氟化氫誘導(dǎo)下4種棗品種的抗性比較及其與鈣含量的相關(guān)性分析

張金璐，鄧彩萍，張曉鳳，閆喜中

氟化氫誘導(dǎo)下4種棗品種的抗性比較及其與鈣含量的相關(guān)性分析

張金璐1，鄧彩萍1，張曉鳳1，閆喜中2

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院，山西太谷030801；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山西太谷030801）

以壺瓶棗、郎棗、木棗和贊皇大棗不同棗品種的棗果和棗葉為試驗(yàn)材料，比較其對(duì)氟化氫的抗性，采用火焰原子吸收光譜法測(cè)定棗果和棗葉的鈣含量，研究氟化氫誘導(dǎo)下不同棗品種的發(fā)病率和鈣含量之間的相關(guān)性。結(jié)果表明，4個(gè)棗品種對(duì)氟化氫的抗性差異明顯，抗性大小依次為贊皇大棗＞木棗＞郎棗＞壺瓶棗；3個(gè)處理下的發(fā)病率差異明顯，發(fā)病率大小依次為誘導(dǎo)組＞防治組＞對(duì)照組，說(shuō)明噴鈣可以有效減輕氟化氫傷害。不同品種棗果和棗葉的鈣含量具有顯著性差異，其中，贊皇大棗和木棗的棗果和棗葉鈣含量均高于其他品種；不同品種棗葉鈣含量均高于棗果。不同品種棗果和棗葉鈣含量與發(fā)病率均呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為-0.783和-0.588，即鈣含量越高，發(fā)病率越低。研究結(jié)果可為植物防止氟化氫傷害提供理論參考。

棗；品種；氟化氫；抗性；火焰原子吸收光譜法；鈣含量

氟化物是一類(lèi)對(duì)作物毒性很強(qiáng)的大氣污染物，其中以氟化氫（HF）影響最嚴(yán)重[1-3]。氟化氫對(duì)植物傷害機(jī)制研究多有報(bào)道，張學(xué)平等[4]利用熏氣方式模擬大氣氟化氫污染，測(cè)定了葉片的葉綠素?zé)晒鈪?shù)和細(xì)胞膜透性，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)得出，在空氣中氟化氫污染較為嚴(yán)重的區(qū)域種植大戟科鄉(xiāng)土樹(shù)種應(yīng)優(yōu)先選擇千年桐和黃桐等；勾曉華等[5]對(duì)氟化氫誘導(dǎo)后植物葉片中SOD酶活力及過(guò)氧化物MDA含量的變化進(jìn)行研究，結(jié)果表明，氟化氫可抑制SOD酶活性，使自由基積累，引起膜脂過(guò)氧化，破壞膜的完整性，導(dǎo)致植物受到傷害；孫同高[6]研究了氟化氫脅迫下5個(gè)華南鄉(xiāng)土樹(shù)種苗木的影響，得出植物具有自身調(diào)節(jié)對(duì)氟化氫的抗性機(jī)能，但超過(guò)閾值，植物便會(huì)受到傷害，且不同植物個(gè)體存在差異。有研究發(fā)現(xiàn)，鈣可以有效地抑制氟化氫的傷害，在氟化物和鈣的代謝間存在明顯的相互作用，一方面，植物中的鈣含量能改變氟化物的遷移和累積；另一方面，植物中氟化物的累積通過(guò)改變其鈣的濃度和形態(tài)，從而抑制代謝[7]。大氣氟污染嚴(yán)重傷害植物，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的事件也時(shí)有發(fā)生，如山西省晉中地區(qū)發(fā)生的主要由氟污染引起的棗黑頂病給當(dāng)?shù)貤棙I(yè)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，2007年僅在晉中棗區(qū)紅棗經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)1億多元[8-11]。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院森林保護(hù)專(zhuān)業(yè)課題組自棗黑頂病發(fā)現(xiàn)以來(lái)，對(duì)其致病機(jī)理和防治[12-14]方法的探索從未間斷。

