對于培養果樹樹形、促進其生長勢、提高果實產量與果品質量均有重要意義[4]。田野[5]研究了露地栽培條件下‘密斯梯’‘奧尼爾’‘萊格西’這3 種藍莓在夏季不同時間段的修剪方法，于其基生枝的不同高度進行摘心修剪，結果表明，不同品種對修剪方式的要求不同。為給基質盆栽藍莓的科學管理提供參考依據，以藍莓品種‘夏普藍’為研究對象，在其果實采后的夏季，設置不同程度的修剪方式進行試驗，分析了不同程度的修剪方式對藍莓樹體的營養生長和生理指標的影響情況。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試藍莓品種為‘夏普藍’，以其3年生植株為試材，采用避雨盆栽的方式，種植于江蘇省中國科學院植物研究所溧水區白馬科學實驗基地。

1.2 試驗方法

2019年7月采果結束后，選取大小和生長勢均基本一致的盆栽藍莓品種‘夏普藍’植株進行修剪試驗。采用綜合修剪的方式，修剪程度分別設為不修剪（用作對照）、輕度修剪（修剪掉植株枝條總量的10%左右）、適度修剪（修剪掉植株枝條總量的20%左右）、重度修剪（修剪掉植株枝條總量的40%左右），其處理編號依次為CK、T1、T2、T3。修剪后澆足水分，正常施肥管理。修剪后每隔15 d 測量1 次株高、冠幅、葉片葉綠素的相對含量（SPAD 值），每隔30 d 取葉片樣品1 次，測定其相關生理生化指標，并測量其主莖總粗度（即距地面5 cm 處的所有主莖的地徑之和）。每個處理各選用9 株植株，各設3 個重復。

1.3 生理指標的測定

1.3.1 超氧化物歧化酶活性的測定

參照Beyer 等[6]采用的黃嘌呤氧化酶法測定葉片中超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）的活性：稱取‘夏普藍’鮮葉片0.5 g，加入濃度為50 mmol·L-1的磷酸緩沖液8 mL，添加少量的石英砂，置于冰浴上研磨，勻漿后進行離心，轉速為10 000 r·min-1，保持溫度為4 ℃，離心 20 min，然后取上清液用于SOD 活性分析。SOD酶活性是以抑制氯化硝基四氮唑藍（NBT）光化還原的50%為一個酶活性單位（U）表示的，即指每mL 反應液中SOD 抑制率達50%時所對應的SOD 量。

1.3.2 過氧化氫酶活性的測定

參照Karsten 等[7]采用的鉬酸鹽法，按照南京建成生物工程研究所的CAT 測試試劑盒上說明的操作要求測定葉片中過氧化氫酶（Catalase，CAT）的活性。以每克（g）葉片材料每秒（s）分解1 μmol H2O2的CAT 量為一個活力單位（U），即CAT 活性的計量單位為U·g-1。

1.3.3 超氧陰離子自由基（O2-）產生速率的測定

參照王愛國等[8]采用的羥胺氧化反應方法測定葉片中超氧陰離子自由基（Superoxide anion radical，O2-）的產生速率：取0.5 mL 勻漿好的葉片上清液，加入50 mmol 的磷酸緩沖液0.5 mL 和1 mmol 的鹽酸羥胺溶液1 mL ，輕輕搖勻后于室溫下靜置反應1 h，然后加入7 mmol 的α-萘胺溶液1 mL 和 17.3 mmol 的對氨基苯磺酸溶液1 mL，混勻后于室溫下靜置反應20 min，最后用酶標儀測定530 nm 處的吸光值，根據文獻[8]中說明的以亞硝酸鈉作為底物，按上述方法制備標準曲線，根據標準曲線換算出（NO2-），再計算出O2-的含量，結果以nmol·min-1mg-1蛋白（Pr）表示。

1.3.4 丙二醛含量的測定

參照Heath 等[9]采用的方法測定葉片中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量：取鮮葉片0.5 g ，加入10%的三氯乙酸溶液10 mL 研磨，以4 000 r·min-1的轉速離心10 min，取上清液2 mL，加入0.6%的硫代巴比妥酸（TBA）溶液2 mL，混勻后于100 ℃的溫度條件下水浴反應 15 min，之后迅速將反應液冷卻后以4 000 r·min-1的轉速離心10 min，取上清液，最后用酶標儀分別測定450、532、600 nm 處的吸光值，根據文獻[9]中的公式計算MDA 含量。

