不同基質對秦嶺高山杜鵑生長及生理特性的影響

李小玲,華智銳,許婷婷

(商洛學院 生物醫藥與食品工程學院，陜西 商洛 726000)

不同基質對秦嶺高山杜鵑生長及生理特性的影響

李小玲,華智銳,許婷婷

(商洛學院 生物醫藥與食品工程學院，陜西 商洛 726000)

為探討不同基質對秦嶺高山杜鵑生長及生理特性的影響，以秦嶺高山杜鵑幼苗為試材，通過添加不同基質進行盆栽試驗，測定分析生長指標和生理生化指標。結果表明：通過6種不同的基質栽培高山杜鵑幼苗，基質1即泥炭和蛭石(1∶ 1)處理效果最佳，其次是基質4、基質5、基質3、基質2，基質6處理效果最差。在基質1上,植物株高相比處理前增加了66.7%；整個試驗過程葉片無黃化和掉葉現象，進而增加其葉綠素含量，增強了根系活力；高山杜鵑葉片中的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性與緩苗之前存在顯著性差異(Plt;0.05)；可溶性蛋白質的含量相比于緩苗前提高了35.8%,并有效減緩了高山杜鵑丙二醛(MDA)含量的積累。因此，基質1即泥炭和蛭石(1∶1)為適于秦嶺高山杜鵑盆栽的優良基質配方。

高山杜鵑；栽培基質；生長特性；生理指標

高山杜鵑(Rhododendronlapponicum)為杜鵑花科杜鵑花屬的植物[1]。高山杜鵑較耐寒，喜陰涼、濕潤環境，多生長于海拔1000～4500 m的地區[2]。它具有世界三大高山野生花卉之一及中國傳統的十大名花之一的美譽[3-4]。據調查，陜西秦嶺地區野生杜鵑花資源豐富，共有28種左右，占全國杜鵑花種類的5.1%[5]。

栽培基質是植物緩沖、呼吸的媒介場所，它不僅能為植物提供豐富的營養物質，也可以為植物提供支撐。栽培基質依據其構成成分可分為3類，包括無機基質、有機基質及化學合成基質[6-7]。近年來，人們認為植物生長情況可能與基質配比有關，在植物栽培中基質的配制是一項非常重要的環節，做好過篩和殺菌工作是關鍵[8-9]。盆栽基質是影響杜鵑花生長品質的關鍵，在栽培中多選用有機基質和無機基質的混合[10]。我國有關介質土培植物的報道不少，魏明麗等[11]率先對5種盆景無土栽培基質的理化特性及6種盆景植物在不同基質上的生長情況進行了研究；尚玉欣等[12]研究了不同無土栽培基質配比對3 種草本植物生長的影響。唐美瓊等[13]研究了不同栽培基質對青天葵生長及生理特性的影響。邱志敬等研究了不同栽培基質對苦苣苔科植物生長的影響[14]。諸多研究表明，理想的基質配比不僅具有好的保水、排水性能，而且會提高植物的生物量及成活率[3]；研究還發現，不同栽培基質配比對植物生長及生理特性的影響不同[15-18]。

迄今為止，對于高山杜鵑的研究主要集中在資源調查、引種栽培管理方面，對其基質的研究甚少，且有關不同基質對高山杜鵑生長及生理方面的研究未見報道。為尋求有效的栽培基質，本研究以秦嶺杜鵑花幼苗為材料，采用泥炭、蛭石、腐葉土、松針土、腐鋸木屑、河沙6種基質的不同配比進行試驗，通過探討不同基質對秦嶺高山杜鵑的株高、葉片的黃化、掉葉現象以及超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、葉綠素含量以及根系活力的影響，從理論上揭示高山杜鵑對不同基質的生理生態響應機制，為高山杜鵑的人工引種馴化和高效栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1試驗材料

所用株高約為12 cm的高山杜鵑幼苗于2017年4月初采自商洛鎮安木王國家森林公園海拔1500 m左右的茨溝杜鵑花景區。

1.2試驗方法

1.2.1 材料預處理 預處理：選取大小一致、生長健壯的高山杜鵑幼苗移栽至直徑15 cm左右的花盆中，培養溫度為20 ℃，培養時間一周左右，處理期間為保持盆土濕潤，于每天傍晚適時噴灑0.1%～0.5%的硫酸亞鐵水溶液；培養一周后選取生長一致的幼苗用于試驗。

1.2.2 試驗設計 將預處理的高山杜鵑幼苗移栽至直徑為15 cm左右的花盆中，每盆栽幼苗3株，栽培基質配方為6種不同基質配比，每種基質重復3次，在室溫下培養15 d，期間于每天傍晚噴灑0.1%～0.5%的硫酸亞鐵水溶液。盆底設置托盤(水深1.0～1.5 cm)補充基質水分并每天補水保濕。

