不同含量保水剂对北美冬青容器育苗的影响

王 珂

(商丘职业技术学院，河南 商丘 476100)

北美冬青(Ilexverticillata(L.) A. Gray)是冬青科冬青属植物，多年生灌木，冬季落叶，原产于北美，果红色，果期时间较长，簇生于枝顶，树形优美，具有较高的观赏价值[1]和较高的经济价值.北美冬青常见育苗方式有播种、扦插等，其中，容器扦插育苗是目前广泛采用的一种方法.但在采用容器育苗时，因基质保水能力较弱，导致持水量不足，最终造成育苗成活率较低，影响育苗效果，而保水剂恰好可以解决该问题.

1 材料与方法

1.1 所需材料、试剂与设备

1.1.1 材料

冬青科冬青属北美冬青.

1.1.2 试剂

去离子水、pH7.8磷酸缓冲液(磷酸氢二钠溶液、磷酸二氢钠溶液)、愈创木酚、浓度为95%的乙醇或浓度为80%的丙酮、聚丙烯酸酯、石英砂等.

分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司)、人工智能气候箱、台式高速离心机(常州万丰仪器制造有限公司)、研钵、小烧杯、天平、容量瓶、试管、剪刀、离心管、移液管、沸水浴等.

1.2 实验设计

1.2.1 苗木处理

把3年生的北美冬青放在含有生根粉水溶液中静泡一段时间，然后选择同一品种和长势相当的株型的苗木种植在含有一定比例珍珠岩、蛭石和草木灰的泥炭土基质中[2].试验共设1个对照和3个处理，测量形态指标和生理指标共4个，按第1、3、5、9、14、19天测量各指标，共计种植实验苗木12盆，种植完毕后，各容器中要浇相同量的缓苗水，静置一段时间后，3个处理中分不同天数分别加入浓度为5%、10%、20%的保水剂，有利于增加基质的持水量[3].

1.2.2 基质持水量的测定

上盆前称重待实验苗木的重量，把基质装至距盆口5 cm处，未浇缓苗水的基质也要称重，称重后要把基质浇透，两天后再浇1次缓苗水并称重，第3天可以开始实验，把每个处理组加入不同重量的保水剂.浇入缓苗水的基质重量减去未浇缓苗水的基质重量等于浇水量，把加入保水剂前的浇水量和加入保水剂后的持水量做对比，测得数据取平均值.

1.3 指标的测定方法

1.3.1 株高

选择同一品种长势相当的苗木，在未上盆前，利用卷尺测量苗木的株高并记录.用不同梯度保水剂处理后的苗木按照第1、3、5、9、14、19天进行株高的测量，取平均值.

1.3.2 利用蒽酮比色法测定可溶性糖

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蒽酮比色法是测量样品中总糖量的一个灵敏、快速、简便的方法.其原理是糖类在较高温度下被硫酸作用脱水生成糖醛或糖醛衍生物，该衍生物再与蒽酮缩合生成蓝色化合物[4].

绘制标准曲线：取6支洁净的试管，按照表1所列的成分含量数据进行试剂添加，摇匀，反应10 min后，用紫外分光光度计在620 nm下比色，测定完毕后，以消光值为纵坐标，标准蔗糖浓度为横坐标，绘制标准曲线，如图1所示.

表1 标准葡萄糖溶液各成分含量mL

续表1 标准葡萄糖溶液各成分含量mL

图1 可溶性糖标准曲线

可溶性糖的提取：称取0.5 g的北美冬青叶片，洗净叶片并吸去多余水分，在研钵中加入适量的石英砂将叶片研磨成浆，用蒸馏水把研钵冲洗3次后连同残渣定容至50 ml，室温下浸泡35 min，在浸泡期间需要经常摇动，将定容好的溶液等量转移到离心管中，采用3000 r/min转速离心10 min，离心后取上清液.测样前每个样品各用移液枪吸2 ml提取液放入试管中，分别加入4 ml提前配置好的蒽酮试剂摇匀，用紫外分光光度计于620 nm处比色，记录ABS值.