1.3.5 可溶性蛋白含量的測定

用考馬斯亮藍法[10]測定葉片中可溶性蛋白（Soluble protein，SP）的含量，以牛血清蛋白為標準蛋白液。稱取鮮葉0.5 g，加入pH 值為7.8 的磷酸緩沖液6 mL 進行研磨，然后以10 000 r·min-1的轉速離心10 min，取上清液200 μL，加入考馬斯亮藍3 mL 顯色15 min，取上清液測定595 nm處的吸光值，根據羅群[11]運用的公式計算可溶性蛋白含量。

1.4 數據分析

利用Excel 2010 和DPS 軟件對試驗數據進行匯總、統計、分析與制作圖表。為了方便分析，根據株高和冠幅1（縱向）、冠幅2（橫向）推算出植株的體積指數，并計算每株所有主莖的地徑之和作為主莖總粗度。

式（2）中：Vt為修剪t天后的體積指數；V0為剛剛修剪后的體積指數。式（3）中：Dt為修剪t天后的莖粗；D0為剛剛修剪后的莖粗。

2 結果與分析

2.1 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株體積指數的影響

以不同程度修剪的‘夏普藍’植株的體積指數，修剪后0 ～15 d 時急劇增加，之后緩慢增加；修剪15 d 后，T2 處理的體積指數超過了T1 和T3 處理的，僅次于CK 的體積指數；修剪105 d 后，T2處理的植株體積增長速率急劇增加，至修剪135 d 時已接近CK 的；修剪135 d 后，不同處理的植株體積指數實際增加量的大小順序為T2 ＞CK ＞ T3 ＞T1；而不同處理的植株體積增長率的大小順序為T2 ＞T3 ＞T1 ＞CK，其中，T2 處理的植株體積增長率為505.94%，比對照高出277.26%，T3處理的植株體積增長率比對照高出161.61%，T1處理和CK 之間植株體積增長率在P＜0.05 的水平上有差異。比較體積指數的變化量可知，輕度修剪（T1）、適度修剪（T2）和重度修剪（T3）的植株體積增長率均高于不修剪（CK）的，說明盆栽藍莓可以通過修剪促其新枝萌發和快速生長，重度修剪的植株體積增長率高于對照的，而其植株體積指數的實際增加量卻低于對照的。綜合分析認為：適度修剪較有利于藍莓品種‘夏普藍’樹體的恢復，在修剪120 d 后其株型即可達到不修剪的株型，且其植株較為松散，其通風透光性顯著強于不修剪的植株。

2.2 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株主莖總粗度的影響

不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株主莖總粗度的影響情況如圖2 所示。由圖2 可知，不同處理的主莖總粗度增加量的大小順序為T2 ＞T1 ＞CK ＞T3，而其增長率的大小順序為T2 ＞T1 ＞T3 ＞CK。由于選材的差異，4 個處理試材的初始主莖總粗度略有差異，T2 處理試材的初始主莖總粗度雖然最小，但其增加速度一直最快，修剪90 d 時已超越對照的，修剪120 d 時其主莖總粗度已達到最大，其增長率達116.93%；其次是對照的；最低的是T3 處理的，無論是增長率還是實際增加量，T3 與T1、CK 處理間的差異均不顯著。以上結果說明，適度修剪有利于藍莓品種‘夏普藍’植株莖粗的增加，而重度修剪由于修剪量過大，對藍莓植株生長的影響較大，延緩了‘夏普藍’植株主莖粗度的增加。

圖1 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株體積指數的影響Fig.1 Effects of different pruning degrees on plant volume index of ‘Sharpblue’

圖2 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株主莖總粗度的影響Fig.2 Effects of different pruning degrees on the total diameter of main stem of ‘Sharpblue’

2.3 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片葉綠素相對含量（SPAD 值）的影響

為了保持取材的一致性，各處理的初始葉片樣品均取未修剪枝條的中下部葉片，修剪15 d 后則選取新萌發枝條的完全展開葉片作為測試葉片樣品。所以，各處理植株葉片的SPAD 值，修剪15 d 時均開始緩慢增加，修剪60 d 時均開始快速增加，修剪90 d 時均達到最大值，修剪105 d 時開始出現不同程度的下降；修剪135 d 時T2 處理的SPAD 值最高，其次是T3 處理的，T1 處理和CK的均最低且此兩者間無顯著差異。不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片葉綠素相對含量（SPAD值）的影響情況如圖3 所示。由圖3 可知，修剪60 d 后T2 處理的SPAD 值迅速超越其他3 個處理的，之后一直高于其他3 個處理的。修剪120 d 后不同處理的‘夏普藍’植株葉片葉綠素含量增加量的大小順序為T2 ＞T3 ＞T1 ＞CK，而其增加率的大小順序為T2 ＞T3 ＞CK ＞T1。這一結果說明，對‘夏普藍’進行適度的修剪，可以延緩秋季其葉片因溫度降低而造成的葉綠素的降解，從而增強樹體的光合能力。