基質的基礎材料：泥炭土、松針土、河沙、蛭石、鋸木屑、腐葉土。基質配比為以下6種：泥炭∶蛭石(1∶1)；泥炭∶蛭石∶鋸木屑(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶腐葉土(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶河沙(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶松針土(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶松針土∶河沙(1∶1∶1∶1)。

移栽之后，每5 d測一次生長指標，每次重復測定3次，求平均值。記錄高山杜鵑的初始生長特性，包括測量株高，觀察葉片的現象；培養15 d左右，每間隔3 d進行一次相關生理指標的測定。剪下適宜的葉片，洗凈，用蒸餾水沖洗，去掉主葉脈，精確稱取，剪碎，研磨，用于保護酶(SOD、POD)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、葉綠素含量的測定。培養期間，直接觀察高山杜鵑的生長特性，包括測量株高，觀察葉片的黃化和掉葉現象，進行數據的記錄。培養50 d左右，進行根系活力的測定。

1.2.3 生長指標的測定 測量株高，觀察葉片的生長情況。

1.2.4 各項生理指標的測定 SOD活性的測定采用李合生[18]的氮藍四唑(NBT)光還原法；POD活性的測定采用郝再彬等[19]的愈創木酚顯色法；可溶性蛋白含量的測定采用高俊風等[20]的考馬斯亮藍G-250法；MDA含量的測定采用張志良等[21]的硫代巴比妥酸法；葉綠素含量測定采用分光光度法[22]；根系活力測定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[23-25]。

1.3數據處理

每種處理重復測定3次，數據為3次測定值的平均值。采用Excel 2010進行數據統計，用SPSS Statistics 17.0軟件進行數據分析。

2 結果與分析

2.1不同基質對高山杜鵑株高的影響

株高可以反映出植物生長過程中的生長勢。由圖1可知，在相同的管理水平下，6種基質對高山杜鵑株高生長的影響不同，高山杜鵑在基質1即泥炭、蛭石(1∶1)混合處理后株高的增長量最大，處理50 d之后基質1株高的增長量為66.7%；再依次是基質4(50.8%)、基質5(41.7%)、基質3(34.2%)、基質2(29.2%)，基質6即泥炭、蛭石、松針土、河沙(1∶1∶1∶1)混合處理的株高增長幅度最低，為12.5%。經過雙因素方差分析多重比較，0 d與50 d的株高進行對比分析，基質1存在極顯著性差異(Plt;0.01)；基質4(P=0.02)、基質5(P=0.027) 存在顯著性差異；基質6(P=0.0644)無顯著性差異。由此可得出，6種基質處理之后，基質1的效果最佳，其可以更好地促進高山杜鵑的生長；而基質6最差。

圖1 不同基質對高山杜鵑株高的影響

2.2不同基質對高山杜鵑葉黃化和掉葉現象的影響

葉片是植物進行光合作用的主要器官，其葉片的黃化現象和掉葉現象都會影響植物生長發育。從表 1和表 2可以看出，不同的栽培基質對高山杜鵑葉片的黃化現象和掉葉現象影響不同。緩苗之后第20天，在基質6上開始出現掉葉現象；隨著時間的延長，在第50天基質6栽培的高山杜鵑黃化葉片和掉葉均為4片，比在其他的基質栽培條件下有較大幅度的增加；其次是基質2(黃葉3片，掉葉4片)、基質3(黃葉3片，掉葉3片)、基質5(黃葉2片，掉葉2片)、基質4(黃葉1片，掉葉1片)，而在基質1上在整個試驗過程中無葉黃和掉葉現象。由此可得出，基質1可以更好地促進高山杜鵑的生長，而基質6葉片黃化和掉葉現象最嚴重。

表1 不同基質對秦嶺高山杜鵑葉黃化現象的影響

表2 不同基質對秦嶺高山杜鵑掉葉現象的影響

2.3不同基質對高山杜鵑SOD、POD活性的影響

由圖2、圖3可看出，隨著時間的延長，不同基質處理下的高山杜鵑葉片2種保護酶的活性呈現先緩慢上升再下降的趨勢，這說明高山杜鵑對栽培基質的反應較明顯。處理后15～18 d，6種基質上高山杜鵑的SOD、POD活性均表現為上升趨勢；第18～21天，基質6的SOD、POD酶活性表現為下降趨勢，其他基質處于上升趨勢，在第18天基質6達到了最高，2種保護酶活性的增加幅度分別為11.3%、12.4%，且無顯著性差異(Pgt;0.05)；第21～24天，基質2、基質3、基質4、基質5的表現為下降的趨勢，在第21天達到了最高點；第24～27天，基質1開始緩慢下降，第24天達到最高點，SOD、POD酶活性的增加幅度分別為49.7%、44.5%，且都存在顯著性差異(Plt;0.05)。隨著時間的延長，基質6最先出現最高峰，基質1最后出現，說明基質6上高山杜鵑的抗逆性最弱，而基質1上高山杜鵑的抗逆性較強。