按如下公式计算可溶性糖含量：

可溶性糖含量(%)=从标准曲线查得糖的量(μg)×提取液体积(ml)×稀释倍数/[测定用酶液的体积(ml)×叶片重量(g)×106]×100

1.3.3 光合色素含量的测定

根据比尔定律，在某一特定波长下，一束单色光通过有色溶液时，因溶液的吸收而使光强下降，溶液的浓度(C)与光密度(OD)成正比.由于各种色素吸收光谱不同，可测出各特定于最大吸收波长下的光密度值，再根据色素分子在该波长下的消光系统，建立计算公式.将北美冬青叶片洗净并使用滤纸吸干外附水分，用电子天平准确地称取0.2 g的叶片，用剪刀将叶片剪碎放入研钵，加入适量的石英砂和浓度为95%的乙醇研磨成匀浆，定量转移至10 ml的容量瓶中定容，充分摇匀后，等量转移到小离心管中，离心管在离心机中要对称性放置，在3000 r/min转速下离心10 min，提取其上清液.用移液枪提取各样品液2 ml放入预先准备的各试管中，加入浓度为95%的乙醇4 ml，稀释摇匀，倒入光径1 cm的比色杯中，分别在662 nm、644 nm下进行比色[5]，计算光合色素含量的公式为:

Ca(mg·L-1)=9.78OD662-0.99OD644； Cb(mg·L-1)=21.43OD644-4.65OD662； Ct=Ca+Cb；

A=C×V/W×100.

1.3.4 POD活性用愈创木酚法测定

用电子天平称取0.5 g的北美冬青叶片，用清水冲洗干净并擦去其上多余的水分，将其放入预冷的研钵中，再加入5 ml的磷酸缓冲液(0.05 mol.L-1，pH7.8的磷酸缓冲溶液)研磨成浆后转移到10 ml的试管中，在此过程中，将研钵冲洗3次定容至10 ml并摇匀，然后利用台式离心机在6000 r/min下离心20 min，最后提取其上清液，该上清液为粗酶提取液.取一只干净的烧杯，用移液管吸取25 ml的磷酸缓冲液，用微量进样器吸取14 μl的愈创木酚和浓度为30%的H2O2溶液10 μl分别加入烧杯中，混匀，配置成反应液备用.吸取80 μl的酶液转移至试管中，加入6 ml的反应混合液，震荡后迅速倒入比色皿中测定OD470值，每30 s读一次值，读取3次后，取平均值[6-7].计算POD活性的公式如下：

POD活性(U·g-1·min-1)=(ΔA470×Vt)/(0.1×Wf×Vs×t)

公式中：ΔA470为反应时间内吸光值的变化(取平均变化值)；Vt为粗酶提取液总体积(ml)；0.1表示A470每下降0.1为1个酶活单位(U)；Wf为样品鲜重(g)；Vs为测定时所用酶液体积(ml)；t为反应时间(min).

1.3.5 数据处理

利用Excel 2016和Spss 22对实验数据进行处理.

2 结果与分析

2.1 不同含量保水剂对北美冬青株高变化的影响

不同含量保水剂对北美冬青株高变化的影响,如图2所示.从图2可直观看出，前3天，对照组和3个处理组株高变化基本没有差异，从第5天开始，对照组出现株高变化缓慢甚至停止不前的情况.从第9天开始，3个处理组：基质中添加重量为20%保水剂的株高停止变化；基质中添加重量为5%和10%保水剂的株高开始不断地增加，并且基质中添加10%保水剂植株长势更好.

图2 不同含量保水剂对北美冬青株高变化的影响

2.2 不同含量保水剂添加到基质中含水量的变化

在基质中添加适量的保水剂可以很好地锁住基质中的水分，最重要的是使容器基质中的营养物质和水分得以中转和调节.基质中的水分大部分都是有效的，可以最大程度的满足植物生长对水的需求.不同含量保水剂添加到基质中含水量的变化，如图3所示.从图3可以非常直观地看出，3个处理组和对照组相比，基质含水量分别增加了43%、72%、76%.随着处理天数的增加，未添加保水剂的容器基质的含水量不断下降，添加浓度为5%、10%、20%保水剂的容器基质中随着处理天数增加基质含水量下降趋势基本一致，其中，基质中含有浓度为5%保水剂较基质中含有浓度为10%、20%保水剂基质含水量下降快，浓度为10%和20%保水剂下降速度基本一致，浓度为5%保水剂是3个处理组中基质持水量下降最快的一个，但是又比对照组基质含水量下降慢.把北美冬青种植在容器中，一方面可以根据基质重量精准的添加保水剂含量，另一方面对植物起着固着的作用.综上可以得出，创造植物生长所需的小气候，最主要的是在保水剂的作用下维持基质中适量的水分，减少蒸腾面积.

图3 添加不同配比保水剂的基质含水量变化

2.3 不同含量保水剂植株叶片叶绿素含量的变化

利用721紫外-分光光度计测出北美冬青叶片的透光值，再根据其透光值计算出叶片叶绿素的含量.添加不同含量保水剂植株叶片叶绿素含量的变化，如图4所示.由图4可以直观地看出，前3天，处理组添加不同比例保水剂的植株叶片叶绿素含量和对照组叶片叶绿素含量基本没有太大差异.第5天，从图4中很明显地观察到，基质中添加浓度为5%和10%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素的含量一直比对照组和添加浓度为20%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量高；在基质中添加浓度为10%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量略高于添加浓度为5%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量，另外，对照组和添加浓度为20%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量呈下降的趋势，且在基质中添加浓度为20%配比保水剂的植株长势还不如对照组.测定发现，添加浓度为20%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量低于对照组植的株叶片叶绿素含量.从处理的第14天开始，添加浓度为10%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素含量显著地高于添加浓度为5%配比基质保水剂的植株叶片叶绿素的含量，并且一直处于较高水平.