圖3 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片葉綠素 相對含量（SPAD 值）的影響Fig.3 Effects of different pruning degrees on leaf relative chlorophyll content (SPAD value) of ‘Sharpblue’

2.4 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片超氧化物歧化酶活性的影響

不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影響情況如圖4所示。由于初始葉片樣品均為未修剪枝條的中下部葉片，修剪15 d 后供試的葉片樣品才開始選用新萌發枝條的完全展開葉片，所以4 種處理的藍莓葉片中的SOD 含量在修剪0 ～30 d 時均有所增加，這屬于新葉正常生理活性的增加。修剪30 ～60 d 內處理 T1 和T2 的SOD 含量均繼續增加，而T3 和CK 的均降低；修剪60 d 后只有CK的有少量增加，其他3 個處理的均有不同程度的下降；修剪90 d 時其含量又開始增加，修剪120 d時的SOD 含量，T2 處理的最高，其次為T1 處理的，CK 和T3 處理的均較低且兩者間無顯著差異。SOD 含量高則葉片清除自由基的能力越強[12]。適度修剪（T2）后新萌發的葉片生理活性較高，重度修剪（T3）的由于樹體恢復慢造成葉片的生理活性較低，而不修剪（CK）的由于樹體通透性差、葉片早衰致使其生理活性較低。分析圖4 顯示的變化趨勢可知，適度修剪60 ～120 d 的植株葉片一直保持著相對較高的SOD活性，延緩了‘夏普藍’葉片的衰老。

圖4 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片超氧化 物歧化酶活性的影響Fig.4 Effects of different pruning degrees on superoxide dismutase activity in ‘sharpblue’ leaves

2.5 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片過氧化氫酶活性的影響

不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片過氧化氫酶（CAT）活性的影響情況如圖5 所示。由圖5 可知，不同處理的葉片CAT 活性，除了T3處理的在修剪30 d 時有較大的波動外，其他幾個處理的在修剪90 d 之前的變化均較平穩且其變化趨勢均較一致；修剪120 d 時，T1、T3 處理和CK的CAT 活性均又迅速增加。出現這一現象的原因可能是，修剪90 d 后葉片衰老，其SOD 活性在修剪120 d 時又增強，因而產生的H2O2較多，故激發了CAT 的活性，但是，由于CAT 活性閾值的限制，過多的H2O2又抑制了CAT 的活性；而T2 處理延緩了葉片的衰老，所以才使得T2 的CAT 活性比其他3個處理的都要弱些。分析以上結果可知，適度修剪（T2 處理）可延緩‘夏普藍’葉片的衰老。

圖5 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片過氧化 氫酶活性的影響Fig.5 Effects of different pruning degrees on catalase activity in ‘Sharpblue’ leaves

2.6 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中超氧陰離子產生速率的影響

不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中超氧陰離子（O2-）產生速率的影響情況如圖6所示。由圖6 可知，不同程度的修剪后，4 個處理的藍莓‘夏普藍’植株葉片O2-產生速率的變化趨勢均較一致。修剪60 d 時，T3、CK 和T1、T2 處理的葉片O2-產生速率在P＜0.05 的水平上均有顯著差異，而在其他時間點的差異均不顯著；修剪90 d 時，不同處理的葉片O2-產生速率均略有下降；修剪120 d 時，由于葉片衰老，不同處理的葉片O2-產生速率均再次升高；修剪0 ～90 d 時，葉片中O2-的產生速率，CK 的相對較低，T3 處理的相對較高；修剪90 d 后，4 個處理間葉片O2-產生速率的差異不顯著。產生這一結果的原因可能是，剛修剪時，植株感受到了逆境的信號，于是植株葉片代謝加快，SOD 活性增強，提高了超氧陰離子（）的清除效率，修剪60 d 后植株自我修復能力增強，葉片超氧陰離子（O2-）的產生速率減緩，修剪90 d 后葉片衰老，葉片中超氧陰離子（O2-）的產生速率略有上升，但各處理間的差異不顯著。試驗結果表明，不同程度的修剪處理使得‘夏普藍’植株葉片因修剪而致的傷害和藍莓自身的修復達到了動態平衡，所以4 個處理間葉片O2-產生速率的差異不顯著。