本研究選取了具有代表性的4個(gè)抗性不同的棗品種，探究不同棗品種對(duì)氟化氫的抗性及其與鈣含量之間的相互關(guān)系，旨在為選育抗性棗品種和不同棗品種對(duì)氟化氫的抗性機(jī)理研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗(yàn)在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)棗品種資源圃?xún)?nèi)進(jìn)行。山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所地處山西省中部，地理位置為37°23′N(xiāo)，112°32′E。該地區(qū)屬暖溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫9.9℃，無(wú)霜期160～180 d，降雨量462.9 mm。試驗(yàn)地屬于丘陵臺(tái)地，粉砂壤土，土層深厚，中性偏堿，pH值為7.8～8.2。

1.2 材料、試劑和儀器

1.2.1 試驗(yàn)材料 供試材料為4個(gè)棗品種，分別為壺瓶棗、郎棗、木棗和贊皇大棗，其中，壺瓶棗為晉中地區(qū)的主栽品種，每個(gè)品種選3株作為重復(fù)，共12株，所選棗樹(shù)樹(shù)勢(shì)均較強(qiáng)，結(jié)果適中。

1.2.2 試驗(yàn)試劑 40%的氫氟酸溶液產(chǎn)自天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠(chǎng)，氫氧化鈣產(chǎn)自天津市天利化學(xué)試劑有限公司。

1.2.3 試驗(yàn)儀器 AA7020原子吸收光譜儀，中科美菱DW-HL328冰箱，上海博訊DHG-9070電熱鼓風(fēng)干燥箱，F(xiàn)A2104上皿電子天平，東億150T粉碎機(jī)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

從2016年8月初開(kāi)始試驗(yàn)，此時(shí)棗樹(shù)處于膨大期，將每株棗樹(shù)分為3個(gè)處理區(qū)，分別為誘導(dǎo)區(qū)、防治區(qū)和對(duì)照區(qū)，每個(gè)處理區(qū)按東南西北中5個(gè)方向各選1枝，每枝噴施10個(gè)棗果和周邊棗葉，每株共調(diào)查棗果150個(gè)，棗葉若干。誘導(dǎo)液是將40%的氫氟酸溶液稀釋成400 mg/L，現(xiàn)用現(xiàn)配；防治液是將氫氧化鈣飽和溶液稀釋150倍，儲(chǔ)備于塑料瓶中備用；對(duì)照噴清水處理。每個(gè)處理區(qū)早晚各噴藥一次。誘導(dǎo)區(qū)噴誘導(dǎo)液處理；防治區(qū)初期噴誘導(dǎo)液，當(dāng)出現(xiàn)病斑后停噴，開(kāi)始噴防治液；對(duì)照區(qū)2次都噴清水。每個(gè)處理區(qū)每天定株定果噴藥直至出現(xiàn)4級(jí)病果，調(diào)查和統(tǒng)計(jì)棗果的發(fā)病率。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目及方法

鈣含量的測(cè)定采用火焰原子吸收法，從對(duì)照組隨機(jī)選取棗果和棗葉各100 g，棗葉去葉脈后切成小條，棗果去果核后切成小片，90℃殺青15 min，60℃恒溫烘至恒質(zhì)量，粉碎后4℃冷藏[15]。于山西農(nóng)業(yè)大學(xué)中心實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鈣含量的測(cè)定。

統(tǒng)計(jì)氟化氫誘導(dǎo)下不同棗品種的發(fā)病率。首先根據(jù)棗果病果分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[9]，對(duì)各發(fā)病棗果進(jìn)行定級(jí)，并統(tǒng)計(jì)病果數(shù)量，計(jì)算發(fā)病率。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理和表格的繪制，通過(guò)SPSS22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)相關(guān)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟化氫誘導(dǎo)下不同棗品種發(fā)病情況