圖2 不同基質對高山杜鵑SOD活性的影響

圖3 不同基質對高山杜鵑POD活性的影響

2.4不同基質對高山杜鵑可溶性蛋白含量的影響

由圖4可看出，不同基質處理下的高山杜鵑葉片中可溶性蛋白含量變化規律基本類似，均表現為 “先升后降”的規律。處理后15～24 d，基質1與基質4的可溶性蛋白含量表現為上升的趨勢，在第24天達到了最高點，基質1的增加幅度為35.8%，緩苗15 d后與27 d存在極顯著性差異(Plt;0.01)；基質4增加幅度為27.5%，隨后呈現下降趨勢。基質2、基質3、基質5在處理第21天達到最高值；基質6在第18天達到最高點，增加幅度為3%，隨后呈下降趨勢。因此，在6種基質中，基質1可明顯提高植株蛋白質的合成能力，可以有效地維持其正常生長的穩定性。

2.5不同基質對高山杜鵑丙二醛含量的影響

由圖5可知，不同基質處理下的高山杜鵑葉片中丙二醛含量變化規律基本類似，均表現為“先升后降”的規律。處理后15～18 d，基質1與基質4的丙二醛表現為上升的趨勢，在第18天達到了最高點，基質1的增加幅度為28.4%，基質4的為47.7%，隨后呈現下降趨勢。基質2、基質3、基質5在處理第21天達到最高點；基質6在第24天出現最高值，隨后呈下降趨勢。基質1處理后植物體內MDA含量變化存在顯著性差異(Plt;0.05)，對MDA的抑制作用最強。

圖4 不同基質對高山杜鵑可溶性蛋白含量的影響

圖5 不同基質對高山杜鵑丙二醛含量的影響

2.6不同基質對高山杜鵑葉綠素含量的影響

從圖 6可知，不同基質對高山杜鵑葉片葉綠素含量的影響非常大，隨著時間的延長，高山杜鵑葉綠素含量變化趨勢呈現“先升后降”。緩苗之后第5天，各基質的葉綠素含量基本一致。處理后15～21 d，6種基質均呈現上升的趨勢；處理后21～27 d，呈現下降趨勢；在第21天出現最高點，以基質1葉綠素含量最高，其增長幅度為71.6%，基質6最低，增長幅度為34.8%。從圖 7和圖 8可知，葉綠素a和葉綠素b含量與葉綠素總含量的變化趨勢一致，基質1增長幅度大。基質1處理后植物體內葉綠素含量變化存在顯著性差異(Plt;0.05)。

2.7不同基質對高山杜鵑根系活力的影響

根系活力可作為判斷植物是否生長健壯的一個重要指標，也可反映根系吸收水分和礦質營養的能力。從圖 9可知，基質1上高山杜鵑的根系活力最高，達2280.9 μg/(g·h)，其次是基質4，且這兩種處理間不存在顯著性差異；基質6的根系活力最低，為1509.0 μg/(g·h)，與基質1存在極顯著性差異(P=0.003)。由此說明：基質1的透氣性較好，排水良好且富含營養物質，高山杜鵑在此環境下生長較好。

圖6 不同基質對高山杜鵑葉片中葉綠素含量的影響

圖7 不同基質對秦嶺高山杜鵑葉片中

圖8 不同基質對秦嶺高山杜鵑葉片中

圖9 不同基質對秦嶺高山杜鵑根系活力的影響

3 討論

株高是指從植株基部至主莖頂部之間的一段距離，是植物形態學調查工作中一項基本的指標，它可以衡量植物在生長過程中的生長勢[12]。本研究經過6種不同基質處理后，發現基質1對株高的效果最佳，隨著時間的延長，株高增加幅度最大，而基質6最差。葉片作為植物光合作用的主要器官，其黃化現象和掉葉現象都會影響植物生長發育[14]。本研究得出，隨著處理時間的延長，基質1中葉片無黃化和掉葉現象，高山杜鵑生長良好，而基質6葉片黃化和掉葉現象最嚴重。

超氧化物歧化酶(SOD)是植物體內重要的保護酶之一，其活性是衡量植物抗逆性的重要指標[13]。過氧化物酶(POD)屬于植物體內重要的呼吸酶類，其作用是催化過氧化物的分解，來降低其對膜的傷害作用，從而提高植物的抗逆性。本研究發現，隨著處理時間的延長，6種基質中的高山杜鵑葉片2種保護酶活性均呈現先升后降的趨勢，基質6的抗逆性效果最差，而基質1的抗逆效果較強。

