天津地區(qū)設(shè)施藍莓不同品種光合特性的研究

王春華，孫世海，郭茹，葉霞，巢陽

(天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津 300384)

藍莓(VacciniumuliginosumL.)又名越橘、藍漿果，屬杜鵑花科(Ericaceae)，越橘屬(VacciniumL.)，以灌木為主的多年生果樹[1]，風(fēng)味獨特，營養(yǎng)保健價值高，加工制品多[2，3]。全世界有450種，我國已知有91種28個變種[4]。商業(yè)栽培的藍莓品種主要分為矮叢藍莓、半高藍莓、高叢藍莓和兔眼藍莓四大類型。近年來藍莓的種植面積呈現(xiàn)了快速增長的態(tài)勢，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為五大健康食品之一[5]。

目前我國有關(guān)藍莓的研究多在引種、物候特性、土壤改良、修剪、防寒越冬等方面[6-7]，對其光合作用的研究報道不多[8-13]。研究植物的光合特征是分析外界環(huán)境影響植物光合生理代謝的重要手段。因此，對設(shè)施栽培的藍莓5個品種的光合參數(shù)進行了測定分析，為設(shè)施藍莓引種、馴化、提高產(chǎn)量及改善品質(zhì)提供理論依據(jù)，也為我國引進藍莓品種提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2017—2018年9月在天津農(nóng)學(xué)院溫室進行，采用盆栽，栽培基質(zhì)為福洛伽泥炭、蛭石和珍珠巖，均購自朝日物產(chǎn)(天津)園藝科技股份有限公司，栽培盆內(nèi)徑30 cm、深30 cm。澆灌WPM配方的1/3大量營養(yǎng)元素和鐵鹽營養(yǎng)液，其他同常規(guī)栽培管理。

供試材料為3年生的北高叢藍莓都克、斯巴坦，南高叢藍莓陽光藍、夏普藍，半高叢藍莓北空共5個品種。

1.2 方法

于晴天上午9:00-11:30每個品種選擇長勢較一致的3個單株，每個單株選取新稍自其頂部向下數(shù)的第3～5片成熟的葉片進行光合測定。測定儀器為便攜式光合作用測定系統(tǒng)CIRAS-3，控制葉室中CO2濃度為375 μL/L，溫度28 ℃，光合有效輻射(PAR)設(shè)置為0、50、100、200、300、500、800、1 000、1 200、1 500 μmol·m-2·s-1。測定指標(biāo)包括凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、細(xì)胞間CO2濃度(Ci)、氣孔導(dǎo)度(Gs)等。

每個品種選取10株，測定了新枝長、每株新枝條數(shù)、葉長、葉寬、每株的最長枝條的長度、貼近基質(zhì)表面的主枝處的地徑。采用SPAD-502葉綠素儀測定藍莓葉片SPAD值，每個葉片取5點分別測定。

用Microsoft Excel完成對數(shù)據(jù)及圖表的基本處理，采用SPSS17.0軟件進行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 藍莓不同品種主要光合特性參數(shù)分析

2.1.1 藍莓不同品種的光照響應(yīng)特征 由表1可看出，光合有效輻射為0 μmol·m-2·s-1，北空凈光合速率最小，其他4個品種的凈光合速率無顯著差異；光合有效輻射在50 μmol·m-2·s-1，斯巴坦凈光合速率最大，斯巴坦與夏普藍差異性顯著，其他3個品種無顯著性差異；光合有效輻射100 μmol·m-2·s-1，斯巴坦凈光合速率最大，斯巴坦與陽光藍、夏普藍有顯著性差異，與北空、都克也有顯著性差異；光合有效輻射在200～800 μmol·m-2·s-1，5個品種的凈光合速率無顯著性差異；光合有效輻射在1 000 μmol·m-2·s-1，北空凈光合速率最大，顯著高于斯巴坦與夏普藍，其他品種無差異性顯著；光合有效輻射在1 200 μmol·m-2·s-1，北空凈光合速率最大，顯著高于夏普藍；光合有效輻射在1 500 μmol·m-2·s-1，5個品種的凈光合速率無顯著性差異。

綜合分析，光合有效輻射在0～1 500 μmol·m-2·s-1內(nèi)，隨著光合有效輻射增強，凈光合速率呈現(xiàn)上升趨勢。在一定溫度下，光合有效輻射在800 μmol·m-2·s-1以上，有利于藍莓光合作用；光合有效輻射在1 200 μmol·m-2·s-1，5個品種凈光合速率最大。由此可知，5個品種對光合有效輻射的利用能力大小順序為北空>都克>陽光藍、斯巴坦>夏普藍。

