不同基质对秦岭高山杜鹃生长及生理特性的影响

李小玲,华智锐,许婷婷

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

不同基质对秦岭高山杜鹃生长及生理特性的影响

李小玲,华智锐,许婷婷

(商洛学院 生物医药与食品工程学院，陕西 商洛 726000)

为探讨不同基质对秦岭高山杜鹃生长及生理特性的影响，以秦岭高山杜鹃幼苗为试材，通过添加不同基质进行盆栽试验，测定分析生长指标和生理生化指标。结果表明：通过6种不同的基质栽培高山杜鹃幼苗，基质1即泥炭和蛭石(1∶ 1)处理效果最佳，其次是基质4、基质5、基质3、基质2，基质6处理效果最差。在基质1上,植物株高相比处理前增加了66.7%；整个试验过程叶片无黄化和掉叶现象，进而增加其叶绿素含量，增强了根系活力；高山杜鹃叶片中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性与缓苗之前存在显著性差异(Plt;0.05)；可溶性蛋白质的含量相比于缓苗前提高了35.8%,并有效减缓了高山杜鹃丙二醛(MDA)含量的积累。因此，基质1即泥炭和蛭石(1∶1)为适于秦岭高山杜鹃盆栽的优良基质配方。

高山杜鹃；栽培基质；生长特性；生理指标

高山杜鹃(Rhododendronlapponicum)为杜鹃花科杜鹃花属的植物[1]。高山杜鹃较耐寒，喜阴凉、湿润环境，多生长于海拔1000～4500 m的地区[2]。它具有世界三大高山野生花卉之一及中国传统的十大名花之一的美誉[3-4]。据调查，陕西秦岭地区野生杜鹃花资源丰富，共有28种左右，占全国杜鹃花种类的5.1%[5]。

栽培基质是植物缓冲、呼吸的媒介场所，它不仅能为植物提供丰富的营养物质，也可以为植物提供支撑。栽培基质依据其构成成分可分为3类，包括无机基质、有机基质及化学合成基质[6-7]。近年来，人们认为植物生长情况可能与基质配比有关，在植物栽培中基质的配制是一项非常重要的环节，做好过筛和杀菌工作是关键[8-9]。盆栽基质是影响杜鹃花生长品质的关键，在栽培中多选用有机基质和无机基质的混合[10]。我国有关介质土培植物的报道不少，魏明丽等[11]率先对5种盆景无土栽培基质的理化特性及6种盆景植物在不同基质上的生长情况进行了研究；尚玉欣等[12]研究了不同无土栽培基质配比对3 种草本植物生长的影响。唐美琼等[13]研究了不同栽培基质对青天葵生长及生理特性的影响。邱志敬等研究了不同栽培基质对苦苣苔科植物生长的影响[14]。诸多研究表明，理想的基质配比不仅具有好的保水、排水性能，而且会提高植物的生物量及成活率[3]；研究还发现，不同栽培基质配比对植物生长及生理特性的影响不同[15-18]。

迄今为止，对于高山杜鹃的研究主要集中在资源调查、引种栽培管理方面，对其基质的研究甚少，且有关不同基质对高山杜鹃生长及生理方面的研究未见报道。为寻求有效的栽培基质，本研究以秦岭杜鹃花幼苗为材料，采用泥炭、蛭石、腐叶土、松针土、腐锯木屑、河沙6种基质的不同配比进行试验，通过探讨不同基质对秦岭高山杜鹃的株高、叶片的黄化、掉叶现象以及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性、可溶性蛋白、丙二醛(MDA)、叶绿素含量以及根系活力的影响，从理论上揭示高山杜鹃对不同基质的生理生态响应机制，为高山杜鹃的人工引种驯化和高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1试验材料

所用株高约为12 cm的高山杜鹃幼苗于2017年4月初采自商洛镇安木王国家森林公园海拔1500 m左右的茨沟杜鹃花景区。

1.2试验方法

1.2.1 材料预处理 预处理：选取大小一致、生长健壮的高山杜鹃幼苗移栽至直径15 cm左右的花盆中，培养温度为20 ℃，培养时间一周左右，处理期间为保持盆土湿润，于每天傍晚适时喷洒0.1%～0.5%的硫酸亚铁水溶液；培养一周后选取生长一致的幼苗用于试验。

