pH值對(duì)藍(lán)莓生長(zhǎng)及生理影響的機(jī)制解析

摘要：為研究營(yíng)養(yǎng)液pH值對(duì)藍(lán)莓生長(zhǎng)及生理特性的影響，探討藍(lán)莓在不同pH值條件下的響應(yīng)機(jī)制，以1年生斯巴坦和瑞卡苔蘚苗為試驗(yàn)材料，采用水培方式，pH值設(shè)3.5、4.5、5.5、6.5和7.5等5個(gè)處理，處理90 d后測(cè)定植株生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)，結(jié)合主成分分析確定藍(lán)莓生長(zhǎng)最佳pH值，評(píng)價(jià)2個(gè)藍(lán)莓品種對(duì)pH值的適應(yīng)性。結(jié)果表明，參試品種生長(zhǎng)指標(biāo)、葉綠素含量、Fm（最大熒光）、ETR（光合電子傳遞速率）、ΦPSⅡ（實(shí)際光化學(xué)效率）、可溶性蛋白含量和超氧化物歧化酶（SOD）活性隨著pH值升高大體上呈先升高后降低的趨勢(shì)；Fo（最小熒光）和Fv/Fm（PSⅡ光化學(xué)量子效率）在pH值3.5、4.5、5.5處理下變化緩慢，在pH值6.5、7.5處理下變化顯著；MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率在pH值3.5、4.5處理下均處于較低水平，在pH值7.5處理升至最高；脯氨酸含量、可溶性糖含量、過(guò)氧化物酶（POD）活性和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性隨pH值的升高呈先降低后升高的趨勢(shì)。通過(guò)主成分分析，提取2個(gè)主成分，其累計(jì)貢獻(xiàn)率可達(dá)93.857%；根據(jù)主成分綜合得分模型計(jì)算出2個(gè)藍(lán)莓品種不同pH值處理綜合得分（F）從高到低均為pH值4.5、3.5、5.5、6.5、7.5，相同處理下瑞卡的綜合得分（F）均高于斯巴坦。2個(gè)藍(lán)莓品種在pH值4.5處理下各指標(biāo)總體水平最佳，最適合藍(lán)莓生長(zhǎng)；斯巴坦受pH值的影響較大，瑞卡適應(yīng)性較強(qiáng)，這是由于瑞卡具有較高的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓；pH值；生長(zhǎng)；生理機(jī)制

中圖分類號(hào)：S663.901" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2025）03-0148-09

張" 舵，劉有春，魏" 鑫，等. pH值對(duì)藍(lán)莓生長(zhǎng)及生理影響的機(jī)制解析［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2025，53（3）：148-156.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2025.03.020

收稿日期：2024-01-08

基金項(xiàng)目：遼寧省自然科學(xué)基金（編號(hào)：2022-MS-062）；國(guó)家葡萄產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系藍(lán)莓種質(zhì)資源鑒定與新種質(zhì)創(chuàng)新崗位項(xiàng)目（編號(hào)：CARS-29-yc-10）；遼寧省“揭榜掛帥”科技攻關(guān)專項(xiàng)（編號(hào)：2021JH1/10400036）；遼寧省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（編號(hào)：2020JH13/10200051）。

作者簡(jiǎn)介：張" 舵（1987—），女，遼寧營(yíng)口人，助理研究員，主要從事藍(lán)莓種質(zhì)資源評(píng)價(jià)研究。E-mail：576185257@qq.com。