表1 藍莓不同光合有效輻射的凈光合速率比較 μmol·m-2·s-1

同列表中不同字母表示差異顯著(P<0.05)，下表同此

2.1.2 不同光照強度下藍莓蒸騰速率、胞間CO2、氣孔導(dǎo)度分析 由圖1可看出，在光合有效輻射0～500 μmol·m-2·s-1以下時，5個品種的蒸騰速率呈先上升后下降趨勢，浮動較大；光合有效輻射800～1 200 μmol·m-2·s-1，蒸騰速率緩慢上升；光合有效輻射1 200 μmol·m-2·s-1，5個品種蒸騰速率最大。蒸騰速率一直較高的是北空，較低的是都克。因此，5個品種的蒸騰作用大小順序為：北空>斯巴坦、夏普藍、陽光藍>都克。

由表2可知，在光合有效輻射0 μmol·m-2·s-1時，5個品種的Ci均最大，斯巴坦的Ci最大，陽光藍Ci最小，陽光藍與4個品種差異性顯著。氣孔是CO2進入植物體、水蒸氣逸出植物體的通道，氣孔的閉和程度直接影響藍莓的光合作用和蒸騰作用。

圖1 藍莓不同品種的蒸騰-光強響應(yīng)曲線

由圖2可知，在光合有效輻射0～800 μmol·m-2·s-1時，5個品種的GS差別不大；在光合有效輻射1 000～1 500 μmol·m-2·s-1內(nèi)，5個品種的GS上升速度快，差異較大。

圖2 藍莓不同品種的氣孔導(dǎo)度-光強響應(yīng)曲線

表2 藍莓不同光合有效輻射的胞間二氧化碳比較

2.2 藍莓不同品種SPAD值及形態(tài)特征比較

SPAD值是參與光合作用的重要值。由表3可看出，五個品種藍莓葉片SPAD值存在顯著性差異；北空的SPAD值最高，斯巴坦最低，北空與都克之間、斯巴坦與陽光藍之間差異不顯著。

藍莓4個品種各生長指標(biāo)的測定值見表3。不同品種藍莓的形態(tài)及各生長指標(biāo)值之間均有一定的差異。其葉片形態(tài)表現(xiàn)為：北空葉片短且窄，均顯著低于其他3個品種，都克葉片與其差異不顯著；夏普藍的葉片長且寬，均顯著高于北空和都克；斯巴坦和陽光藍葉片形態(tài)相似，差異顯著于北空葉片。新枝特點主要表現(xiàn)為：北空新枝數(shù)顯著多于其他4個品種，新枝粗壯于夏普藍和陽光藍。5個品種的新枝長沒有差異，新枝粗差異也不大，表明其生長速度差異不大。

表3 藍莓不同品種的SPAD值及生長特征

3 小結(jié)與討論

目前關(guān)于藍莓不同品種的光合特性研究較少，2014魏海榮等對高灌喜來藍莓葉面溫度與凈光合速率對藍莓的引種栽培的影響進行了研究。2010年劉兆玲等從葉片葉綠素?zé)晒夂凸忭憫?yīng)曲線兩方面對兔眼藍莓‘園藍’及南高叢藍莓品種夏普藍、奧尼爾的光合特性進行比較研究。2011年，溫國勝等人研究夏季室內(nèi)盆栽的3個藍莓品種進行一定光照強度梯度下光響應(yīng)曲線和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定。本研究五種不同品種藍莓的光合特性進行分析比較，為藍莓的引種和栽培提供理論依據(jù)。

根據(jù)藍莓不同品種的光合特征分析：5個藍莓品種在28 ℃下對光照的利用能力大小順序為北空>都克>陽光藍、斯巴坦>夏普藍。在一定前提下，光合能力強的品種通過光合作用能夠合成更多的有機物質(zhì)，從而具有較大的生長量。

相關(guān)文獻與事實表明，蒸騰速率反映單位葉面積瞬間的耗水量，蒸騰速率的差異可判斷不同品種的耗水潛力大小，耗水量大的品種需水就多，且容易發(fā)生土壤缺水干旱現(xiàn)象。本研究，不同品種藍莓的蒸騰速率不同，依耗水量大小順序為北空>斯巴坦、夏普藍、陽光藍>都克。

藍莓不同品種間的葉片Pn、Gs、Ci和Tr對光合有效輻射的響應(yīng)不同。光合有效輻射在800 μmol·m-2·s-1以上，有利于藍莓光合作用；光合有效輻射在1 200 μmol·m-2·s-1，5個品種凈光合速率最大。北空的Pn高于其他品種，有機物質(zhì)生產(chǎn)能力強，理論生物產(chǎn)量高。陽光藍的Gs在不同光合有效輻射條件下最高，氣孔交換能力強，表明在一定前提條件下，該品種在不同光強時的光合能力強，有利于植株通過光合作用合成更多的有機物質(zhì)。