1.2.2 试验设计 将预处理的高山杜鹃幼苗移栽至直径为15 cm左右的花盆中，每盆栽幼苗3株，栽培基质配方为6种不同基质配比，每种基质重复3次，在室温下培养15 d，期间于每天傍晚喷洒0.1%～0.5%的硫酸亚铁水溶液。盆底设置托盘(水深1.0～1.5 cm)补充基质水分并每天补水保湿。

基质的基础材料：泥炭土、松针土、河沙、蛭石、锯木屑、腐叶土。基质配比为以下6种：泥炭∶蛭石(1∶1)；泥炭∶蛭石∶锯木屑(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶腐叶土(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶河沙(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶松针土(1∶1∶1)；泥炭∶蛭石∶松针土∶河沙(1∶1∶1∶1)。

移栽之后，每5 d测一次生长指标，每次重复测定3次，求平均值。记录高山杜鹃的初始生长特性，包括测量株高，观察叶片的现象；培养15 d左右，每间隔3 d进行一次相关生理指标的测定。剪下适宜的叶片，洗净，用蒸馏水冲洗，去掉主叶脉，精确称取，剪碎，研磨，用于保护酶(SOD、POD)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量、叶绿素含量的测定。培养期间，直接观察高山杜鹃的生长特性，包括测量株高，观察叶片的黄化和掉叶现象，进行数据的记录。培养50 d左右，进行根系活力的测定。

1.2.3 生长指标的测定 测量株高，观察叶片的生长情况。

1.2.4 各项生理指标的测定 SOD活性的测定采用李合生[18]的氮蓝四唑(NBT)光还原法；POD活性的测定采用郝再彬等[19]的愈创木酚显色法；可溶性蛋白含量的测定采用高俊风等[20]的考马斯亮蓝G-250法；MDA含量的测定采用张志良等[21]的硫代巴比妥酸法；叶绿素含量测定采用分光光度法[22]；根系活力测定采用氯化三苯基四氮唑(TTC)法[23-25]。

1.3数据处理

每种处理重复测定3次，数据为3次测定值的平均值。采用Excel 2010进行数据统计，用SPSS Statistics 17.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1不同基质对高山杜鹃株高的影响

株高可以反映出植物生长过程中的生长势。由图1可知，在相同的管理水平下，6种基质对高山杜鹃株高生长的影响不同，高山杜鹃在基质1即泥炭、蛭石(1∶1)混合处理后株高的增长量最大，处理50 d之后基质1株高的增长量为66.7%；再依次是基质4(50.8%)、基质5(41.7%)、基质3(34.2%)、基质2(29.2%)，基质6即泥炭、蛭石、松针土、河沙(1∶1∶1∶1)混合处理的株高增长幅度最低，为12.5%。经过双因素方差分析多重比较，0 d与50 d的株高进行对比分析，基质1存在极显著性差异(Plt;0.01)；基质4(P=0.02)、基质5(P=0.027) 存在显著性差异；基质6(P=0.0644)无显著性差异。由此可得出，6种基质处理之后，基质1的效果最佳，其可以更好地促进高山杜鹃的生长；而基质6最差。

图1 不同基质对高山杜鹃株高的影响

2.2不同基质对高山杜鹃叶黄化和掉叶现象的影响

叶片是植物进行光合作用的主要器官，其叶片的黄化现象和掉叶现象都会影响植物生长发育。从表 1和表 2可以看出，不同的栽培基质对高山杜鹃叶片的黄化现象和掉叶现象影响不同。缓苗之后第20天，在基质6上开始出现掉叶现象；随着时间的延长，在第50天基质6栽培的高山杜鹃黄化叶片和掉叶均为4片，比在其他的基质栽培条件下有较大幅度的增加；其次是基质2(黄叶3片，掉叶4片)、基质3(黄叶3片，掉叶3片)、基质5(黄叶2片，掉叶2片)、基质4(黄叶1片，掉叶1片)，而在基质1上在整个试验过程中无叶黄和掉叶现象。由此可得出，基质1可以更好地促进高山杜鹃的生长，而基质6叶片黄化和掉叶现象最严重。

