软枣猕猴桃表型性状与植物保护系统对海拔的响应

金花林， 王子博， 贾佳林， 朴一龙， 冉丽萍

(延边大学农学院，吉林 延吉 133000)

软枣猕猴桃(ActinidiaargutaSieb.et Zucc.)属于猕猴桃科、猕猴桃属多年生落叶藤本植物[1]，因其果实光滑无毛，食用方便，口感营养俱佳，在市场上深受消费者青睐。长白山野生软枣猕猴桃自然分布海拔范围为25～1 320 m，但在海拔400～800 m较集中分布[2-3]。

植物生长离不开自然环境这一生长因子，并且每一种自然环境中都存在其特有的植物类型。影响植物生长的环境因素包括温度、水分、光照及土壤等。海拔影响植被群落结构[4]、林分因子[5]、次生代谢物含量[6]及土壤理化性质[7]等。不同海拔地区的生长环境导致植物生长表现不同，海拔高度不仅影响果树的叶片形态大小、光合效率，而且影响果实的品质及抗逆性。前人针对海拔高度对苹果光合作用及果实品质影响[8-9]、蓝莓和蓝靛果植物保护系统的反应[10-11]、猕猴桃的贮藏性[12]等进行过研究。近几年，软枣猕猴桃作为一个新兴起的浆果种类得到了长足的发展，但是因对其生境了解甚少而导致栽培过程中不少损失。并且前人调查取样多为低海拔范围，对软枣猕猴桃在高海拔的生长分布并没有系统性的调查研究。为了掌握软枣猕猴桃表型性状与保护酶系统对海拔的响应，该文调查研究了不同海拔野生软枣猕猴桃生长发育表现及抗逆反应，以期获得软枣猕猴桃最佳生长海拔区段，为软枣猕猴桃区域化栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2019—2020年进行。在吉林省八家子林业局先锋林场(北纬42°，东经128°)老爷岭坡体处选取不同海拔段软枣猕猴桃集群进行标记、定位和挂牌，同时从海拔600 m起每隔400 m设置1个温度自动记录仪，每隔1 h记录1次温度数据。从老爷岭山体的自然形态出发，从海拔600 m开始，每隔200 m为1个海拔段，共分3个海拔段，即600～800 m(700±50)m、800～1 000 m(900±50) m、>1 000 m(1 100±50) m。在每个海拔段软枣猕猴桃集群中随机选择树势中庸、无病虫害的软枣猕猴桃10株采集叶片和果实，每株至少采集10片叶和10个果实。利用装入冰袋的保温箱把叶片和果实迅速运回试验室进行一般形态学和品质调查，然后在-40 ℃低温冰箱冷冻保存。叶片经调查后直接冷冻贮藏，而果实经软化后熟后进行品质调查并冷冻贮藏，以备各种生理生化指标分析。

1.2 方法

2019年9月5日，每株选取10个代表性叶片和10个代表性果实，用数显游标卡尺测量其叶长、叶宽、叶厚、叶柄长度及果实纵横径、果实扁径、果柄长度；利用叶面积测定仪测定叶面积；用电子天平称果实重量；用手持式糖度计测定其可溶性固形物含量，然后榨取2 mL果汁稀释20倍，用0.1 mol/L的NaOH进行酸碱滴定，换算可滴定酸含量。

总糖含量用苯酚-硫酸法测定；还原糖含量用DNS法测定；叶绿素含量和类胡萝卜素含量用分光光度计法测定；超氧化物歧化酶(SOD)活性用氮蓝四唑(NBT)法测定；多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸氧化酶(ASO)活性采用黄绵佳的方法测定[13]；过氧化物酶(POD)活性采用张志良的方法测定[14]；丙二醛(MDA)含量采用张宪政的方法测定[15]。

1.3 数据处理与分析

每个试验样本重复3次取平均值，然后用Excel软件绘制标准曲线与整理数据，利用SPSS软件分析数据和处理数据。

2 结果与分析

2.1 不同海拔气象因子调查

2.1.1 不同海拔高度有效积温和无霜期变化

对不同海拔无霜期和有效积温变化统计结果如表1所示。

表1 不同海拔高度有效积温和无霜期比较

随着海拔的升高无霜期变短，有效积温减少，但无霜期和有效积温的变化规律并不一致。无霜期随海拔的升高变化不是很明显，在海拔600～1 000 m无霜期没有变化，在海拔1 400 m处无霜期缩短9 d；而有效积温变化则较明显，即低海拔区段(600～1 000 m)和高海拔区段(1 000～1 400 m)有效积温分别下降461和244 ℃。由此可见，随着海拔的升高，日最高温变化幅度比日最低温变化明显。

