天津地区设施蓝莓不同品种光合特性的研究

王春华，孙世海，郭茹，叶霞，巢阳

(天津农学院园艺园林学院，天津 300384)

蓝莓(VacciniumuliginosumL.)又名越橘、蓝浆果，属杜鹃花科(Ericaceae)，越橘属(VacciniumL.)，以灌木为主的多年生果树[1]，风味独特，营养保健价值高，加工制品多[2，3]。全世界有450种，我国已知有91种28个变种[4]。商业栽培的蓝莓品种主要分为矮丛蓝莓、半高蓝莓、高丛蓝莓和兔眼蓝莓四大类型。近年来蓝莓的种植面积呈现了快速增长的态势，被联合国粮农组织列为五大健康食品之一[5]。

目前我国有关蓝莓的研究多在引种、物候特性、土壤改良、修剪、防寒越冬等方面[6-7]，对其光合作用的研究报道不多[8-13]。研究植物的光合特征是分析外界环境影响植物光合生理代谢的重要手段。因此，对设施栽培的蓝莓5个品种的光合参数进行了测定分析，为设施蓝莓引种、驯化、提高产量及改善品质提供理论依据，也为我国引进蓝莓品种提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验于2017—2018年9月在天津农学院温室进行，采用盆栽，栽培基质为福洛伽泥炭、蛭石和珍珠岩，均购自朝日物产(天津)园艺科技股份有限公司，栽培盆内径30 cm、深30 cm。浇灌WPM配方的1/3大量营养元素和铁盐营养液，其他同常规栽培管理。

供试材料为3年生的北高丛蓝莓都克、斯巴坦，南高丛蓝莓阳光蓝、夏普蓝，半高丛蓝莓北空共5个品种。

1.2 方法

于晴天上午9:00-11:30每个品种选择长势较一致的3个单株，每个单株选取新稍自其顶部向下数的第3～5片成熟的叶片进行光合测定。测定仪器为便携式光合作用测定系统CIRAS-3，控制叶室中CO2浓度为375 μL/L，温度28 ℃，光合有效辐射(PAR)设置为0、50、100、200、300、500、800、1 000、1 200、1 500 μmol·m-2·s-1。测定指标包括净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、细胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)等。

每个品种选取10株，测定了新枝长、每株新枝条数、叶长、叶宽、每株的最长枝条的长度、贴近基质表面的主枝处的地径。采用SPAD-502叶绿素仪测定蓝莓叶片SPAD值，每个叶片取5点分别测定。

用Microsoft Excel完成对数据及图表的基本处理，采用SPSS17.0软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 蓝莓不同品种主要光合特性参数分析

2.1.1 蓝莓不同品种的光照响应特征 由表1可看出，光合有效辐射为0 μmol·m-2·s-1，北空净光合速率最小，其他4个品种的净光合速率无显著差异；光合有效辐射在50 μmol·m-2·s-1，斯巴坦净光合速率最大，斯巴坦与夏普蓝差异性显著，其他3个品种无显著性差异；光合有效辐射100 μmol·m-2·s-1，斯巴坦净光合速率最大，斯巴坦与阳光蓝、夏普蓝有显著性差异，与北空、都克也有显著性差异；光合有效辐射在200～800 μmol·m-2·s-1，5个品种的净光合速率无显著性差异；光合有效辐射在1 000 μmol·m-2·s-1，北空净光合速率最大，显著高于斯巴坦与夏普蓝，其他品种无差异性显著；光合有效辐射在1 200 μmol·m-2·s-1，北空净光合速率最大，显著高于夏普蓝；光合有效辐射在1 500 μmol·m-2·s-1，5个品种的净光合速率无显著性差异。

综合分析，光合有效辐射在0～1 500 μmol·m-2·s-1内，随着光合有效辐射增强，净光合速率呈现上升趋势。在一定温度下，光合有效辐射在800 μmol·m-2·s-1以上，有利于蓝莓光合作用；光合有效辐射在1 200 μmol·m-2·s-1，5个品种净光合速率最大。由此可知，5个品种对光合有效辐射的利用能力大小顺序为北空>都克>阳光蓝、斯巴坦>夏普蓝。