由表1可知，壺瓶棗誘導(dǎo)處理的發(fā)病率顯著高于壺瓶棗防治組和郎棗誘導(dǎo)組。壺瓶棗、郎棗、木棗和贊皇大棗誘導(dǎo)組的發(fā)病率分別為72.7%，34.7%，10.7%和1.3%，壺瓶棗、郎棗、木棗和贊皇大棗防治組的發(fā)病率分別為43.3%，9.3%，2.7%和0，無(wú)論是誘導(dǎo)組還是防治組，4個(gè)品種的發(fā)病率大小均為：壺瓶棗＞郎棗＞木棗＞贊皇大棗，說(shuō)明4個(gè)棗品種對(duì)氟化氫的抗性大小依次排序?yàn)椋嘿澔蚀髼棧灸緱棧纠蓷棧緣仄織棥?/p>

壺瓶棗誘導(dǎo)組、防治組和對(duì)照組的發(fā)病率分別為72.7%，43.3%，0，防治組發(fā)病率比誘導(dǎo)組減少29.4百分點(diǎn)；郎棗誘導(dǎo)組、防治組和對(duì)照組的發(fā)病率分別為34.7%，9.3%，0，防治組發(fā)病率比誘導(dǎo)組減少25.4百分點(diǎn)；木棗誘導(dǎo)組、防治組和對(duì)照組的發(fā)病率分別為10.7%，2.7%，0，防治組發(fā)病率比誘導(dǎo)組減少8百分點(diǎn)；贊皇大棗誘導(dǎo)發(fā)病率為1.3%，其他處理均無(wú)發(fā)病。由上述可知，4個(gè)棗品種在不同處理下的發(fā)病率大小均為：誘導(dǎo)組＞防治組＞對(duì)照組，且防治組比誘導(dǎo)組的發(fā)病率減少量隨著棗品種抗性的加強(qiáng)在減少，鈣劑防治對(duì)于抗性弱的品種 防效更明顯。

表1 不同品種棗果發(fā)病情況統(tǒng)計(jì)

2.2 不同品種棗果和棗葉鈣含量的比較

從表2可以看出，贊皇大棗和木棗的棗果鈣含量顯著高于郎棗和壺瓶棗，贊皇大棗的棗葉鈣含量顯著高于木棗、郎棗和壺瓶棗，無(wú)論是棗果還是棗葉，贊皇大棗的鈣含量都高于其他棗品種，木棗次之，贊皇大棗和木棗為鈣含量較高的品種；4個(gè)品種的棗葉鈣含量遠(yuǎn)高于棗果，是棗果鈣含量的5～7倍。

表2 不同品種棗果和棗葉鈣含量的比較 mg/kg

2.3 不同品種棗果和棗葉鈣含量與發(fā)病率的相關(guān)性分析

將不同品種棗果和棗葉鈣含量與其對(duì)應(yīng)發(fā)病率進(jìn)行相關(guān)性分析，得到一元回歸方程（表3）。不同品種棗果和棗葉鈣含量與發(fā)病率均呈負(fù)相關(guān)，即鈣含量越高，發(fā)病率越低，不同品種棗果和棗葉與發(fā)病率的相關(guān)系數(shù)分別為-0.783和-0.588，分別達(dá)到強(qiáng)相關(guān)和中等相關(guān)水平，說(shuō)明不同品種棗果和棗葉鈣含量的多少對(duì)氟化氫的抗性有影響。

表3 不同品種棗果和棗葉鈣含量與發(fā)病率的相關(guān)分析

3 結(jié)論與討論

4個(gè)棗品種的發(fā)病率差異明顯。4個(gè)品種間的發(fā)病率大小排序?yàn)閴仄織棧纠蓷棧灸緱棧举澔蚀髼?，由此可推測(cè)，4個(gè)品種間對(duì)氟化氫的抗性大小依次為贊皇大棗＞木棗＞郎棗＞壺瓶棗，該結(jié)果與檀柔柔等[16-18]的研究結(jié)果相一致。

