王明洁
(黑龙江省农业科学院浆果研究所,黑龙江 绥棱 152204)
蓝莓是杜鹃花科越橘属植物中蓝果类型的统称,为多年生落叶或常绿灌木或小灌木树种。果肉细腻,种子极小,酸甜适口,具有清爽宜人的香气,已被国际粮农组织列为五大健康食品之一,堪称“世界第三代水果之王”。
我国蓝莓人工栽培从20世纪90年代开始[1],黑龙江省从2006年才开始蓝莓产业的发展。黑龙江省地处全球寒地黑土浆果最适宜分布带核心位置,特定的自然条件非常适宜浆果生长发育,地处中高纬度,昼夜温差极大、日照充足、土壤肥沃、酸性土壤分布面积极多,工业企业分布稀少,在广袤的山区深处处于原生态状态。决定了其出产的浆果产品属天然绿色食品,生命活性物质丰富。
黑龙江省目前蓝莓栽培主要是以露地方式为主,但多数地区在没有掌握不同蓝莓品种抗寒性差异的情况下,随意选择品种种植,结果出现越冬后株体遭受冻害,花芽受损等现象,严重影响产量,造成了不必要的经济损失。本研究以5个栽培品种蓝莓为试验材料,比较其抗寒性的差异,筛选适宜在我省露地栽培的蓝莓品种,以期为我省蓝莓产业化发展提供技术支持和理论参考。
试验地位于黑龙江省越橘(蓝莓)种质资源保存基地(地处黑龙江省绥棱县),47°14′ N, 127°06′ E,海拔 202.7m,年平均气温 1.4℃ ,≥10 ℃ 年活动积温2406.4℃,平均年降水量551.5mm,平均年日照时数 2790.6 h,无霜期118.2 d。土壤为淋溶黑钙土,土层深厚,肥力中等,pH 值 4.5 ~5.5,有机质含量 10% ~15%。
5个栽培品种蓝莓:矮丛蓝莓‘美登’;半高丛蓝莓‘齐伯瓦’、‘北蓝’;高丛蓝莓‘康维尔’、‘蓝丰’,均引自吉林农业大学园艺学院。
1.3.1 越冬情况调查
选择树龄5年的5个蓝莓品种,畦作,株行距矮丛蓝莓为0.7m×2m,半高丛蓝莓为1m×2m,高丛蓝莓为1.5m×2m。试验采用随机区组排列,每个品种为1个处理,每6株为1个小区。
采用埋土防寒措施,厚度15~20cm,以枝条不露出和不透风为度。对于半高丛、高丛蓝莓适当加大培土厚度。第二年春天调查植株受损情况。
1.3.2 生理指标检测
分别于2015~2017年9月、11月、1月、3月、5月称取不同蓝莓品种的健壮枝条,测定质膜相对透性(参照刘祖祺等[2]的方法),游离脯氨酸含量(参照徐晓峰[3]的方法)及超氧化物歧化酶(SOD)活性(参照李合生[4]的方法)。
表1结果显示:在绥棱地区露地栽培条件下,5个蓝莓品种的枝条抽干比例为5.0%~31.2%,其中‘美登’受损程度最轻,‘齐伯瓦’越冬后枝条受损程度较轻,‘康维尔’受损程度最重。高丛蓝莓越冬后坐果率明显下降,而矮丛蓝莓和半高丛蓝莓越冬后坐果率无明显变化。
表1 5份蓝莓品种越冬调查结果
图1 5个蓝莓品种质膜透性结果
图1结果显示:从9月~1月,5个蓝莓品种的质膜透性随着温度的降低而增加;从1月~5月,质膜透性随着温度的升高而降低。在1月气温最低时,5个蓝莓品种质膜透性与9月相比,增加速率比较结果为:‘美登’<‘齐伯瓦’<‘北蓝’<‘蓝丰’<‘康维尔’,其中‘美登’的质膜透性增加最少为101.7%,‘康维尔’的质膜透性增加最大为110.2%。
图2 5个蓝莓品种游离脯氨酸结果
图2结果显示:从9~1月,5个蓝莓品种的脯氨酸含量随着温度的降低而增加;从1~5月,脯氨酸含量随着温度的升高而降低。在1月份气温最低时,5个蓝莓品种脯氨酸含量与9月份相比,增加速率比较结果为:‘康维尔’<‘蓝丰’<‘北蓝’<‘齐伯瓦’<‘美登’,其中‘美登’的脯氨酸积累量最多为14.7μg/g·FW,‘康维尔’的积累量最少为9.96μg/g·FW。
图3 5个蓝莓品种SOD活性结果
图3结果显示:从9月~1月,5个蓝莓品种的SOD含量随着温度的降低而增加;从1月~5月,SOD活性随着温度的升高而降低。在1月份气温最低时,5个蓝莓品种SOD含量与9月份相比,增加速率比较结果为:‘康维尔’<‘蓝丰’<‘北蓝’<‘齐伯瓦’<‘美登’,其中‘美登’的SOD增加量最多为66.9U/g·FW,‘康维尔’的增加量最少为38.8 U/g·FW。
本研究以5个蓝莓栽培品种为试验材料,调查了在黑龙江绥棱地区露地栽培条件下,越冬及相关生理指标变化情况。结果显示:供试品种的抗寒性比较结果为‘美登’>‘齐伯瓦’>‘北蓝’>‘蓝丰’>‘康维尔’。
其中,在绥棱地区露地栽培条件下,越冬后枝条均有不同程度的受损,受损程度比较结果为矮丛蓝莓<半高丛蓝莓<高从蓝莓,其原因主要是由于株高、防寒难以程度以及抗寒性差异引起的。
秋冬自然降温过程中,脂膜会发生膜质相变和膜蛋白丢失,破坏了膜质的完整性,失去了对冰晶入侵的屏障作用。本研究结果显示,从9月~1月,5个蓝莓品种的质膜透性随着温度的降低而增加;从1月~5月,质膜透性随着温度的升高而降低。
脯氨酸可以降低冰点和减弱低温胁迫对植物的伤害,脯氨酸的积累有助于增强植物抗寒力[5]。本研究结果显示从9月~1月,5个蓝莓品种的脯氨酸含量随着温度的降低而增加;从1月~5月,脯氨酸含量随着温度的升高而降低。
保护酶活性和含量与植物抗寒性密切相关[6]。 大部分研究认为逆境胁迫下保护酶活性会增强。 本研究结果显示从9月~1月,5个蓝莓品种的SOD含量随着温度的降低而增加;从1月~5月,SOD活性随着温度的升高而降低。
[1]付金龙.黑龙江省蓝莓产业的现状及发展趋势[J].农村实用科技信息,2012(10):22.
[2]刘祖祺,张石城.植物抗性生理学[M].北京:中国农业出版社,1994:32-33.
[3]徐晓峰.小麦中脯氨酸含量测定方法的研究[J].生物技术,1997(01):40-42.
[4]李合生.植物生理生化实验指导[M].北京:高等教育出版社,2000.
[5]高庆玉,魏媛媛,赵树亮,等.冬季自然降温对三种蓝莓抗寒生理指标的影响[J].湖北农业科学,2015,54(09):2142-2145.
[6]Ederli L,Reale L,Ferranti F,et al.Responses induced by high concentration of cadmium in Phragmites australis roots[J].Physiologia Plantarum,2004,121(01):66-74.