王華圣，楊海燕，吳文龍，閭連飛，樊蘇帆，李維林

(1 南方現(xiàn)代林業(yè)協(xié)同創(chuàng)新中心/南京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，南京，210037；2 江蘇省中國(guó)科學(xué)院植物研究所，南京，210014)

藍(lán)莓為杜鵑花科(Ericaceae)越桔屬(Vaccinium)小漿果類果樹(shù)[1]。全世界越桔屬植物大約有400多種，主要分布在北美洲、歐洲、東北亞等北半球溫帶寒帶氣候區(qū)。目前，藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)在我國(guó)已經(jīng)初具規(guī)模。有研究認(rèn)為，在無(wú)土基質(zhì)栽培模式下，合理的施肥可以促進(jìn)藍(lán)莓生長(zhǎng)，提高藍(lán)莓產(chǎn)量和品質(zhì)，進(jìn)而提升藍(lán)莓種植的經(jīng)濟(jì)效益[2]。推測(cè)，無(wú)土基質(zhì)栽培可能成為藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)。本研究以南高叢藍(lán)莓品種“夏普藍(lán)”(Sharpblue)為試驗(yàn)材料，研究在無(wú)土基質(zhì)栽培模式下不同濃度霍格蘭溶液對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育、結(jié)果和果實(shí)品質(zhì)的影響，篩選結(jié)果期最佳的營(yíng)養(yǎng)液施用濃度，以期為藍(lán)莓無(wú)土栽培中營(yíng)養(yǎng)液的配制及合理使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究材料及試驗(yàn)設(shè)計(jì)藍(lán)莓南高叢類型品種“夏普藍(lán)”2年生結(jié)果樹(shù)，于2018年3月盆栽定植。盆栽基質(zhì)為椰糠，每盆1株，盆的上口徑27.5 cm、底徑22 cm、高31 cm，每盆裝約10 L椰糠。3月至4月上旬進(jìn)行常規(guī)施肥管理，期間主要使用大量元素水溶性肥料(恒豐寶，N∶P∶K=1∶1∶1)，每2天澆灌一次，每次每株500 mL。4月中旬停止施肥，直至5月初，期間根據(jù)基質(zhì)失水情況，及時(shí)補(bǔ)充水分至基質(zhì)含量達(dá)到70%左右。從5月初現(xiàn)蕾時(shí)開(kāi)始分別以不同濃度霍格蘭溶液進(jìn)行澆灌，每2 d澆灌一次，每株每次澆500 mL，上午8：30—9：00澆灌，直至果實(shí)成熟，共60 d，期間不再施用其他肥料，并根據(jù)基質(zhì)失水情況及時(shí)補(bǔ)充水分至基質(zhì)含水量達(dá)到70%左右。設(shè)3個(gè)處理：50%、100%和150%霍格蘭溶液。100%霍格蘭溶液配方：Ca (NO3)2·4H2O 945 mg/L+KNO3505 mg/L+ NH4NO380 mg/L+ KH2PO4·2H2O 136 mg/L+ MgSO4·7H2O 493 mg/L，含N 112 mg/L、Ca 160 mg/L、N 70 mg/L、K 195 mg/L、N 28 mg/L、P 31 mg/L、K 39 mg/L、Mg 48 mg/L、S 64 mg/L。50%霍格蘭溶液由100%霍格蘭溶液配方各物質(zhì)濃度減半形成。150%霍格蘭溶液由100%霍格蘭溶液配方各物質(zhì)濃度增加50%形成。每處理5株(盆)一小區(qū)，重復(fù)3次，共15株(盆)。每15 d隨機(jī)取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)，即分別于處理第0 天、第15天、第30天、第45天和第60天進(jìn)行取樣。

1.2 測(cè)定方法植株生長(zhǎng)量及產(chǎn)量：植株高度和冠幅用精度為1 cm的卷尺測(cè)定；莖粗用精度為0.01 mm的數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量；每次采集成熟果實(shí)后，以單株為單位計(jì)數(shù)，用感量為10 mg的電子天平稱量，直至果實(shí)全部成熟，累計(jì)計(jì)算單株結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量。

葉片葉綠素含量：采用95%乙醇浸提法[3]測(cè)定。葉片除去粗大葉脈后，稱取0.2 g鮮樣放入研缽中加少許液氮研磨成粉，加入95%乙醇4 mL，將勻漿轉(zhuǎn)入離心管，用95%乙醇定容至8 mL。取浸提液，在波長(zhǎng)665 nm、645 nm和470 nm處測(cè)定吸光值。