表1 不同基质对秦岭高山杜鹃叶黄化现象的影响

表2 不同基质对秦岭高山杜鹃掉叶现象的影响

2.3不同基质对高山杜鹃SOD、POD活性的影响

由图2、图3可看出，随着时间的延长，不同基质处理下的高山杜鹃叶片2种保护酶的活性呈现先缓慢上升再下降的趋势，这说明高山杜鹃对栽培基质的反应较明显。处理后15～18 d，6种基质上高山杜鹃的SOD、POD活性均表现为上升趋势；第18～21天，基质6的SOD、POD酶活性表现为下降趋势，其他基质处于上升趋势，在第18天基质6达到了最高，2种保护酶活性的增加幅度分别为11.3%、12.4%，且无显著性差异(Pgt;0.05)；第21～24天，基质2、基质3、基质4、基质5的表现为下降的趋势，在第21天达到了最高点；第24～27天，基质1开始缓慢下降，第24天达到最高点，SOD、POD酶活性的增加幅度分别为49.7%、44.5%，且都存在显著性差异(Plt;0.05)。随着时间的延长，基质6最先出现最高峰，基质1最后出现，说明基质6上高山杜鹃的抗逆性最弱，而基质1上高山杜鹃的抗逆性较强。

图2 不同基质对高山杜鹃SOD活性的影响

图3 不同基质对高山杜鹃POD活性的影响

2.4不同基质对高山杜鹃可溶性蛋白含量的影响

由图4可看出，不同基质处理下的高山杜鹃叶片中可溶性蛋白含量变化规律基本类似，均表现为 “先升后降”的规律。处理后15～24 d，基质1与基质4的可溶性蛋白含量表现为上升的趋势，在第24天达到了最高点，基质1的增加幅度为35.8%，缓苗15 d后与27 d存在极显著性差异(Plt;0.01)；基质4增加幅度为27.5%，随后呈现下降趋势。基质2、基质3、基质5在处理第21天达到最高值；基质6在第18天达到最高点，增加幅度为3%，随后呈下降趋势。因此，在6种基质中，基质1可明显提高植株蛋白质的合成能力，可以有效地维持其正常生长的稳定性。

2.5不同基质对高山杜鹃丙二醛含量的影响

由图5可知，不同基质处理下的高山杜鹃叶片中丙二醛含量变化规律基本类似，均表现为“先升后降”的规律。处理后15～18 d，基质1与基质4的丙二醛表现为上升的趋势，在第18天达到了最高点，基质1的增加幅度为28.4%，基质4的为47.7%，随后呈现下降趋势。基质2、基质3、基质5在处理第21天达到最高点；基质6在第24天出现最高值，随后呈下降趋势。基质1处理后植物体内MDA含量变化存在显著性差异(Plt;0.05)，对MDA的抑制作用最强。

图4 不同基质对高山杜鹃可溶性蛋白含量的影响

图5 不同基质对高山杜鹃丙二醛含量的影响

2.6不同基质对高山杜鹃叶绿素含量的影响

从图 6可知，不同基质对高山杜鹃叶片叶绿素含量的影响非常大，随着时间的延长，高山杜鹃叶绿素含量变化趋势呈现“先升后降”。缓苗之后第5天，各基质的叶绿素含量基本一致。处理后15～21 d，6种基质均呈现上升的趋势；处理后21～27 d，呈现下降趋势；在第21天出现最高点，以基质1叶绿素含量最高，其增长幅度为71.6%，基质6最低，增长幅度为34.8%。从图 7和图 8可知，叶绿素a和叶绿素b含量与叶绿素总含量的变化趋势一致，基质1增长幅度大。基质1处理后植物体内叶绿素含量变化存在显著性差异(Plt;0.05)。

2.7不同基质对高山杜鹃根系活力的影响

根系活力可作为判断植物是否生长健壮的一个重要指标，也可反映根系吸收水分和矿质营养的能力。从图 9可知，基质1上高山杜鹃的根系活力最高，达2280.9 μg/(g·h)，其次是基质4，且这两种处理间不存在显著性差异；基质6的根系活力最低，为1509.0 μg/(g·h)，与基质1存在极显著性差异(P=0.003)。由此说明：基质1的透气性较好，排水良好且富含营养物质，高山杜鹃在此环境下生长较好。

