兩個(gè)櫻桃品種對(duì)不同土壤條件的生理響應(yīng)

孫蕊+王羽淑+江文+王貝貝+劉磊+張雪微+駱建霞

摘 要：以布魯克斯和美早櫻桃為試材，通過(guò)對(duì)其生理及光合特性的測(cè)定分析，了解其對(duì)土壤條件的適應(yīng)性。結(jié)果表明，種植于沙土中的櫻桃，MDA和可溶性糖含量、POD和CAT活性極顯著高于種植于粘壤土中的櫻桃；而種植于粘壤土中的櫻桃，根系活力和凈光合速率顯著或極顯著高于種植于沙土中的；在2種土壤條件下，櫻桃的SOD活性和色素含量未發(fā)生顯著變化。布魯克斯的凈光合速率、根系可溶性糖含量及POD活性極顯著高于美早，而美早的類胡蘿卜素含量、葉片可溶性糖和MDA含量較高；2個(gè)品種的根系活力、葉綠素含量及SOD活性差異不顯著。土壤條件與櫻桃品種對(duì)可溶性糖含量、凈光合速率、MDA含量和根系活力存在顯著或極顯著的互作效應(yīng)，對(duì)抗氧化酶活性、色素含量不存在互作效應(yīng)。綜合各指標(biāo)分析以及植株的生長(zhǎng)表現(xiàn)認(rèn)為，粘壤土比沙土更適合櫻桃的生長(zhǎng)；布魯克斯比美早對(duì)土壤的適應(yīng)性更強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：土壤條件；櫻桃；品種；生理及光合特性

中圖分類號(hào)：S662.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.04.001

Physiological Responses of Two Cherry Cultivars to Different Soil Conditions

SUN Rui1，WANG Yushu1，JIANG Wen2，WANG Beibei1，LIU Lei1，ZHANG Xuewei1，LUO Jianxia1

（College of Horticulture and Landscape，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China；2.Tianjin Cherry Valley Agricultural Technological Development Company Limited， Tianjin 301908，China）

Abstract： Using cherry cultivars ‘Brooks and ‘Tieton as test materials， the physiological and photosynthetic characteristics of the tow cultivars were the determined and analyzed to understand their adaptability to soil conditions. The results showed that MDA and soluble sugar contents， POD and CAT activities in the plants grown in the sand loam were very significantly higher than that cultivated in clay loam which were in turn significantly higher or very significantly higher than that planted in sandy soil in respect of root activity and net photosynthetic rate. The pigment content and the SOD activity did not vary significantly in two different soil conditions. The net photosynthetic rate， root POD the activity and soluble sugar content of ‘Brooks were significantly higher than that of ‘Tieton while the carotenoid content， leave soluble sugar and MDA content of ‘Tieton were relativelyhigher. There were no significant differences between the two cultivars in root activity， chlorophyll content and SOD activity. Soil conditions and cherry cultivars had significant or very significant interaction with soluble sugar content， net photosynthetic rate， MDA content and root activity and no interaction with antioxidant enzyme activity and pigment content. According to the comprehensive analysis above and plant growth in the field， the clay loam was more suitable to cherry growth than the sandy loam and ‘Brooks had greater adaptability to soil conditions than ‘Tieton.

Key words： soil condition； cherry； cultivars； physiological and photosynthetic characteristics

大櫻桃（Prunus avium L.）屬薔薇科（Rosaceae）李屬（Prunus L.）植物， 其果實(shí)色澤艷麗，甜酸適口，含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，備受消費(fèi)者青睞，其被稱為果中珍品。隨著人們生活水平的提高，果品種類日益豐富，大櫻桃的栽培面積不斷地?cái)U(kuò)大，有關(guān)大櫻桃的研究也多有報(bào)道[1-8]。土壤是櫻桃生產(chǎn)與栽培的基礎(chǔ)，研究土壤條件對(duì)櫻桃品種生長(zhǎng)發(fā)育的影響，對(duì)櫻桃的推廣應(yīng)用和栽培管理措施的制定具有重要的指導(dǎo)意義。布魯克斯和美早是櫻桃生產(chǎn)中的主栽品種，目前尚未見有關(guān)于布魯克斯和美早對(duì)土壤條件適應(yīng)性的研究。

