生态与土壤管理岗位

杜远鹏 赵烁 高振 翟衡

 

  摘要： 对东营广北二分场盐碱地种植的‘夏黑’葡萄进行叶面喷施0.2%超敏蛋白，测定叶片生长发育、抗氧化相关酶及叶片光合荧光参数。结果表明超敏蛋白能够缓解盐碱胁迫引起的叶绿素含量与光合作用的下降。与对照相比，综合光合性能指数Plabs提高了17.4%，叶片抗氧化酶SOD，POD，CAT酶活性，分别比对照提高了13.4%、10.6%和24.9%。超敏蛋白喷施降低了葡萄叶片Na+含量，提高K+含量，Na+/K+比值比对照下降了31.3%；提高了叶面积、叶片厚度和叶片质量，分别比对照提高50%､23.8%和29.2%。增加了节间长度、纵径、横径，分别比对照提高57.8%、26.1%和36.2%，提高了越冬期枝条可溶性糖和淀粉含量，分别比对照提高了28%和15.5%。由此说明超敏蛋白提高了盐碱胁迫下葡萄叶片光合能力、叶片抗氧化酶活性，并降低叶片Na+含量，提高了叶片叶绿素含量、叶片厚度和叶片质量，缓解了盐碱胁迫对葡萄生长的抑制作用。

 

  土壤盐渍化是制约我国西北干旱、半干旱产区葡萄产业发展的重要问题。盐胁迫对植物既产生渗透胁迫又有离子毒害。根区的高盐对葡萄产生渗透胁迫，从而降低植物的水分吸收和蒸腾作用 。根系环境中的高盐度会造成植物组织的Na +离子毒性。为缓解盐碱胁迫对葡萄生长的影响，本研究采用叶面喷施0.2%超敏蛋白，探究其对盐碱地‘夏黑’葡萄的缓解作用，旨在为生产提供理论依据。

 

  1 材料与方法

 

  1.1 试材及处理

 

  试验于东营广北二分场盐碱地（土壤含盐量为0.5%-1%，土壤pH值8.2）葡萄园进行。选用4年生‘夏黑’葡萄为试材，行距3.0m，株距1.5m，单干单臂篱架栽培。在葡萄生长期（4.30，5.15，5.30）对叶面喷施浓度为0.2%的超敏蛋白(海博士生物科技有限公司生产的超敏蛋白原液)三次。对照喷等量清水。分别于6-9月每月测定叶片光合及荧光指标，取葡萄叶片置冰冻保温箱带回实验室，测定叶片叶绿素含量、抗氧化酶活性和钠钾离子含量。落叶后剪取一年生枝条测定可溶性糖和淀粉含量。

 

  1.2 测定指标及方法

 

  使用CIRAS-3便携式光合仪测定净光合速率(Pn)等参数，为保证光照强度稳定，使用内置光源，光强设为800μmol·m-2·s-1，在上午9：00后进行测量。

 

  使用连续激发式荧光仪（Handy PEA，Hansatech，英国）和英国Hansatech公司的FMS-2型便携脉冲调制式荧光仪测定荧光。

 

  超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase，SOD) 活性采用核黄素-四唑氮蓝法测定[27], 过氧化物酶 (peroxidase，POD) 活性采用愈创木酚显色法测定，CAT活性采用紫外吸收法测定[28-29]。

 

  用手持糖量计测量可溶性固形物含量（%），利用滴定法测定可滴定酸含量。

 

  枝条长度、纵横径的测定：使用游标卡尺测量长度（mm）和枝条纵横径（mm），重复10次。

 

  枝条可溶性糖和淀粉的测定采用蒽酮比色法。

 

  1.3 数据处理及统计分析

 

  利用 Microsoft Excel 和 spss16进行数据处理和显著性差异分析。

 

  2 结果与分析

 

  2.1 超敏蛋白对葡萄叶片光合作用的影响

 

  从图1可以看出，在6-9月的四次测定中，喷施超敏蛋白处理的叶片均维持了较高水平的净光合速率，Pn在16μmolCO2·S水平上下，均显著高于对照，与对照相比分别提升了30.1%、29.4%、38.9%和17.5%。

 