图4 不同保水剂配比基质对北美冬青叶片叶绿素含量的影响

2.4 容器基质中添加不同含量保水剂对北美冬青植株叶片POD酶活性的影响

在容器基质中添加不同含量保水剂对北美冬青植株叶片POD酶活性的影响，如图5所示.从图5可以直观地看出，对照组和添加浓度为5%配比基质保水剂的北美冬青植株叶片POD酶活性整体上是先上升后下降.其中前5天对照组北美冬青植株叶片POD酶活性呈上升的趋势，第5天以后，由于容器基质缺水导致北美冬青植株叶片POD酶活性呈下降趋势；添加浓度为5%配比基质保水剂的北美冬青植株POD酶活性从第19天以后，呈下降的趋势.随着试验处理时间的增加，添加浓度为10%配比基质保水剂的北美冬青植株长势较好，其叶片POD酶活性处于平稳上升的趋势；添加浓度为20%配比基质保水剂的北美冬青植株叶片POD酶活性在第9天达到峰值，第9天以后，其叶片POD酶活性呈快速下降的趋势；3个处理组的叶片POD酶活性整体上都比对照组高.前14天，添加浓度为5%配比基质保水剂的植株叶片POD酶活性高，14天以后，添加浓度为10%配比基质保水剂的植株叶片POD酶活性最高.

图5 添加不同配比基质保水剂对北美冬青叶片POD酶活性的影响

2.5 在基质中添加不同配比基质保水剂对北美冬青叶片可溶性糖含量的影响

在基质中添加不同配比保水剂对北美冬青叶片可溶性糖含量的影响，如图6所示.从图6可以非常直观地观察到，试验前5天，对照组与其他3个处理组相比，叶片可溶性糖含量呈显著上升的趋势，第5天以后，对照组叶片的可溶性糖含量呈快速下降的趋势.在试验的前5天，3个处理组的可溶性糖的含量没有显著的差异.从试验的第9天开始，添加浓度为20%配比基质保水剂的植株叶片可溶性糖含量呈显著下降的趋势.添加浓度为5%和10%配比基质保水剂的植株叶片可溶性糖含量前14天无显著差异，19天以后，添加浓度为10%配比基质保水剂的植株叶片可溶性糖含量高于添加浓度为5%配比基质保水剂的植株.添加浓度为20%配比基质保水剂的植株叶片可溶性糖含量低于对照组.

图6 添加不同配比基质保水剂对北美冬青叶片可溶性糖含量的影响

3 结语

1)在容器基质中育苗可以提高苗木的成活率，同时在基质中添加不同比例的保水剂能够使基质中大部分的水成为有效水，从而减少了投入成本.

2)在容器基质中添加浓度为5%、10%、20%不同比例保水剂可以有效地锁住基质中的水分.其中，把10%比例保水剂添加到基质中能够使北美冬青生长得更好，即使19天内不浇水植株也不会出现萎蔫现象.而基质中加入20%比例保水剂的北美冬青在第9天后就出现了植株枯萎甚至是死亡，出现上述这种情况的原因是由于加入较多的保水剂造成基质中孔隙度低[8]，植物的各系扎入保水剂中，基质上层的保水剂由于吸水膨胀导致水分不易渗透到基质当中，植株根系不能及时吸收有效水分[9]，阻碍植物生理生长，导致植株死亡.

3)试验测得，在容器基质中添加5%和10%比例保水剂都能够提高北美冬青植株幼苗的发芽率和成活率[10].但是，在生产上最好选择添加浓度为10%配比保水剂，因为在较为干旱的地区添加浓度为5%配比保水剂，如果长时间不浇水，会造成植株不同程度的萎蔫，而添加浓度为10%配比保水剂能够使作物生理生化指标生长能够达到较为理想的状态.添加20%比例的保水剂虽然短时间内能够使北美冬青植株长势向好发展，但是，长时间会造成植株死亡.随着处理时间的增加，对照组容器基质由于缺水会造成轻度干旱或重度干旱，虽然，为了植株自身会产生一些渗透物质来进行自我调节，为了应对外界所带来的环境胁迫，但是，长时间缺水会导致植株生长因所需营养得不到满足而死亡，所以，对照组容器中的北美冬青植株长势不好.