通信作者：劉" 成，博士，研究員，主要從事藍(lán)莓資源、育種及栽培研究。E-mail：stevecliu@hotmail。

藍(lán)莓（blueberry），學(xué)名越橘，為杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium）植物。藍(lán)莓果實(shí)具有豐富的營(yíng)養(yǎng)和保健功能，備受消費(fèi)者的歡迎，需求量日益增加［1-2］。我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展十分迅速，截至2021年年底我國(guó)藍(lán)莓栽培面積達(dá)6.9萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量達(dá)47.41萬(wàn)t［3］。藍(lán)莓對(duì)土壤條件要求極其嚴(yán)格，一般適合在pH值3.5～5.5的土壤中生長(zhǎng)，土壤過(guò)酸或過(guò)堿都會(huì)影響干物質(zhì)的積累，阻礙植株的生長(zhǎng)［4］。pH值過(guò)高，土壤中的鐵離子、鎂離子會(huì)形成不易被植物吸收利用的高價(jià)態(tài)化合物，從而使藍(lán)莓出現(xiàn)缺鐵、缺鎂癥狀；而pH值過(guò)低，則會(huì)發(fā)生葉緣焦枯等毒害癥狀［5］。然而我國(guó)大部分地區(qū)土壤pH值在6.0以上，這對(duì)藍(lán)莓種植造成了嚴(yán)重威脅［6］。因此，研究藍(lán)莓在不同pH值條件下的生長(zhǎng)及生理響應(yīng)機(jī)制，對(duì)藍(lán)莓生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)意義。周琳等研究發(fā)現(xiàn)，pH值對(duì)藍(lán)莓生長(zhǎng)發(fā)育及生理代謝具有一定的影響［7-10］。pH值4.0時(shí)藍(lán)莓株高、基生枝長(zhǎng)、枝條粗和枝條個(gè)數(shù)顯著高于其他處理［7］，且藍(lán)莓葉片礦質(zhì)元素在適量范圍，酸堿脅迫影響最?。?］，隨著土壤pH值脅迫增加，藍(lán)莓葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸含量升高，過(guò)氧化氫酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性降低，過(guò)氧化物酶（POD）先降低后上升［9］，影響植株生長(zhǎng)。此外，pH值也影響藍(lán)莓光合作用，宋雷等研究發(fā)現(xiàn)，pH值4.5處理時(shí)，葉綠素含量最高，光合作用能力最強(qiáng)，隨著pH值的升高，葉綠素含量和光合指標(biāo)均呈下降趨勢(shì)［10］。

綜上，藍(lán)莓對(duì)pH值的響應(yīng)機(jī)制十分復(fù)雜，前人報(bào)道所測(cè)定指標(biāo)多數(shù)為單一的生長(zhǎng)指標(biāo)或生理指標(biāo)，對(duì)相關(guān)研究有一定的局限性和片面性，因此同時(shí)利用多個(gè)生長(zhǎng)和生理指標(biāo)系統(tǒng)分析與綜合評(píng)價(jià)藍(lán)莓對(duì)pH值的響應(yīng)是有必要的［9］。

本研究采用水培方式，在統(tǒng)一植株生長(zhǎng)條件和營(yíng)養(yǎng)配比的基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)控制各處理pH值，以斯巴坦、瑞卡2個(gè)藍(lán)莓品種為試材，通過(guò)生長(zhǎng)指標(biāo)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、生物膜系統(tǒng)、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性等指標(biāo)的測(cè)定，探討藍(lán)莓在不同pH值條件下的響應(yīng)機(jī)制，研究不同藍(lán)莓品種對(duì)pH值的響應(yīng)差異，明確適合藍(lán)莓生長(zhǎng)的pH值范圍，以期為藍(lán)莓pH值相關(guān)研究和藍(lán)莓生產(chǎn)栽培提供參考依據(jù)。

1 "材料與方法

1.1" 試驗(yàn)地點(diǎn)及材料

試驗(yàn)于2022—2023年在遼寧省果樹科學(xué)研究所智能連棟溫室內(nèi)進(jìn)行。選用北高叢藍(lán)莓斯巴坦和瑞卡1年生水苔苗為試驗(yàn)材料。統(tǒng)一選擇株高、分枝一致的健壯植株，智能連棟溫室光照充足，通風(fēng)良好，溫度23～25 ℃，濕度50%～60%。

1.2" 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及處理

試驗(yàn)采用水培法。選取大小一致的藍(lán)莓苔蘚苗，用自來(lái)水洗凈根系，殺菌劑浸泡5 min，再用純凈水沖洗干凈后，用海綿固定在20孔的PVC板上，放置在裝有5.5 L營(yíng)養(yǎng)液（配方見表1）的方形不透光塑料箱上，每個(gè)培養(yǎng)箱定植20 株藍(lán)莓幼苗。采用純凈水預(yù)培養(yǎng)15 d，打氧泵24 h通氣，每7 d更換1次純凈水，每天用HI98127 pH測(cè)量計(jì)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液pH值，若pH值不在設(shè)置范圍內(nèi)，及時(shí)用1 mol/L稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)。

預(yù)培養(yǎng)結(jié)束，開始設(shè)置不同pH值。每個(gè)品種設(shè)置5個(gè)營(yíng)養(yǎng)液pH值處理：pH值3.5、4.5、5.5、6.5、7.5，各處理設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)20株幼苗，1個(gè)培養(yǎng)箱即為1次重復(fù)。打氧泵24 h通氣，每7 d更換1次營(yíng)養(yǎng)液，每天用HI98127 pH測(cè)量計(jì)測(cè)定營(yíng)養(yǎng)液pH值，若pH值不在設(shè)置范圍內(nèi)，及時(shí)用 1 mol/L 稀HCl或稀NaOH調(diào)節(jié)。