圖6 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中超氧 陰離子產生速率的影響Fig.6 Effects of different pruning degrees on the production rate of superoxide anion in ‘Sharpblue’ leaves

2.7 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中丙二醛含量的影響

葉片中丙二醛（MDA）的含量間接地反映了植株受傷害的程度。不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中丙二醛含量的影響情況如圖7 所示。圖7 表明，修剪30 d 時，各處理的MDA 值均升高，之后出現了不同程度的下降趨勢，而CK 處理的葉片MDA 含量隨著葉片的衰老而緩慢升高；修剪90 d 時，CK 葉片中的MDA 含量接近T3 而又高于T2 和T1 處理的，說明因不修剪（CK）而形成的郁閉給樹體帶來的傷害程度大于因重度修剪而給樹體造成的傷害程度。修剪60 d 后，T2 處理的葉片MDA 含量一直相對較低，說明適度修剪對‘夏普藍’的傷害較輕，植株自我修復能力較強。

圖7 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中丙二 醛含量的影響Fig.7 Effects of different pruning degrees on malondialdehyde content in ‘sharpblue’ leaves

2.8 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中可溶性蛋白質含量的影響

可溶性蛋白質具有很強的親水能力，可以增強組織的保水力[13]。不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中可溶性蛋白質含量的影響情況如圖8 所示。由圖8 可知，修剪之后植株的通風透光性得以提高，為了避免葉片的過度失水，T2和T3 處理的葉片中可溶性蛋白的含量增加了，修剪60 d 時，其新葉片均達到了一定數量，能滿足植株正常生長所需，而其可溶性蛋白含量緩慢降低，至修剪90 d 時，氣溫降低，葉片開始進入衰老期，葉片中可溶性蛋白的含量又緩慢升高，之后由于對照和T1 處理的葉片衰老較快，其葉片中可溶性蛋白的含量也隨之降低，至修剪120 d 時，T2 處理的葉片中可溶性蛋白的含量最高，與其他3 個處理間的差異均顯著。試驗結果表明，適度修剪有利于‘夏普藍’植株葉片可溶性蛋白的合成與積累，能增強植株的抗逆性。

圖8 不同程度的修剪處理對‘夏普藍’植株葉片中可溶 性蛋白質含量的影響Fig.8 Effects of different pruning degrees on soluble protein content in ‘sharpblue’ leaves

2.9 生長和生理指標間的相關性分析

對不同程度修剪后的‘夏普藍’植株葉片的8 個生長和生理指標間的相關性進行了分析，結果見表1。表1 表明，主莖總粗度和植株體積指數、葉片葉綠素相對含量（SPAD 值）之間均呈極顯著相關，說明植株主莖越粗壯越有利于植株萌發新枝、新葉，越有利于植株體積的增加；葉片CAT活性和SOD 活性、O2-產生速率、MDA 含量之間也均呈極顯著相關，表明逆境下葉片MDA 含量的增加，同時能增強SOD 的活性，激發CAT 的活性，提高O2-的產生速率。

表1 修剪后‘夏普藍’植株葉片的8 個生長和生理指標間的相關性分析結果?Table 1 Correlation analysis of eight growth and physiological indexes of ‘sharpblue’ leaves after pruning

3 結論與討論

研究結果表明：不修剪和輕度修剪均造成了果樹的郁閉，致使其通風透光性差，從而抑制了新枝的萌發和植株的正常生長發育；重度修剪破壞了植株正常的葉幕，使得植株在短時間內受到了傷害，導致其生理活性異常，光合利用率低，生長受到抑制；適度修剪能改善樹體內部的光照條件，形成良好的葉幕結構，葉片的自我修復能力及其生理活性均較強，可促進植株生長和花芽分化，最終提高藍莓果實的產量和質量。綜合分析可知，基質盆栽的藍莓品種‘夏普藍’植株的最適宜的修剪方式是適度修剪，即修剪掉全部枝條量的20%左右。