本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)不同土壤條件下種植的布魯克斯和美早進(jìn)行根系活力、抗氧化酶活性、凈光合速率和色素含量等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，旨在了解其對(duì)土壤條件的適應(yīng)性，從而為2個(gè)櫻桃品種在生產(chǎn)中的推廣種植提供理論參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

以布魯克斯和美早2年生嫁接苗為試驗(yàn)材料，嫁接砧木為吉塞拉6號(hào)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2015年4月，選擇生長(zhǎng)發(fā)育基本一致的布魯克斯和美早嫁接苗，分別定植于黏壤土、沙土中（土壤性質(zhì)如表1所示），每種土壤條件下、每個(gè)品種至少種植15株，之后進(jìn)行正常的栽培管理。采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每小區(qū)4株，重復(fù)4次。2016年6月中下旬，進(jìn)行各指標(biāo)測(cè)定。

1.3 測(cè)定指標(biāo)及方法

隨機(jī)選取新梢中部成熟、有代表性的葉片進(jìn)行生理生化指標(biāo)測(cè)定[9]：采用氯化三苯基四氮唑（TTC）法測(cè)定根系活力；采用硫代巴比妥酸（TBA）法測(cè)定丙二醛（MDA）含量；采用蒽酮法測(cè)定可溶性糖含量；采用氯化硝基四氮唑藍(lán)（NBT）法測(cè)定超氧化物歧化酶（SOD）活性；采用愈創(chuàng)木酚顯色法測(cè)定過(guò)氧化物酶（POD）的活性；采用過(guò)氧化氫法測(cè)定過(guò)氧化氫酶（CAT）的活性；采用乙醇提取法測(cè)定葉綠素含量和類胡蘿卜素含量。于晴天10：00—12：00，用CI-340手持式光合儀（美國(guó)生產(chǎn)），測(cè)定葉片的凈光合速率（Pn）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用鄧肯氏新復(fù)極差法進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤條件對(duì)櫻桃生理及光合特性的影響

土壤條件對(duì)櫻桃生理生化指標(biāo)及凈光合速率變化的分析結(jié)果如表2所示。

由表2可知，種植于沙土的櫻桃，MDA含量、葉片及根系可溶性糖含量、POD及CAT的活性極顯著高于種植于黏壤土的；種植在粘壤土中時(shí)，櫻桃的根系活力和凈光合速率顯著或極顯著高于種植在沙土中的；在2種土壤條件下，櫻桃葉片中的SOD活性、葉綠素含量和類胡蘿卜素含量均未發(fā)生顯著變化。說(shuō)明土壤條件對(duì)櫻桃的凈光合速率、MDA和可溶性糖含量、POD和CAT活性的影響較大，而對(duì)SOD活性和色素含量的影響較小。種植在沙土中的櫻桃，MDA含量、可溶性糖含量、POD和CAT活性極顯著高于黏壤土中的，說(shuō)明沙土可能并非是櫻桃適宜的土壤條件，櫻桃可以通過(guò)自身調(diào)節(jié)來(lái)適應(yīng)沙土的種植條件。

2.2 2個(gè)櫻桃品種的生理特性比較

對(duì)布魯克斯、美早2個(gè)櫻桃品種的生理及光合特性進(jìn)行比較，分析結(jié)果如表3所示。

表3結(jié)果顯示，布魯克斯的POD活性、凈光合速率和根系可溶性糖含量極顯著高于美早；美早的MDA含量、葉片可溶性糖含量、類胡蘿卜素含量顯著或極顯著高于布魯克斯。而2個(gè)品種在根系活力、SOD活性、CAT活性、葉綠素含量等方面的差異不顯著。上述2個(gè)櫻桃品種在生理特性上的差異，體現(xiàn)了櫻桃的品種特性，也反映了2個(gè)櫻桃品種為保證其正常生長(zhǎng)發(fā)育所做出的生理響應(yīng)。