不同pH值處理培養(yǎng)90 d后，從每個(gè)培養(yǎng)箱中選擇生長(zhǎng)健壯、大小一致的幼苗5株掛牌并標(biāo)記，用于生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定。然后開始測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)和生理指標(biāo)。

1.3" 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.3.1" 生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定

株高、冠幅采用卷尺測(cè)量；鮮重采用百分之一電子天平測(cè)量；莖粗采用電子數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量；以上生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)量完，將掛牌幼苗放入烘箱，在80 ℃下烘干至恒重，用百分之一電子天平測(cè)量干重。以上指標(biāo)各處理3次重復(fù)，每次重復(fù)測(cè)量5株幼苗，取其平均值。

1.3.2" 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定

生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定結(jié)束后，于08：00—12：00（晴天），選取各處理幼苗頂端第4～6張無(wú)病蟲害的葉片，采用PAM-2500（Walz，德國(guó)）便攜式葉綠素?zé)晒鈨x測(cè)定葉綠素?zé)晒鈪?shù)。將葉片用葉夾暗處理30 min后開始測(cè)定，儀器自動(dòng)得出Fo（最小熒光）、Fm（最大熒光）、ETR（光合電子傳遞速率）、ΦPSⅡ（實(shí)際光化學(xué)效率）和Fv/Fm（PSⅡ光化學(xué)量子效率）參數(shù)數(shù)值。各處理3次重復(fù)，每次重復(fù)測(cè)定5張葉片，取其平均值。

1.3.3" 其他生理指標(biāo)測(cè)定

葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定結(jié)束后，各處理每次重復(fù)選取幼苗頂端第4～6張無(wú)病蟲害的葉片20張并編號(hào)，用冰盒帶回實(shí)驗(yàn)室放入4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。葉綠素含量采用分光光度法［11］測(cè)定，丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法［11］測(cè)定，相對(duì)電導(dǎo)率采用電導(dǎo)儀法［12］測(cè)定，脯氨酸（PRO）含量采用印三酮法［11］測(cè)定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法［11］測(cè)定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法［11］測(cè)定，POD活性采用愈創(chuàng)木酚法［12］測(cè)定，SOD活性采用氮藍(lán)四唑光化還原法［11］測(cè)定，CAT活性采用紫外吸收法［11］測(cè)定。以上指標(biāo)每個(gè)處理3次重復(fù)，取其平均值。

1.4" 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與繪制圖表，采用SPSS 29.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析和主成分分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 不同pH值對(duì)藍(lán)莓品種地上部生長(zhǎng)量的影響

由表2可見，2個(gè)品種生長(zhǎng)指標(biāo)總體隨著pH值的升高呈先升高后降低趨勢(shì)。斯巴坦生長(zhǎng)指標(biāo)在pH值4.5處理下達(dá)到最大值，除了莖粗，其他指標(biāo)顯著高于其他處理，在pH值7.5處理下達(dá)到最低值，pH值7.5與pH值4.5處理相比，株高、鮮重、冠幅、莖粗和干重分別顯著降低了53.59%、58.02%、53.22%、15.63%和72.49%；瑞卡生長(zhǎng)指標(biāo)在pH值4.5處理下均處于較高水平，在pH值7.5處理下達(dá)到最低值，pH值7.5與pH值4.5處理相比，株高、鮮重、冠幅、莖粗和干重分別顯著降低了44.51%、49.75%、40.90%、32.79%和58.20%，顯然，除了莖粗，其他指標(biāo)降低幅度瑞卡均小于斯巴坦。從表1還可以看出，pH值4.5處理下2個(gè)品種生長(zhǎng)指標(biāo)水平差異不大，其他相同處理下瑞卡生長(zhǎng)指標(biāo)值要高于斯巴坦。