整形修剪是果樹栽培中最重要的管理技術，可以改善樹體與環境的關系。利用科學的修剪技術調節植物器官形成的數量和質量，調控養分的吸收、運轉和分配，從而達到調節果樹生長與結果的關系，最終達到優質豐產的目的。夏季是植物快速生長的季節，如果任其生長，必定會造成枝條過密，樹冠郁閉，最終影響其營養生長。因此，在生產上增加夏季修剪環節，可以構建其合理的葉幕層，促進其花芽分化和養分的有效積累。對于藍莓這種上半年結果的植物而言，夏季采收結束后更應該及時剪除其結果枝和無效枝。有關果樹修剪的研究報道中，常見的是有關獼猴桃、葡萄等修剪的研究報道：如宋海巖等[14]在對‘翠玉’獼猴桃夏季修剪的研究中發現，花后40 d 采取零葉修剪的方法（即在結果蔓最后一果以上不留葉片處進行短截，每一結果母蔓上最多短截3 枝）進行修剪 ，對‘翠玉’獼猴桃旺盛結果蔓最有效，不僅能促進獼猴桃植株對養分的積累，還能提高其果實品質；商佳胤等[15]采用“三段式”修剪法，設置“4 + 8 + 8”“4 + 12 + 4”“4 + 4 + 12”這3 種 修剪搭配方法，研究了不同修剪方法對巨玫瑰葡萄果實發育、品質及果實中醇醛化合物含量的影響情況，結果發現，最佳的修剪方法為“4+12+4”的“三段式”修剪法，即第1 段4 葉（花序以下新梢，副梢抹除）+第2 段12 葉（花序以上新梢4 葉摘心，保留副梢2 葉）+第3 段4 葉（摘心以上新梢4 葉摘心，副梢抹除）。然而，關于藍莓夏季修剪的研究報道卻很少。因此，本研究采用的修剪方法，對控制盆栽藍莓植株徒長、促進藍莓花芽分化、提高開花結實等都有重要作用，可為藍莓的夏季修剪提供科學有效的方法。

植物的光合、呼吸、固氮等代謝過程中會產生活性氧類物質（Reactive oxygen species，ROS）， 正常情況下，植物體內ROS 的產生和清除處于動態平衡狀態，ROS 的清除過程主要借助POD、SOD 等抗氧化酶及抗氧化物質的協同作用來完 成[16-17]。研究結果表明，不同程度的修剪處理間藍莓品種‘夏普藍’植株葉片中超氧陰離子（O2-）產生速率的差異不顯著，這可能因為，不同程度的修剪給‘夏普藍’植株造成的傷害程度和藍莓自身的修復能力達到了動態平衡。而不同處理間葉片SOD 和CAT 活性的差異均顯著，隨著處理時間的延長，兩者活性的變化都較大，說明藍莓‘夏普藍’葉片中起主導作用的抗氧化酶可能就是SOD 和CAT。MDA 是膜脂過氧化的主要產物之一，MDA在生物體內的含量可用來代表生物體所受氧化壓力的程度[18]，當植物遭遇逆境時，MDA 含量會顯著上升[18-20]。研究中發現，3 個修剪處理與對照間葉片中MDA 含量的差異均顯著，特別是葉片衰老后，修剪處理的MDA 含量上升的速度低于對照的，說明修剪有利于延緩‘夏普藍’葉片的衰老。葉片中的可溶性蛋白在逆境下能為植物提供物質和能量，是評價植物抵抗傷害能力的重要指標。研究結果表明，適度修剪和不修剪的葉片中可溶性蛋白的含量均無顯著差異，且其變化趨勢一致，說明適度修剪對葉片中可溶性蛋白含量的影響不顯著。

研究中發現，夏季適度修剪‘夏普藍’較有利于其植株枝條的萌發和生長，能使其形成合理的樹冠。修剪后120 d 時，適度修剪的植株體積指數增長率為462.41%，與對照的植株體積指數的差異顯著；修剪120 d 后，其生長量（體積指數）超過了對照，且其主莖總粗度增加值超過了其他 3 個處理的，其葉片SPAD 值在修剪90 d 時達到峰值，之后開始緩慢下降。調查中還發現，果后適度修剪和重度修剪的植株均可在修剪60 d 內快速萌發新枝條，適度修剪（T2 處理）的枝條量在修剪90 d 時已超過不修剪（CK）的，主要因為適度修剪后的植株去除了無效枝條，提高了植株內部的通風透光率，同時也促進了花芽分化，使植株的自我修復能力達到最佳狀態，從而有利于果實產量和質量的提高，這與Bhusal 等[21]的研究結果一致?！钠账{’果實成熟期不一致，采果期較長，本試驗是在全部果實采收后統一修剪的，這樣修剪對不同時期花芽分化的影響究竟是積極的還是消極的，還有待于進一步研究，今后可以設在80%果實采收后的不同時期進行修剪試驗，以深入研究修剪對結果枝花芽分化及其第2年果實產量和質量的影響情況。