2.1.2 不同海拔高度温度变化

因此，中医上的观点是将气虚，血瘀和痰这几点作为VD的根本原因。发生痴呆的病人气血会变得虚弱，肾气也会减弱，然后大脑没有得到营养，最终就是痴呆。还有长期劳作、情绪方面的不好让身体里面的器官没办法正常运作，然后导致了淤血，肝气出现郁结，上火，心神就会失用，最终就是痴呆。因此，中医里面说要想把病给治好，首先就是脑腑。大脑如果正常工作，那么记性也就不会受到影响。“人之记性，皆在脑中”。

在不同海拔段记录的温度数据显示(图1、表2)，随着海拔的升高，日最高温和日最低温均显著下降，但在不同海拔区段的温度下降幅度不同。低海拔区段最高温变化幅度较大，相比之下，高海拔区段最高温变化幅度较小，即海拔每提升100 m，在低海拔区段(600～1 000 m)日最高温下降0.99 ℃,而高海拔段(1 000～1 400 m)日最高温下降0.38 ℃。相反，低海拔区段日最低温变化幅度较小，而高海拔区段日最低温变化幅度相对较大，即海拔每提升100 m，在低海拔区段(600～1 000 m)日最低温下降0.23 ℃,而高海拔段(1 000～1 400 m)日最低温下降0.37 ℃。

表2 不同海拔区段日最高温温差和日最低温温差比较

2.2 海拔高度对软枣猕猴桃生长发育的影响

2.2.1 海拔高度对软枣猕猴桃叶形态的影响

不同海拔软枣猕猴桃叶片形态数据统计结果如表3所示。随着海拔的升高，叶增厚、叶柄拉长，海拔1 000 m以上区段的叶比海拔1 000 m以下的叶显著增厚；而海拔1 000 m以上区段的叶柄比海拔1 000 m以下的叶柄显著拉长。在海拔800～1 000 m区段叶形指数较大，在海拔1 000 m及以上区段叶面积有变小的倾向。

表3 不同海拔软枣猕猴桃叶形态特征比较

2.2.2 海拔高度对软枣猕猴桃果实形态及品质的影响

果形指数是指果实纵横径之比,扁平度是指果实横径与扁径之比，两者都是反映果实基本形状的重要指标。不同海拔高度软枣猕猴桃果实形态和品质分析结果如表4所示。低海拔区段的软枣猕猴桃果实重量、果形指数和扁平度显著大于中高海拔的软枣猕猴桃果实，说明中高海拔段生长的软枣猕猴桃果实显著变小，果实变短且趋向于筒状；高海拔区段的软枣猕猴桃果实可溶性固形物和可滴定酸含量显著下降；而果柄长度变化不明显。

表4 不同海拔软枣猕猴桃果实性状比较

2.3 海拔高度对软枣猕猴桃果实碳水化合物含量的影响

不同海拔软枣猕猴桃果实碳水化合物含量测定结果(图2)显示，随着海拔升高总糖含量升高，在海拔800～1 000 m区段总糖含量达峰值，但在海拔1 000 m以上区段总糖含量显著下降,而还原糖含量则随海拔的升高显著下降。总体来讲，高海拔区段生长的软枣猕猴桃果实糖积累少。

2.4 海拔高度对软枣猕猴桃叶片色素含量的影响

叶绿素是植物进行光合作用的主要色素，植物在进行光合作用时，通过叶绿素吸收光能，并转化成化学能，再通过一系列的反应，将其转化为原初物质。由图3可以看出，高海拔区段色素含量有减少的倾向，但总体各海拔段软枣猕猴桃叶片色素含量差异不显著。