2.3 土壤條件對(duì)櫻桃品種生理生化指標(biāo)及凈光合速率的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，土壤條件和櫻桃品種對(duì)根系可溶性糖含量、葉片可溶性糖含量和Pn（F根可溶性糖=57.301，F(xiàn)葉可溶性糖=86.166，F(xiàn)凈光合速率=11.633）存在極顯著的互作效應(yīng)；對(duì)MDA含量、根系活力和類胡蘿卜素含量（FMDA=9.333，F(xiàn)根系活力=6.886，F(xiàn)類胡蘿卜素=5.857）存在顯著的互作效應(yīng)；而對(duì)抗氧化酶活性和葉綠素含量則不存在互作效應(yīng)。2個(gè)櫻桃品種在不同土壤條件下的各生理生化指標(biāo)分析結(jié)果如表4所示。

由表4可知，在2種土壤條件下，2個(gè)櫻桃品種的抗氧化酶活性和葉綠素含量差異不顯著；MDA含量、根系活力、類胡蘿卜素含量和葉片可溶性糖含量，2個(gè)品種反映的不一致，布魯克斯在2種土壤條件下的MDA含量和根系活力表現(xiàn)有極顯著差異，而美早則表現(xiàn)為差異不顯著；美早在2種土壤條件下的類胡蘿卜素含量和葉片可溶性糖含量表現(xiàn)為極顯著差異，而布魯克斯則表現(xiàn)為差異不顯著。根系的可溶性糖含量和葉片Pn的表現(xiàn)為2個(gè)品種反映一致，在沙土種植時(shí)根系的可溶性糖含量極顯著高于在粘壤土中種植，而Pn為在黏土中種植時(shí)極顯著高于在沙土中種植，但是增幅不同，種植在沙土中的布魯克斯的根可溶性糖含量是黏壤土中的3.54倍，而美早則為3.22倍；種植在粘壤土中的布魯克斯的Pn比沙土中的增加了5.04%，而美早則增加了12.03%。表明了2個(gè)櫻桃品種為了適應(yīng)2種土壤條件而做出的生理生化及光合特性上的響應(yīng)差異。