可溶性蛋白作為植物體內重要的滲透調節物質，常用作判斷抗逆性的指標之一，它的積累不僅可以提高植物細胞的保水能力，也可對生物膜起到保護作用[13]。丙二醛的含量可作為判斷植物細胞膜脂過氧化程度的指標，研究發現，良好的基質可以緩解膜脂過氧化的程度，減輕自由基對細胞膜的傷害，從而增強植物的抗逆性。本試驗發現，基質1可明顯提高植株蛋白質的合成能力，可溶性蛋白質的含量相比于緩苗前提高了35.8%,并有效地減緩了高山杜鵑丙二醛(MDA)含量的積累。

葉綠素是一類參與光合作用的重要色素[16]。本研究結果表明，葉綠素a和葉綠素b的含量隨著時間的延長呈現先升后降的趨勢，在處理第21天時，葉綠素a和葉綠素b以及總葉綠素含量達到最高值，且此時基質1的葉綠素含量最大，增長幅度為71.6%，這說明基質1對提高高山杜鵑幼葉片中葉綠素含量的作用最為顯著。

根系活力可反映根系吸收水分和礦質營養的能力，是衡量植物生長是否健壯的重要指標之一[17-18]。測定根系活力的方法有較多，但相比之下，TTC法結果較準確。TTC還原量能表示脫氫酶活性，也是根系活力的指標，它顏色深淺與根系活力呈正相關[19]。因此本次研究利用TTC法對不同基質栽培秦嶺高山杜鵑的根系活力進行測定，結果表明，基質1透氣性較好，高山杜鵑根系活力最高，相反，基質6根系活力最低。

綜上所述，不同基質對高山杜鵑的生長及各項生理指標均有所影響，但不同處理間仍存在差異。總的來說，以基質1即泥炭和蛭石(1∶1)混合處理效果最好，采用此基質處理之后，高山杜鵑的長勢最佳，株高增加了66.7%，葉片無黃化和掉葉現象，進而增強了高山杜鵑的根系活力，能夠提高葉片葉綠素含量，提高葉片的光合速率，也可以有效調控可溶性蛋白的合成，并提高高山杜鵑體內POD、SOD這兩種保護酶的活性，降低了高山杜鵑葉片中MDA的含量，減輕了膜脂過氧化作用對高山杜鵑的傷害，提高了高山杜鵑的抗逆性；而基質4即泥炭、蛭石、河沙(1∶1∶1)混合處理次之；最差的是基質6即泥炭、蛭石、松針土、河沙(1∶1∶1∶1)處理，這可能是與栽培基質的理化性質有關。

在大田種植中，可以選擇適宜的基質來滿足高山杜鵑的生長及生理需要，以減緩對植物機體的傷害，從而增強高山杜鵑的抗逆性。本次研究只是針對部分基質盆栽和部分重要的生理生長指標測定，但對于大田種植、其它栽培基質以及其它相關指標測定等問題還有待于進一步研究。

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(責任編輯：許晶晶)

EffectsofDifferentSubstratesonGrowthandPhysiologicalCharacteristicsofRhododendronlapponicuminQinlingMountain

LI Xiao-ling, HUA Zhi-rui, XU Ting-ting

(College of Biological Pharmacy and Food Engineering, Shangluo University, Shangluo 726000, China)

The effects of different substrates on the growth and physiological characteristics ofRhododendronlapponicumseedlings in the Qinling Mountain were explored through pot experiment. The results showed that: among six kinds of substrates, the substrate 1 (peat∶vermiculite=1∶ 1) had the best effects on the growth ofR.lapponicumseedlings, followed by the substrate 4, the substrate 5, the substrate 3, the substrate 2, and the substrate 6 in order. In comparison with the growth and physiological indexes before the treatment, the plant height ofR.lapponicumseedlings in the substrate 1 was increased by 66.7%, and the leaf chlorophyll content and root vitality were enhanced. In the substrate 1, the activity of SOD and POD in leaves was significantly different from that before seedling recovering, the content of soluble protein in leaves was increased by 35.8% as compared with that before seedling recovering, and the accumulation of MDA in leaves was effectively retarded. Therefore, the substrate 1 (peat∶vermiculite=1∶ 1) was the suitable and fine substrate for the pot cultivation ofR.lapponicumseedlings in the Qinling Mountain.

Rhododendronlapponicum; Substrate; Growth characteristics; Physiological index

S682

A

1001-8581(2017)12-0053-06

2017-08-13

陜西省科技廳科研項目(2017NY-027)；商洛學院根植地方行動計劃項目(gz16015)。

李小玲(1980─)，女，陜西藍田人，副教授，碩士，主要從事園林植物生理生態研究。