2.2" 不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響

由表3可知，2個(gè)品種葉綠素含量隨著pH值的升高先升高后降低，在pH值4.5處理均達(dá)到最大值，在pH值7.5處理下最低。斯巴坦、瑞卡葉片葉綠素含量除pH值3.5處理和pH值5.5處理差異不顯著，其他處理間差異顯著，最低值pH值7.5處理較最高值pH值4.5處理分別顯著降低63.87%和53.23%，顯然，降低幅度瑞卡小于斯巴坦。斯巴坦、瑞卡葉片的Fo（最小熒光）在pH值3.5、4.5、5.5處理時(shí)變化比較緩慢，在pH值6.5、7.5處理時(shí)顯著升高，pH值7.5處理時(shí)達(dá)到最大值，分別為0.39和0.29。2個(gè)品種葉片的Fm（最大熒光）、ETR（光合電子傳遞速率）、ΦPSⅡ（實(shí)際光化學(xué)效率）均隨pH值的升高先升高后降低，即均在pH值4.5處理達(dá)到最大值，在pH值7.5處理下最低。斯巴坦、瑞卡葉片F(xiàn)v/Fm（PSⅡ光化學(xué)量子效率）在pH值3.5、4.5、5.5處理間差異小，但pH值6.5、7.5處理顯著降低，pH值7.5處理分別降至0.57和0.67，這與Fo正好相反。此外，在各處理下瑞卡葉片葉綠素含量、Fm、ETR總體上高于斯巴坦。而葉片ΦPSⅡ、Fv/Fm 和Fo在高pH值處理下2個(gè)品種才有明顯差異；瑞卡葉片ΦPSⅡ、Fv/Fm值在 pH值6.5、7.5處理下高于斯巴坦，其他處理水平基本持平，瑞卡葉片F(xiàn)o值在 pH值6.5、7.5處理下低于斯巴坦，其他處理水平基本持平，表明瑞卡在pH值脅迫下光合性能高于斯巴坦。

2.3" 不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片生物膜系統(tǒng)的影響

植物在不適應(yīng)的環(huán)境中，增多的活性氧會(huì)破壞生物膜的穩(wěn)定性，導(dǎo)致MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率增加［13］。由圖1可知，2個(gè)品種MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率在pH值3.5與4.5處理下無(wú)顯著差異，均處于較低水平，在pH值5.5處理開始升高，pH值7.5處理升至最高。斯巴坦、瑞卡MDA含量在pH值5.5、6.5、7.5處理下較pH值4.5處理分別升高54.21%、112.02%、140.59%和16.78%、43.74%、65.97%。斯巴坦、瑞卡相對(duì)電導(dǎo)率在pH值5.5、6.5、7.5處理下較pH值4.5處理分別升高36.68%、73.54%、93.65%和14.63%、33.43%、49.59%。顯然，MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率升高幅度瑞卡小于斯巴坦。表明，pH值脅迫造成的損傷瑞卡低于斯巴坦。

2.4" 不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量的影響

脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白為常見的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)調(diào)節(jié)滲透平衡具有重要作用［14］。如圖2所示，不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量均有影響。2個(gè)品種葉片的脯氨酸含量總體隨著pH值升高呈先下降后升高趨勢(shì)，在pH值4.5處理下最低，在pH值7.5處理下達(dá)到最高值。pH值3.5、5.5、6.5、7.5處理下脯氨酸含量與pH值4.5處理相比較，斯巴坦分別升高12.63%、79.98%、101.59%、220.30%，瑞卡分別升高71.52%、221.70%、416.07%、507.95%，顯然，升高幅度瑞卡明顯大于斯巴坦。從圖2還可以看出，只有pH值4.5處理下2個(gè)品種的脯氨酸含量差異不大，其他各處理下瑞卡脯氨酸含量明顯高于斯巴坦。

2個(gè)品種葉片的可溶性糖含量變化趨勢(shì)和脯氨酸含量變化趨勢(shì)一致，先降低后升高，且瑞卡在各處理下始終高于斯巴坦。斯巴坦、瑞卡葉片的可溶性糖含量均在pH值4.5處理最低，3.5、5.5、6.5、7.5處理依次增加，與pH值4.5相比，分別高出19.81%、43.37%、54.03%、63.90%和20.06%、52.59%、74.48%、99.94%，顯然，瑞卡升高幅度大于斯巴坦。

2個(gè)品種葉片的可溶性蛋白含量大體上隨著pH值升高先增加后下降，與脯氨酸含量、可溶性糖含量變化趨勢(shì)相反。斯巴坦、瑞卡可溶性蛋白含量均在pH值4.5處理下最高，與pH值3.5處理差異不顯著，顯著高于其他處理，最低值pH值7.5處理與pH值4.5處理相比，分別降低66.34%和35.46%，顯然，降低幅度瑞卡小于斯巴坦。從圖2還可以看出，在pH值5.5、6.5、7.5處理下即pH值脅迫下瑞卡葉片可溶性蛋白含量明顯高于斯巴坦。