葉片超氧陰離子自由基(O2·-)產(chǎn)生速率：采用羥胺氧化反應(yīng)法[4]測(cè)定。稱取葉片0.2 g，置于預(yù)冷的研缽中，加入2 mL 0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH值7.8)，在冰上研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入10 mL塑料離心管中，用0.05 mol/L磷酸緩沖液定容至8 mL，4 ℃、8 000 轉(zhuǎn)/min離心10 min，取上清液待測(cè)。取待測(cè)液25 μL，加入25 μL 0.05 mol/L磷酸緩沖液稀釋后，依次加入50 μL氯化羥胺、50 μL磺胺和50 μL萘胺，靜置20 min后，測(cè)定波長(zhǎng)530 nm處吸光值。

葉片丙二醛(MDA)含量：參照Heath和Packer的硫代巴比妥酸法[5]進(jìn)行測(cè)定。稱取0.25 g硫代巴比妥酸試劑溶于50 mL 10%三氯乙酸，制成試劑混合液。稱取0.2 g葉片鮮樣放入研缽中加少許液氮研磨成粉待測(cè)。取1 mL試劑混合液、1 mL待測(cè)液在試管中混合，封口后沸水浴30 min，冷卻后測(cè)定波長(zhǎng)532 nm和600 nm處吸光值。

葉片H2O2含量：采用H2O2試劑盒測(cè)定。

葉片SOD活性：參照Beyer和Fridsovich的黃嘌呤氧化酶法[6]進(jìn)行測(cè)定。在試管依次加入1.5 mL 50 mmol/L磷酸緩沖液(pH值7.8)、0.3 mL 130 mmol/L甲硫氨酸、0.3 mL 750 μmol/L NBT、0.3 mL 100 μmol/L EDTA-Na、0.3 mL 20 μmol/L核黃素溶液、0.05 mL粗酶提取液、0.25 mL蒸餾水。充分混勻后，放置于4 000 lx的探照燈下反應(yīng)20 min。以添加0.05mL 50 mmol/L的磷酸緩沖液(pH值7.8)為空白對(duì)照，用酶標(biāo)儀測(cè)定波長(zhǎng)560 nm下的吸光度。

葉片抗壞血酸(AsA)及還原型谷胱甘肽(GSH)含量：稱取0.2 g葉片鮮樣，加入4 mL 5%三氯乙酸，研磨成勻漿，轉(zhuǎn)移到10 mL離心管中，4 ℃、8 000 轉(zhuǎn)/min離心10 min，取上清液定容至5 mL，待測(cè)。AsA含量的測(cè)定參照陳建勛等[7]的方法，取待測(cè)液0.25 mL，分別加入0.2 mL 150 mmol/L磷酸緩沖液(pH值7.4)、0.2 mL蒸餾水，搖勻后依次加入10% 三氯乙酸(TCA)、44% H3PO4、4% 2，2’-聯(lián)吡啶各0.4 mL和3%(m/v)FeCl30.2 mL，37 ℃水浴1 h，測(cè)定波長(zhǎng)525 nm處吸光值。GSH含量的測(cè)定參照Anderson的方法[8]，取待測(cè)液0.25 mL分別加入2.6 mL 150 mmol/L磷酸緩沖液(pH值7.7)、5，5’-二硫雙(2-硝基苯甲酸)(DTNB) 0.18 mL，30 ℃下反應(yīng)5 min，測(cè)定波長(zhǎng)412 nm處吸光值。

果實(shí)大小：隨機(jī)選取20個(gè)果實(shí)，用精度為10 mg的電子天平稱量單果質(zhì)量，用精度0.01 mm的數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量橫徑和縱徑，縱徑與橫徑之比為果形指數(shù)。

果實(shí)硬度：采用日本竹村Cat No.9300(KM-5)型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定。測(cè)定時(shí)選擇直徑為5 mm的探頭，以最大破裂的力度顯示數(shù)值作為硬度值，單位為kg/cm2。隨機(jī)選取15個(gè)待測(cè)果實(shí)測(cè)定，計(jì)算平均值。

果實(shí)可溶性固形物含量：采用WYT-A型手持糖度計(jì)測(cè)定。隨機(jī)選取15個(gè)待測(cè)果實(shí)測(cè)定，計(jì)算平均值。