3 討論與結(jié)論

土壤是影響植物生長(zhǎng)的重要因素。吳思政等[10]對(duì)杏樹研究發(fā)現(xiàn)，土壤容重小，結(jié)果多、根系和新梢生長(zhǎng)良好；葛順峰等[11]研究發(fā)現(xiàn)，土壤酸化影響了蘋果植株生長(zhǎng)，尤其是根的生長(zhǎng)，降低了氮素利用效率，減弱了光合產(chǎn)物在地上部和地下部間的交換能力；蘇婷等[12]研究認(rèn)為，疏松的土壤更適合青■生長(zhǎng)，肥沃的土壤更有利于果樹的生長(zhǎng)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，粘壤土的有機(jī)質(zhì)含量和速效N，P，K含量較高，且土壤容重較低，有利于植物根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而促進(jìn)地上部枝葉的生長(zhǎng)；而沙土的含鹽量雖然較低，但有機(jī)質(zhì)含量和速效N，P，K含量也較低，且土壤容重較高，不利于根系對(duì)養(yǎng)分的吸收，從而影響地上部枝葉的生長(zhǎng)，這與櫻桃種植于粘壤土中，根系活力、凈光合速率較高是相吻合的。葉綠素是光合作用的基礎(chǔ)，類胡蘿卜素可減少不利環(huán)境對(duì)葉綠素的破壞；Pn則是反映植物光合作用的重要指標(biāo)[13-15] 。本試驗(yàn)中，參試櫻桃品種種植于2種土壤條件下時(shí)，葉綠素和類胡蘿卜素的含量無(wú)顯著差異，為較高的光合速率提供了物質(zhì)保障。MDA被廣泛應(yīng)用于指示植物細(xì)胞膜系統(tǒng)完整性及受逆境脅迫的程度；SOD，POD，CAT為酶促防御系統(tǒng)，可保持膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性；在植株受到傷害時(shí)，非酶保護(hù)劑中的可溶性糖起到主要的保護(hù)作用 [12，16]。本試驗(yàn)中，種植于沙土中的櫻桃MDA含量是黏壤土的近2倍，但可溶性糖含量、POD活性、CAT的活性極顯著高于黏壤土中的櫻桃，說(shuō)明沙土可能并非是櫻桃生長(zhǎng)最有利的土壤條件，膜系統(tǒng)受到一定損傷，從而啟動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)機(jī)制，增強(qiáng)抗氧化酶活性，以減少細(xì)胞膜的受損，這可能是由于參試櫻桃品種為適應(yīng)在沙土中正常生長(zhǎng)而做出的生理響應(yīng)。此外，試驗(yàn)中觀察到，參試櫻桃品種種植在黏壤土中的長(zhǎng)勢(shì)好于在沙土中。綜上認(rèn)為，黏壤土比沙土更適合櫻桃的生長(zhǎng)，因此，在沙土中種植櫻桃時(shí)要注意土壤的培肥措施。有關(guān)櫻桃在其他類型土壤條件下的表現(xiàn)還有待進(jìn)一步研究。

果樹種類及品種的不同，其生理特性表現(xiàn)也不同。本試驗(yàn)中，2個(gè)櫻桃品種即表現(xiàn)出其在生理特性上的差異，布魯克斯的根系可溶性糖含量、凈光合速率、POD活性高于美早，而美早葉片可溶性糖含量、類胡蘿卜素含量、MDA含量高于布魯克斯；布魯克斯根系可溶性糖含量極顯著高于美早，而美早葉片可溶性糖含量極顯著高于布魯克斯。這也可能是由于糖代謝在布魯克斯和美早中作用的部位不同。2個(gè)櫻桃品種的根系活力、SOD活性、CAT活性、葉綠素含量差異不顯著；布魯克斯的凈光合速率較高，可為其生長(zhǎng)發(fā)育提供有利保障，而美早具有較高的類胡蘿卜素含量，也有利于保護(hù)葉綠素和光合作用。另外，試驗(yàn)中觀察到，無(wú)論是在粘壤土中還是在沙土中，布魯克斯的生長(zhǎng)勢(shì)均好于美早。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，櫻桃品種與土壤條件對(duì)各測(cè)試生理生化指標(biāo)表現(xiàn)出的互作效應(yīng)存在差異，生長(zhǎng)在黏壤土中的2種櫻桃，根系活力、可溶性糖含量、凈光合速率和色素含量更高；在2種土壤條件下，布魯克斯種植能維持較高的根系活力、可溶性糖含量、凈光合速率和色素含量；美早種植在2種土壤條件下可溶性糖含量高，且抗氧化酶活性、MDA和色素含量差異不顯著。表明布魯克斯和美早2個(gè)櫻桃品種在沙土和黏壤土中種植時(shí)，可以通過(guò)不同生理生化指標(biāo)的變化，使生理代謝達(dá)到平衡，從而保證其正常生長(zhǎng)。綜合各指標(biāo)分析結(jié)果以及對(duì)2個(gè)品種植株表現(xiàn)的觀察，初步認(rèn)為，布魯克斯和美早在黏壤土和沙土中均能正常生長(zhǎng)，但粘壤土比沙土更適合櫻桃的生長(zhǎng)發(fā)育；布魯克斯比美早對(duì)土壤的適應(yīng)性更強(qiáng)。

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