2.5" 不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片抗氧化酶活性的影響

植物體內(nèi)的抗氧化酶系統(tǒng)能夠清除有害物質(zhì)，減少逆境造成的損傷［15］。如圖3所示，不同pH值對(duì)藍(lán)莓葉片抗氧化酶活性均有影響。2個(gè)品種葉片SOD活性隨著pH值的升高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且瑞卡在各處理下始終高于斯巴坦。斯巴坦、瑞卡葉片SOD活性從高到低順序?yàn)閜H值4.5、3.5、

5.5、6.5、7.5處理，最低值pH值7.5處理較最高值pH值4.5處理分別降低59.67%和30.76%，顯然，瑞卡降低幅度小于斯巴坦。

2個(gè)品種葉片POD活性處理間差異顯著，均隨著pH值升高先降低后升高，均在pH值4.5處理最低，pH值7.5處理最高。斯巴坦葉片POD活性在pH值3.5、5.5、6.5、7.5處理下較4.5處理分別升高37.13%、39.55%、47.93%和64.09%，瑞卡分別升高45.89%、80.67%、97.26%和134.62%，顯然，斯巴坦升高幅度明顯小于瑞卡。另外，在pH值5.5、6.5、7.5處理下即pH值脅迫下瑞卡葉片POD活性明顯高于斯巴坦。

2個(gè)品種葉片CAT活性變化趨勢(shì)與POD活性一致，均在pH值4.5處理最低，到pH值7.5處理達(dá)到最高，且瑞卡在各處理下始終高于相應(yīng)pH值的斯巴坦。斯巴坦、瑞卡pH值7.5處理較pH值4.5處理分別升高71.27%和124.16%，顯然，瑞卡升高幅度明顯大于斯巴坦。

2.6" 主成分分析及綜合評(píng)價(jià)

主成分分析也稱主分量分析，旨在利用降維的思想，把多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個(gè)綜合指標(biāo)（即主成分），其中每個(gè)主成分都能夠反映原始變量的大部分信息，且所含信息互不重復(fù)［16］。由表4可知，將斯巴坦、瑞卡2個(gè)藍(lán)莓品種19個(gè)生長(zhǎng)及生理指標(biāo)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后，進(jìn)行主成分分析。根據(jù)特征值大于1的標(biāo)準(zhǔn)，提取了2個(gè)主成分，貢獻(xiàn)率分別為79.339%和14.518%，累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)93.857%，說(shuō)明前2個(gè)主成分覆蓋了原始數(shù)據(jù)的大部分信息。第1主成分中株高、鮮重、葉綠素含量、ETR、PSⅡ、MDA含量及相對(duì)電導(dǎo)率指標(biāo)的載荷系數(shù)絕對(duì)值較大，說(shuō)明上述指標(biāo)對(duì)第1主成分的貢獻(xiàn)率大，代表了生長(zhǎng)、生理和光合特性。第2主成分中游離脯氨酸含量、可溶性糖含量、POD活性及CAT活性的載荷系數(shù)絕對(duì)值較大，代表了葉片中抗氧化酶活性和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)特性。

根據(jù)特征向量（載荷系數(shù)/特征值）與標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)數(shù)據(jù)（X）乘積之和計(jì)算主成分1（F1）得分和主成分2（F2）得分，計(jì)算公式如下：

F1=0.255X1+0.253X2+0.251X3+0.186X4+0.250X5+0.250X6-0.242X7+0.229X8+0.242X9+0.253X10+0.247X11-248X12-250X13+245X14-0.147X15-0.183X16-0.194X17-0.159X18+0.229X19；

F2=-0.048X1-0.020X2+0.030X3+0.239X4+0.072X5-0.008X6-0.124X7+0.237X8+0.174X9+0.045X10+0.062X11-0.048X12-0.068X13-0.016X14+0.482X15+0.418X16+0.349X17+0.469X18+0.265X19。

將前2個(gè)主成分的特征值與前2個(gè)主成分特征值之和的比值作為權(quán)重，根據(jù)權(quán)重與主成分得分乘積之和計(jì)算綜合得分F，綜合得分F模型如下：F=0.845F1+0.155F2。根據(jù)以上表達(dá)式計(jì)算出以下結(jié)果（表5）：2個(gè)藍(lán)莓品種不同pH值處理綜合得分（F）從高到低均為pH值4.5、3.5、5.5、6.5、7.5，相同處理下瑞卡的綜合得分均高于斯巴坦。