图6 不同基质对高山杜鹃叶片中叶绿素含量的影响

图7 不同基质对秦岭高山杜鹃叶片中

图8 不同基质对秦岭高山杜鹃叶片中

图9 不同基质对秦岭高山杜鹃根系活力的影响

3 讨论

株高是指从植株基部至主茎顶部之间的一段距离，是植物形态学调查工作中一项基本的指标，它可以衡量植物在生长过程中的生长势[12]。本研究经过6种不同基质处理后，发现基质1对株高的效果最佳，随着时间的延长，株高增加幅度最大，而基质6最差。叶片作为植物光合作用的主要器官，其黄化现象和掉叶现象都会影响植物生长发育[14]。本研究得出，随着处理时间的延长，基质1中叶片无黄化和掉叶现象，高山杜鹃生长良好，而基质6叶片黄化和掉叶现象最严重。

超氧化物歧化酶(SOD)是植物体内重要的保护酶之一，其活性是衡量植物抗逆性的重要指标[13]。过氧化物酶(POD)属于植物体内重要的呼吸酶类，其作用是催化过氧化物的分解，来降低其对膜的伤害作用，从而提高植物的抗逆性。本研究发现，随着处理时间的延长，6种基质中的高山杜鹃叶片2种保护酶活性均呈现先升后降的趋势，基质6的抗逆性效果最差，而基质1的抗逆效果较强。

可溶性蛋白作为植物体内重要的渗透调节物质，常用作判断抗逆性的指标之一，它的积累不仅可以提高植物细胞的保水能力，也可对生物膜起到保护作用[13]。丙二醛的含量可作为判断植物细胞膜脂过氧化程度的指标，研究发现，良好的基质可以缓解膜脂过氧化的程度，减轻自由基对细胞膜的伤害，从而增强植物的抗逆性。本试验发现，基质1可明显提高植株蛋白质的合成能力，可溶性蛋白质的含量相比于缓苗前提高了35.8%,并有效地减缓了高山杜鹃丙二醛(MDA)含量的积累。

叶绿素是一类参与光合作用的重要色素[16]。本研究结果表明，叶绿素a和叶绿素b的含量随着时间的延长呈现先升后降的趋势，在处理第21天时，叶绿素a和叶绿素b以及总叶绿素含量达到最高值，且此时基质1的叶绿素含量最大，增长幅度为71.6%，这说明基质1对提高高山杜鹃幼叶片中叶绿素含量的作用最为显著。

根系活力可反映根系吸收水分和矿质营养的能力，是衡量植物生长是否健壮的重要指标之一[17-18]。测定根系活力的方法有较多，但相比之下，TTC法结果较准确。TTC还原量能表示脱氢酶活性，也是根系活力的指标，它颜色深浅与根系活力呈正相关[19]。因此本次研究利用TTC法对不同基质栽培秦岭高山杜鹃的根系活力进行测定，结果表明，基质1透气性较好，高山杜鹃根系活力最高，相反，基质6根系活力最低。

综上所述，不同基质对高山杜鹃的生长及各项生理指标均有所影响，但不同处理间仍存在差异。总的来说，以基质1即泥炭和蛭石(1∶1)混合处理效果最好，采用此基质处理之后，高山杜鹃的长势最佳，株高增加了66.7%，叶片无黄化和掉叶现象，进而增强了高山杜鹃的根系活力，能够提高叶片叶绿素含量，提高叶片的光合速率，也可以有效调控可溶性蛋白的合成，并提高高山杜鹃体内POD、SOD这两种保护酶的活性，降低了高山杜鹃叶片中MDA的含量，减轻了膜脂过氧化作用对高山杜鹃的伤害，提高了高山杜鹃的抗逆性；而基质4即泥炭、蛭石、河沙(1∶1∶1)混合处理次之；最差的是基质6即泥炭、蛭石、松针土、河沙(1∶1∶1∶1)处理，这可能是与栽培基质的理化性质有关。

在大田种植中，可以选择适宜的基质来满足高山杜鹃的生长及生理需要，以减缓对植物机体的伤害，从而增强高山杜鹃的抗逆性。本次研究只是针对部分基质盆栽和部分重要的生理生长指标测定，但对于大田种植、其它栽培基质以及其它相关指标测定等问题还有待于进一步研究。

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(责任编辑：许晶晶)

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

陕西省科技厅科研项目(2017NY-027)；商洛学院根植地方行动计划项目(gz16015)。

李小玲(1980─)，女，陕西蓝田人，副教授，硕士，主要从事园林植物生理生态研究。