2.5 不同海拔高度软枣猕猴桃果实抗氧化能力比较

2.5.1 海拔高度对软枣猕猴桃果实保护酶活性的影响

通过检测不同海拔高度软枣猕猴桃果实保护酶类活性，判断其抗氧化能力。由图4可以看出，随着海拔的升高SOD和CAT活性增加，而且高海拔区段这2种酶活性显著高于低海拔区段；PPO活性也随海拔升高而显著增加，在中海拔区段达峰值，然后再显著下降。而POD和ASO活性则在中高海拔区段显著下降。

2.5.2 海拔高度对软枣猕猴桃果实丙二醛(MDA)含量的影响

丙二醛(MDA)含量高低可以作为考察细胞受到胁迫严重程度的指标之一，它的主要伤害是导致膜脂过氧化，损伤生物膜结构，主要是细胞质膜，使得细胞膜结构和功能上受到损伤，改变膜的通透性，从而影响一系列生理生化反应的正常进行。由图5可以看出，随着海拔的升高，MDA含量先升高后降低，在中海拔段MDA含量达峰值，高海拔段MDA含量显著低于低中海拔段。

3 讨论与结论

同一山体无霜期随海拔的升高而缩短，有效积温随海拔升高而减少，无霜期的变化不是很明显，而有效积温变化则较明显，而且低海拔区段变化幅度大于高海拔区段。按照一般规律，海拔每升高100 m，气温下降0.5～0.6 ℃[16]，但是，不仅在不同海拔区段海拔每升高100 m气温下降幅度有所不同，而且日最高温和日最低温变化幅度也不同。海拔每提升100 m，在低海拔区段日最高温下降0.99 ℃，而高海拔区段日最高温下降0.38 ℃；相反，海拔每提升100 m，在低海拔区段日最低温下降0.23 ℃；而高海拔区段日最低温下降0.37 ℃。

不同海拔高度，诸多环境因子皆有一定的差异，而植物的不同生长性状、生理指标是对不同环境因子的响应。随着海拔的升高，软枣猕猴桃叶片显著增厚、叶柄显著拉长，中海拔区段叶形指数较大，高海拔区段叶面积有变小的倾向。这些变化体现了植物叶片对高海拔地区低温环境的适应性[17-18]，这个结果与罗旭[9]在金冠苹果上、罗文文[19]在富士苹果上的研究结果相似。中高海拔区段生长的软枣猕猴桃果实显著变小，果实变短且趋向于筒状；高海拔区段的软枣猕猴桃果实可溶性固形物含量和可滴定酸含量显著下降。果实形态和品质的这种变化似乎与罗旭(随海拔升高单果重和可溶性固形物含先增加后下降)[9]的研究结果矛盾，但高海拔地区果实变小与可溶性固形物含量下降是一致的，至于在低海拔的这些指标变化趋势与选择的海拔区段及地区经纬度有关。随着海拔升高总糖和还原糖含量下降，这个结果与孙国超等[20]在黄果柑上的研究结果矛盾，但考虑不同纬度地区同一海拔高度的环境条件不同这一点，不排除孙郭超界定的高海拔区段(四川石棉县位于北纬29°23′，东经102°37′)是黄果柑最佳生长环境。总之，高海拔地区叶面积变小、无霜期和有效积温显著减少会影响植物生长及光合作用，导致果实变小，糖积累减少，品质下降。

随着海拔的升高植物保护酶SOD、CAT和PPO活性显著增加，其中，PPO活性在中海拔区段达峰值，在高海拔区段又显著下降。而POD和ASO活性则在中高海拔区段显著下降。虽然这些酶都是植物保护酶，但其作用和功能是不一样的。POD可催化过氧化氢，氧化酚类和胺类化合物和烃类氧化产物，具有消除过氧化氢和酚类、胺类、醛类、苯类毒性的双重作用，中高海拔区段POD活性显著下降，可以理解为中高海拔区段上述毒性物质生成减少。高海拔区段PPO活性的显著下降，可以理解为高海拔区段致病威胁减少，因为PPO活性与抗病性有关。随着海拔的升高丙二醛(MDA)含量先升高后降低也间接说明了这个问题。蓝莓品种SOD和POD活性随着海拔的升高而升高，而CAT活性和MDA含量随海拔的升高而下降[10]；而蓝靛果POD、CAT、SOD 3种抗氧化酶的活性随海拔升高而增加[11]，说明不同植物种类在高海拔环境下对胁迫的响应机制是不同的。