3個(gè)處理下的發(fā)病率差異明顯。4個(gè)棗品種的發(fā)病率均為誘導(dǎo)組＞防治組＞對(duì)照組，說(shuō)明噴施鈣可以有效減輕氟化氫污染；對(duì)照組均無(wú)發(fā)病，說(shuō)明該地區(qū)屬氟清潔區(qū)，自然條件下不會(huì)發(fā)病，發(fā)病棗果均為氟化氫誘導(dǎo)產(chǎn)生，保證了試驗(yàn)結(jié)果的可靠性。

不同品種棗果和棗葉的鈣含量間具有顯著性差異。贊皇大棗和木棗的棗果鈣含量顯著高于郎棗和壺瓶棗，贊皇大棗的棗葉鈣含量顯著高于木棗、郎棗和壺瓶棗。不同品種棗葉鈣含量均高于棗果，棗果鈣含量的多少與棗葉相關(guān)，不同棗品種的鈣含量積累量間有顯著差異，且品種之間差異較大[19-20]。

不同品種棗果和棗葉鈣含量與發(fā)病率均呈負(fù)相關(guān)，即鈣含量越高，不同品種棗的發(fā)病率越低。實(shí)地觀察中，棗葉并未發(fā)病，且4個(gè)品種的棗果和棗葉鈣含量大小具有相同的排序，即贊皇大棗＞木棗＞郎棗＞壺瓶棗，說(shuō)明棗葉鈣含量與發(fā)病率相關(guān)，可能與品種本身的鈣含量差異有關(guān)，這還有待進(jìn)一步深入研究。

志謝：感謝山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)棗品種資源圃為本試驗(yàn)提供樣地。

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Comparative Analysis of Resistance and Calcium Content of Four Jujube Cultivars Induced by Hydrogen Fluoride

ZHANGJinlu1，DENGCaiping1，ZHANGXiaofeng1，YANXizhong2
（1.Collegeof Forestry，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China；2.Collegeof Agronomy，Shanxi Agricultural University，Taigu 030801，China）

Four jujubecultivars,quot;Hupingzaoquot;,quot;Langzaoquot;,quot;Muzaoquot;andquot;Zanhuangdazaoquot;,were compared to test their resistance to hydrogen fluoride.And calcium content of jujube fruits and leaves were tested by using Flame Atomic Absorption Spectrometry to investigatethe correlation between the fruits incidence and calciumcontent of different jujubecultivarsinduced by hydrogen fluoride.The resultsshowed that theresistanceof four jujubevarietiestohydrogen fluoridewasdifferent,thetrend of resistance was Zanhuangdazao＞Muzao＞Langzao＞Hupingzao.The fruits incidence under three treatments also had significant difference,the trend was Induction group＞Prevention group＞Control group,which indicated the spraying calcium could reduce hydrogen fluoride damage effectively.The calcium content of fruits and leaves in different varieties had significant difference,the content of calcium in fruits and leaves of Zanhuangdazao and Muzao was higher than the other varieties.And the calcium content in jujube leaves of different varieties was higher than that of in fruits.There was a significant negative correlation between the calcium content of fruit and leaves and the incidence in different varieties（r＝-0.783;r＝-0.588）,this showed the higher the calcium content was,the lower the incidence was.This study will provideabasisfor plant prevention and treatment under hydrogen fluorideinjury.

jujube;varieties;hydrogen fluoride;resistance;flameatomic absorption spectrometry;calciumcontent

S665.1

A

1002-2481（2017）12-1943-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.12

2017-08-23

山西省應(yīng)用基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（201701D121006）；山西省農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化和推廣示范項(xiàng)目（SXNKTG201715）

張金璐（1992-），男，山西陽(yáng)泉人，在讀碩士，研究方向：森林病理學(xué)。鄧彩萍為通信作者。