果實(shí)可滴定酸含量：采用自動(dòng)電位滴定法[9]進(jìn)行測(cè)定。稱取4 g果實(shí)鮮樣放入研缽，研磨成勻漿后加入35 mL蒸餾水，轉(zhuǎn)入40 mL離心管中，超聲輔助提取15 min，以蒸餾水定容至40 mL。量取20 mL試樣于100 mL燒杯中，放置于ZD-2型自動(dòng)電位滴定儀(南京科環(huán)分析儀器有限公司)上，記錄滴定儀數(shù)顯變化值及氫氧化鈉溶液消耗量。

果實(shí)花色苷與多酚含量：稱取4 g果實(shí)鮮樣放入研缽，研磨成勻漿后加入35 mL 50%乙醇，超聲輔助提取15 min，離心，上清液為多酚和花色苷提取液?？偡雍繙y(cè)定采用Folin-Ciocalteu法[10]，取10 mL提取液，加入5 mL 0.2 mol/L Folin-Ciocalteu試劑，混勻后加入7.5%飽和碳酸鈉溶液2 mL，常溫下反應(yīng)120 min，測(cè)定波長(zhǎng)765 nm處吸光值。總花色苷測(cè)定采用pH示差法[11]，取提取液于波長(zhǎng)510 nm 和700 nm處測(cè)定吸光值，當(dāng)pH值=1.0時(shí)兩處均有最大吸收峰值；當(dāng)pH值=4.5時(shí)，花色苷轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)色查耳酮形式，在波長(zhǎng)510 nm處無(wú)吸收。

1.3 數(shù)據(jù)分析利用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)處理軟件DPS 7.05進(jìn)行單因素方差分析，多重比較采用Turkey法，檢測(cè)水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 植株生長(zhǎng)量試驗(yàn)結(jié)果看出，不同濃度霍格蘭溶液處理60 d，株高增量依次為150%處理>100%處理>50%處理，莖粗增量依次為150%處理≈100%處理>50%處理，冠幅增量依次為150%處理>100%處理≈50%處理組。綜合看來(lái)，150%霍格蘭溶液處理下植株生長(zhǎng)量最大(見(jiàn)表1)。

表1 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓植株生長(zhǎng)指標(biāo)的增量

2.2 葉片葉綠素含量不同濃度霍格蘭溶液處理第60天時(shí)，葉片葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量均表現(xiàn)為150%處理>100%處理≈50%處理(見(jiàn)表2)。

表2 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片葉綠素含量

2.3 葉片自由基與MDA含量不同濃度霍格蘭溶液處理第60天時(shí)，葉片O2·-產(chǎn)生速率表現(xiàn)為50%處理>100%處理≈150%處理，H2O2含量表現(xiàn)為50%處理>100%處理>150%處理，MDA含量表現(xiàn)為50%處理≈100%處理>150%處理。綜合來(lái)看，150%營(yíng)養(yǎng)液濃度處理下，藍(lán)莓表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化能力(見(jiàn)表3)。

表3 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片自由基與MDA含量

2.4 葉片可溶性蛋白不同濃度霍格蘭溶液處理60 d時(shí)，葉片可溶性蛋白表現(xiàn)為100%處理≈150%處理>50%處理(見(jiàn)圖1)。

圖1 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片可溶性蛋白含量

2.5 葉片SOD活性和GSH、AsA含量不同濃度霍格蘭溶液處理60天時(shí)，葉片SOD酶活性表現(xiàn)為50%處理>100%處理>150%處理，各處理間葉片GSH含量無(wú)顯著差異，葉片AsA含量表現(xiàn)為50%處理>150%處理≈100%處理(見(jiàn)表4)。

表4 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片SOD酶活性和GSH、AsA含量

2.6 果實(shí)產(chǎn)量不同濃度霍格蘭溶液處理的單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量均表現(xiàn)為150%處理≈100%處理>50%處理，藍(lán)莓單株結(jié)果數(shù)量與產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)，150%處理與100%處理的產(chǎn)量相近，50%處理相比100%處理減產(chǎn)了25%。可見(jiàn)，霍格蘭溶液濃度對(duì)單株結(jié)果數(shù)和單株產(chǎn)量有顯著影響(見(jiàn)表5)。

表5 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓的單株產(chǎn)量

2.7 果實(shí)膨大著果初期各處理的果實(shí)發(fā)育(橫徑、縱徑、果形指數(shù)和單果質(zhì)量)無(wú)顯著差異，15 d后開(kāi)始顯現(xiàn)差異。第45天時(shí)，單果質(zhì)量表現(xiàn)為150%處理≈100%處理>50%處理；第60天時(shí)，100%處理單果質(zhì)量仍顯著大于50%處理。第45天時(shí)，果形指數(shù)表現(xiàn)為150%處理>100%處理≈50%處理；第60天時(shí)，150%處理果形指數(shù)顯著小于50%處理，50%處理果實(shí)更接近圓形(見(jiàn)表6)。