3" 討論

3.1" pH值對(duì)藍(lán)莓地上部生長(zhǎng)量的影響

植物需要在適應(yīng)的pH值環(huán)境中才能正常生長(zhǎng)發(fā)育，尤其是藍(lán)莓對(duì)pH值要求極為嚴(yán)格，只有在合適的pH值范圍內(nèi)植株生長(zhǎng)及生理機(jī)能才能處于良好狀態(tài)；反之，不適宜的pH值會(huì)影響藍(lán)莓的生長(zhǎng)及生理代謝。藍(lán)莓植株生長(zhǎng)勢(shì)是植物生長(zhǎng)發(fā)育水平和適應(yīng)外界環(huán)境能力的直接表現(xiàn)。本試驗(yàn)中，2個(gè)品種地上生長(zhǎng)指標(biāo)總體上隨著pH值脅迫的增加而降低，在pH值4.5處理地上生長(zhǎng)狀態(tài)最好，pH值3.5、5.5處理次之，pH值6.5、7.5時(shí)生長(zhǎng)明顯受到抑制，尤其pH值7.5時(shí)植株干枯弱小，葉片變黃大量脫落，最后植株死亡，可見，對(duì)于藍(lán)莓而言，pH值較高脅迫較重，生長(zhǎng)受阻，這與宋雷的研究結(jié)果［17］一致。

3.2" pH值對(duì)藍(lán)莓光合性能的影響

葉綠素是植物光合作用的必要物質(zhì)，它能吸收光能，將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為植物光合作用提供能量［18］。冷芬等研究發(fā)現(xiàn)，在適宜的pH值條件下何首烏葉綠素含量較高，生長(zhǎng)狀況良好，而隨著pH值的升高或降低葉綠素含量呈降低趨勢(shì)，生長(zhǎng)狀況較差［19］。李晴晴研究發(fā)現(xiàn)，在適宜的pH值4.2時(shí)藍(lán)莓葉綠素含量最高，生長(zhǎng)最好；pH值6.2時(shí)葉綠素含量最低，生長(zhǎng)最差［20］。本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著pH值升高葉綠素含量先升高后降低，2個(gè)品種在pH值4.5處理下葉綠素含量最高，生長(zhǎng)狀況最好，說(shuō)明pH值脅迫會(huì)使葉綠素含量降低，與以上研究結(jié)果相一致。

葉綠素?zé)晒鈩?dòng)力學(xué)技術(shù)可以快速、無(wú)損傷地反映葉片光合功能內(nèi)在特征，可以通過(guò)分析其參數(shù)直接反映植物的光合作用以及植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性［21］。Fo為PSⅡ反應(yīng)中心完全開放時(shí)的熒光產(chǎn)量，表示PSⅡ反應(yīng)中心的失活程度，F(xiàn)o值越大，損傷越大。Fm和ETR反映了PSⅡ電子傳遞情況；ΦPSⅡ 表示葉片用于電子傳遞的能量占吸收光能的比例；Fv/Fm為PSⅡ反應(yīng)中心最大光能轉(zhuǎn)換效率，正常環(huán)境下Fv/Fm一般為0.75～0.85，當(dāng)植物受到脅迫會(huì)降低［21］。本試驗(yàn)中，pH值對(duì)藍(lán)莓2個(gè)品種葉綠素?zé)晒鈪?shù)均有影響，隨著pH值脅迫增加Fo呈升高趨勢(shì)，F(xiàn)m、ETR、ΦPSⅡ、Fv/Fm基本呈降低趨勢(shì)。在pH值4.5時(shí)Fo最低，F(xiàn)m、ETR、ΦPSⅡ、Fv/Fm最高，說(shuō)明pH值4.5處理時(shí)PSⅡ反應(yīng)中心光能的轉(zhuǎn)化、吸收和傳遞的能力強(qiáng)，有利于植物光合作用和生長(zhǎng)發(fā)育；在pH值6.5和7.5處理時(shí)，F(xiàn)o較高，F(xiàn)m、ETR、ΦPSⅡ、Fv/Fm處于較低水平，說(shuō)明PSⅡ反應(yīng)中心光合電子傳遞效率、最大光能轉(zhuǎn)換效率和激發(fā)能的捕獲效率都受到抑制，PSⅡ反應(yīng)中心失活，進(jìn)而光合作用受影響，植株不能正常的生長(zhǎng)發(fā)育，以上研究結(jié)論與皇甫詩(shī)男等的研究結(jié)果［22-23］一致。