表1 蓝莓不同光合有效辐射的净光合速率比较 μmol·m-2·s-1

同列表中不同字母表示差异显著(P<0.05)，下表同此

2.1.2 不同光照强度下蓝莓蒸腾速率、胞间CO2、气孔导度分析 由图1可看出，在光合有效辐射0～500 μmol·m-2·s-1以下时，5个品种的蒸腾速率呈先上升后下降趋势，浮动较大；光合有效辐射800～1 200 μmol·m-2·s-1，蒸腾速率缓慢上升；光合有效辐射1 200 μmol·m-2·s-1，5个品种蒸腾速率最大。蒸腾速率一直较高的是北空，较低的是都克。因此，5个品种的蒸腾作用大小顺序为：北空>斯巴坦、夏普蓝、阳光蓝>都克。

由表2可知，在光合有效辐射0 μmol·m-2·s-1时，5个品种的Ci均最大，斯巴坦的Ci最大，阳光蓝Ci最小，阳光蓝与4个品种差异性显著。气孔是CO2进入植物体、水蒸气逸出植物体的通道，气孔的闭和程度直接影响蓝莓的光合作用和蒸腾作用。

图1 蓝莓不同品种的蒸腾-光强响应曲线

由图2可知，在光合有效辐射0～800 μmol·m-2·s-1时，5个品种的GS差别不大；在光合有效辐射1 000～1 500 μmol·m-2·s-1内，5个品种的GS上升速度快，差异较大。

图2 蓝莓不同品种的气孔导度-光强响应曲线

表2 蓝莓不同光合有效辐射的胞间二氧化碳比较

2.2 蓝莓不同品种SPAD值及形态特征比较

SPAD值是参与光合作用的重要值。由表3可看出，五个品种蓝莓叶片SPAD值存在显著性差异；北空的SPAD值最高，斯巴坦最低，北空与都克之间、斯巴坦与阳光蓝之间差异不显著。

蓝莓4个品种各生长指标的测定值见表3。不同品种蓝莓的形态及各生长指标值之间均有一定的差异。其叶片形态表现为：北空叶片短且窄，均显著低于其他3个品种，都克叶片与其差异不显著；夏普蓝的叶片长且宽，均显著高于北空和都克；斯巴坦和阳光蓝叶片形态相似，差异显著于北空叶片。新枝特点主要表现为：北空新枝数显著多于其他4个品种，新枝粗壮于夏普蓝和阳光蓝。5个品种的新枝长没有差异，新枝粗差异也不大，表明其生长速度差异不大。

表3 蓝莓不同品种的SPAD值及生长特征

3 小结与讨论

目前关于蓝莓不同品种的光合特性研究较少，2014魏海荣等对高灌喜来蓝莓叶面温度与净光合速率对蓝莓的引种栽培的影响进行了研究。2010年刘兆玲等从叶片叶绿素荧光和光响应曲线两方面对兔眼蓝莓‘园蓝’及南高丛蓝莓品种夏普蓝、奥尼尔的光合特性进行比较研究。2011年，温国胜等人研究夏季室内盆栽的3个蓝莓品种进行一定光照强度梯度下光响应曲线和叶绿素荧光参数的测定。本研究五种不同品种蓝莓的光合特性进行分析比较，为蓝莓的引种和栽培提供理论依据。

根据蓝莓不同品种的光合特征分析：5个蓝莓品种在28 ℃下对光照的利用能力大小顺序为北空>都克>阳光蓝、斯巴坦>夏普蓝。在一定前提下，光合能力强的品种通过光合作用能够合成更多的有机物质，从而具有较大的生长量。

相关文献与事实表明，蒸腾速率反映单位叶面积瞬间的耗水量，蒸腾速率的差异可判断不同品种的耗水潜力大小，耗水量大的品种需水就多，且容易发生土壤缺水干旱现象。本研究，不同品种蓝莓的蒸腾速率不同，依耗水量大小顺序为北空>斯巴坦、夏普蓝、阳光蓝>都克。

蓝莓不同品种间的叶片Pn、Gs、Ci和Tr对光合有效辐射的响应不同。光合有效辐射在800 μmol·m-2·s-1以上，有利于蓝莓光合作用；光合有效辐射在1 200 μmol·m-2·s-1，5个品种净光合速率最大。北空的Pn高于其他品种，有机物质生产能力强，理论生物产量高。阳光蓝的Gs在不同光合有效辐射条件下最高，气孔交换能力强，表明在一定前提条件下，该品种在不同光强时的光合能力强，有利于植株通过光合作用合成更多的有机物质。