表6 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓的果實(shí)大小及形狀

2.8 果實(shí)品質(zhì)第45天和第60天時(shí)，藍(lán)莓果實(shí)硬度皆有隨營(yíng)養(yǎng)液濃度增高而增大的趨勢(shì)，其中，150%處理顯著高于50%處理。

第45天時(shí)，150%處理的果實(shí)可溶性固形物含量達(dá)到了12.48%，顯著高于100%處理和50%處理；第60天時(shí)，150%處理仍顯著高于50%處理。

第45天時(shí)，果實(shí)可滴定酸含量表現(xiàn)為150%處理<100%處理<50%處理；第60天時(shí)，150%處理仍顯著低于50%處理。

第45天時(shí)，果實(shí)固酸比表現(xiàn)為150%處理>50%處理；第60天時(shí)，果實(shí)固酸比表現(xiàn)為100%處理>50%處理?？梢?jiàn)，相比50%處理，150%處理與100%處理的藍(lán)莓果實(shí)口感偏甜些。

第45天和第60天時(shí)，果實(shí)花色苷含量均表現(xiàn)為150%處理>100%處理>50%處理。

第45天時(shí)，果實(shí)多酚含量表現(xiàn)為150%處理>50%處理>100%處理；第60天時(shí)，表現(xiàn)為150%處理>100%處理>50%處理。

綜上所述，在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi)，藍(lán)莓果實(shí)綜合品質(zhì)表現(xiàn)為隨霍格蘭溶液濃度增加而提升(見(jiàn)表7)。

表7 不同濃度霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓果實(shí)的品質(zhì)

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，150%霍格蘭溶液處理更好地促進(jìn)了藍(lán)莓結(jié)果樹(shù)的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，株高、莖粗和冠幅增量顯著大于50%霍格蘭溶液處理。適宜的水肥條件能夠提高植物葉片葉綠素含量與光合作用效率[12]。本研究發(fā)現(xiàn)，150%霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片葉綠素及可溶性蛋白含量均顯著高于50%霍格蘭溶液處理。這與王少希等[13]和孫美[14]發(fā)現(xiàn)高濃度霍格蘭溶液處理下果樹(shù)株高、主干莖粗、葉綠素含量和可溶性蛋白均高于低濃度處理的結(jié)論一致。150%霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓葉片中O2·-產(chǎn)生速率、MDA和H2O2含量均最小，植株抵抗逆境的能力最強(qiáng)?？傮w來(lái)看，在150%霍格蘭溶液處理下，藍(lán)莓植株具有更好的生長(zhǎng)勢(shì)和更強(qiáng)的抗氧化能力。

無(wú)土栽培條件下合理的營(yíng)養(yǎng)液配施對(duì)提高果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)具有重要作用[15-16]。150%霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓單株結(jié)果數(shù)多、產(chǎn)量高，其次為100%霍格蘭溶液處理，藍(lán)莓結(jié)果數(shù)和產(chǎn)量均與霍格蘭溶液濃度呈正相關(guān)。果實(shí)硬度是評(píng)價(jià)果實(shí)食用品質(zhì)、貯藏性能、加工品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[17]。150%霍格蘭溶液處理下藍(lán)莓果實(shí)硬度最高，說(shuō)明較高濃度霍格蘭溶液能夠提高果實(shí)硬度。霍格蘭溶液濃度對(duì)藍(lán)莓盛果期和終果期果實(shí)的果形指數(shù)有影響，但無(wú)一致規(guī)律?？扇苄怨绦挝?、可滴定酸、多酚和花色苷含量決定果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和口感風(fēng)味[18]。本研究發(fā)現(xiàn)，總體上看，藍(lán)莓果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)與霍格蘭溶液濃度呈正相關(guān)，150%霍格蘭溶液更有利于藍(lán)莓果實(shí)品質(zhì)的形成。

綜合分析認(rèn)為，高濃度霍格蘭溶液有利于藍(lán)莓樹(shù)體生長(zhǎng)發(fā)育、結(jié)果和果實(shí)品質(zhì)形成，在藍(lán)莓結(jié)果期應(yīng)以150%霍格蘭溶液為宜。