3.3" pH值對(duì)藍(lán)莓生物膜系統(tǒng)的影響

植物在不適應(yīng)的pH值環(huán)境下增多的活性氧會(huì)使膜脂過(guò)氧化作用發(fā)生，其最終產(chǎn)物MDA的含量就會(huì)越多，MDA和自由基會(huì)與蛋白結(jié)合，從而蛋白和酶聚合，導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)受損，細(xì)胞膜透性增大，造成細(xì)胞膜電解質(zhì)滲出，相對(duì)電導(dǎo)率增大［13，24］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，2個(gè)品種MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率均在pH值3.5和pH值4.5處理下處于較低水平，從試驗(yàn)結(jié)果分析中可以看出斯巴坦、瑞卡在pH值3.5、4.5處理下生長(zhǎng)均較好，說(shuō)明在適合pH值條件下藍(lán)莓葉片膜脂過(guò)氧化程度較輕，MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率保持在較低水平，這與劉爽等的研究結(jié)果［25］一致；而斯巴坦、瑞卡MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率在pH值6.5和7.5時(shí)顯著上升，說(shuō)明pH值6.5和7.5的環(huán)境已經(jīng)對(duì)細(xì)胞膜造成損傷，使藍(lán)莓植株遭受逆境脅迫。張宇等在土壤pH值對(duì)藍(lán)莓葉片生理生化的影響研究［9］中也得出相同結(jié)論。所以，MDA含量和相對(duì)電導(dǎo)率可以作為評(píng)價(jià)細(xì)胞膜損傷、膜脂過(guò)氧化作用和植物遭受逆境傷害程度的依據(jù)［24］ 。

3.4" pH值對(duì)藍(lán)莓滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)的影響

在逆境環(huán)境中，植物會(huì)通過(guò)積累滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)提高細(xì)胞液濃度、降低細(xì)胞水勢(shì)，從而使植物吸水能力更強(qiáng)，來(lái)減緩脅迫程度［14］。滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)主要有脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白。本研究表明，隨著pH值的升高，2個(gè)品種的脯氨酸和可溶性糖含量先降低后升高，在pH值4.5處理下最低，在pH值7.5處理下最高；這說(shuō)明隨著pH值脅迫的增加，藍(lán)莓植株通過(guò)增加脯氨酸和可溶性糖含量，調(diào)節(jié)滲透勢(shì)，來(lái)抵御逆境帶來(lái)的脅迫，這與高曉寧等的研究結(jié)論［26］一致。而可溶性蛋白隨著pH值脅迫的增加而降低，在pH值4.5處理下含量最高，pH值7.5處理下含量最低，這可能是受脅迫影響可溶性蛋白作為營(yíng)養(yǎng)物消耗量增大，合成速度降低，導(dǎo)致含量下降，這與梁麗娜等的研究結(jié)果［27］一致。另外，斯巴坦、瑞卡在pH值4.5處理下，脯氨酸和可溶性糖含量積累最少，說(shuō)明此時(shí)植株體內(nèi)滲透勢(shì)平衡，吸水能力強(qiáng)，再次證明在pH值4.5處理下藍(lán)莓生長(zhǎng)最好。

3.5" pH值對(duì)藍(lán)莓抗氧化酶活性的影響

植物在pH值脅迫環(huán)境中會(huì)產(chǎn)生大量的活性氧，破壞生理代謝平衡，由SOD、POD和CAT等抗氧化酶組成的抗氧化防御系統(tǒng)可以在一定程度上清除過(guò)多的活性氧，來(lái)抵抗逆境脅迫［15，28］。其中O-2可以被SOD轉(zhuǎn)化成H2O2和O2，而H2O2又可以被POD和CAT分解為H2O和O2，因此SOD、POD和CAT活性的高低為控制脅迫程度的關(guān)鍵［29-30］。本試驗(yàn)中，隨著pH值的升高2個(gè)品種的SOD活性先升高后降低，在pH值4.5處理下最高，pH值7.5處理下最低，說(shuō)明隨著pH值脅迫的增加2個(gè)藍(lán)莓品種的SOD活性顯著下降，其原因可能是逆境脅迫產(chǎn)生了過(guò)多的活性氧，超出了葉片SOD清除的能力，SOD基因表達(dá)被抑制，這與張秋娟等的研究結(jié)果［31］一致。相反，2個(gè)藍(lán)莓品種的POD和CAT活性隨著pH值升高先降低后升高，均在pH值4.5處理下活性達(dá)到最低水平，pH值7.5處理下活性達(dá)到最高水平，這說(shuō)明隨著pH值脅迫的增加藍(lán)莓可以通過(guò)升高POD和CAT活性，增強(qiáng)清除有害物質(zhì)的能力，減緩有害物質(zhì)對(duì)植株的傷害，提高抵御pH值脅迫的能力，這與李晴晴的研究結(jié)果［20］一致?？梢钥闯?，SOD、POD和CAT活性在不同pH值條件下均有不同的反應(yīng)，其中POD和CAT活性發(fā)揮重要作用，pH值脅迫越重POD和CAT活性越大，烏風(fēng)章也得出相同結(jié)論［32］。束良佐等研究發(fā)現(xiàn)，隨著酸雨脅迫的加劇，玉米SOD活性先升高后降低，CAT活性一直下降，而POD活性升高［33］。袁月等研究發(fā)現(xiàn)，隨著pH值增加，藍(lán)莓SOD和CAT活性先升高后降低，POD活性呈“W”形的變化趨勢(shì)［6］。適宜的土壤pH值下多羽扇豆POD活性較高，而CAT活性變化不明顯［34］。可見，pH值對(duì)植物抗氧化酶活性的影響并不同，這可能是由于物種、品種、處理環(huán)境等因素不同［35］，有待進(jìn)一步研究。

3.6" 供試藍(lán)莓2個(gè)品種對(duì)pH值響應(yīng)差異

本試驗(yàn)2個(gè)藍(lán)莓品種生長(zhǎng)及生理指標(biāo)隨著pH值的變化趨勢(shì)基本相同，且均在pH值4.5處理時(shí)表現(xiàn)最好，這可能是雖然品種不同，但都屬于同一物種，并處于相同的環(huán)境條件下生長(zhǎng)；不同的是各處理下同一指標(biāo)之間2個(gè)藍(lán)莓品種水平有差距，這可能與不同植物種類或者品種抗性機(jī)制和遺傳特性不同有關(guān)系，這可為以后耐高pH值品種早期篩選提供參考依據(jù)［36-37］。本研究結(jié)果可以看出，2個(gè)供試品種各處理下葉綠素?zé)晒鈪?shù)（Fm、ETR）和SOD活性瑞卡均大于斯巴坦，且升高幅度也大于斯巴坦。2個(gè)供試品種生長(zhǎng)量指標(biāo)、葉綠素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量和CAT活性在pH值4.5處理下水平基本持平，其他處理下瑞卡均大于斯巴坦，其中生長(zhǎng)指標(biāo)和葉綠素含量下降幅度瑞卡總體上小于斯巴坦，脯氨酸含量、可溶性糖含量和CAT活性升高幅度瑞卡總體上大于斯巴坦。2個(gè)品種可溶性蛋白含量、POD活性、丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率在pH值5.5、6.5、7.5處理下有明顯差異，瑞卡可溶性蛋白含量、POD活性大于斯巴坦，其中瑞卡可溶性蛋白含量下降幅度小于斯巴坦，POD活性升高幅度大于斯巴坦；瑞卡丙二醛含量、相對(duì)電導(dǎo)率小于斯巴坦，且升高幅度也小于斯巴坦。2個(gè)品種葉綠素?zé)晒鈪?shù)（Fo、ΦPSⅡ、Fv/Fm）在pH值6.5、7.5處理下有明顯差異，瑞卡Fo小于斯巴坦，且升高幅度也小于斯巴坦；瑞卡ΦPSⅡ、Fv/Fm大于斯巴坦，且下降幅度小于斯巴坦?？梢钥闯觯鹂ㄟm應(yīng)性強(qiáng)于斯巴坦，尤其pH值脅迫加劇時(shí)，斯巴坦受pH值的影響更大，這與主成分綜合得分模型計(jì)算結(jié)果相吻合。

4" 結(jié)論

綜上所述，pH值可明顯影響藍(lán)莓生長(zhǎng)及生理特性，在pH值4.5時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)總體水平最佳，最適合藍(lán)莓生長(zhǎng)；在pH值6.5和pH值7.5時(shí)藍(lán)莓生長(zhǎng)明顯受抑制，光合能力、可溶性蛋白、SOD活性顯著下降，丙二醛含量和相對(duì)電導(dǎo)率顯著上升，通過(guò)升高脯氨酸、可溶性糖、POD活性和CAT活性來(lái)減緩pH值脅迫產(chǎn)生的危害；比較2個(gè)藍(lán)莓品種對(duì)pH值的響應(yīng)，斯巴坦受pH值的影響較大，瑞卡適應(yīng)性較強(qiáng)，這是由于瑞卡具有較高的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和抗氧化酶活性。

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