  喷施超敏蛋白处理增加了叶片气孔导度和胞间二氧化碳浓度，叶片气孔导度四次测定值分别比对照高26.2%、8.3%、7.6%和22.5%。叶片胞间二氧化碳浓度分别比对照高10.4%、14.9%、13.3%和8.9%。

 

 

 

 2.2 喷施超敏蛋白对葡萄叶绿素荧光参数的影响

 

  2.2.1 喷施超敏蛋白对PSII活性的影响

 

  从图2可以看出6月和7月测定中喷施超敏蛋白处理的叶片Fv/Fm显著高于对照，分别比对照高5.78%和6.25%。8月和9月虽有提高，但差异未达到显著水平。原因可能是进入8月雨季后降雨增多，对土壤盐分有一定洗刷作用，PSII受胁迫程度减小。

 

  Fv'/Fm'变化趋势与Fv/Fm相似。6、7、8月测定中喷施超敏蛋白处理的叶片Fv'/Fm'显著高于对照，分别比对照高3.3%、7.5%和5.7%。

 

 

  2.2.2 喷施超敏蛋白对PSII反应中心、受体侧和综合光合性能指数的影响

 

  从图3可以看出6、7、8、9月四次测定中喷施超敏蛋白处理的叶片RC/CSm均高于对照，分别比对照高10.4%、8.7%、11.3%和9.1%。喷施超敏蛋白缓解了PSII反应中心受胁迫的程度，提高了反应中心的活性。

 

  Ψo反映了PSII受体侧的受伤害程度，四次测定中喷施超敏蛋白处理的叶片Ψo均高于对照，分别比对照高21.85%、20.3%、9.1%和8.7%，并且始终维持在较高水平。

 

  Plabs表示综合光合性能指数，在四次测定中呈现先上升后下降的趋势。喷施超敏蛋白处理的叶片Plabs均显著高于对照，分别比对照高39.7%、28.4%、21.4%和17.4%。

  

 

  2.3 喷施超敏蛋白对葡萄叶片生长、抗氧化酶及钠钾含量的影响

 

  2.3.1 喷施超敏蛋白对叶片大小、厚度及质量的影响

 

  从表1可以看出喷施超敏蛋白显著促进了葡萄叶片的生长，喷施超敏蛋白处理的叶面积、叶片厚度和叶片质量均显著高于对照，分别比对照高31.67%、35.59%和34.57%。

 

 

  2.3.2 喷施超敏蛋白对叶绿素含量的影响

 

  从图4可以看出在6-9月四次测定中喷施超敏蛋白处理的叶绿素含量均明显高于对照，分别比对照高12.6%、14.6%、27.6%和60.9%；且叶绿素含量增加幅度逐渐提高，说明超敏蛋白有效的维持了叶片光合功能，延缓了叶片的衰老。

 

 

  2.3.3 喷施超敏蛋白对葡萄叶片抗氧化酶活性的影响

 

  从图5中可以看出，在6-9月的四次测定，抗氧化酶活性总体呈现下降趋势。喷施超敏蛋白处理的植株叶片过氧化氢酶（CAT）活性响应胁迫的变化水平较高，在四个月的顺次测定中，喷施超敏蛋白处理的过氧化氢酶（CAT）活性分别比对照高44.8%、40.3%、57.1%和24.9%。超氧化物歧化酶（SOD）活性分别比对照高36.3%、34.6%、15.1%和13.4%，过氧化物酶（POD）活性分别比对照高19.4%、13.7%、10.6%和26.4%。

 

 

  2.3.4 喷施超敏蛋白对葡萄叶片钠钾含量的影响

 

  叶片钠离子水平是盐碱地葡萄遭受盐胁迫的重要指标，从图6可以看出，6月份对照叶片的钠离子含量水平超过2.5mg/g，随着雨季的淋洗叶片中钠离子含量呈现下降趋势，而喷施超敏蛋白处理则显著降低了旺盛生长期叶片中的钠离子含量，6-9月份分别比对照低10.8%、11.3%、17.6%、8.6%。相反，钾离子含量呈上升趋势，6-9月份叶片钾离子含量分别比对照高35.9%、36.7%、31.9%、20.2%。超敏蛋白处理较高的钾含量和较低的钠含量形成了较低的Na+/K+比例，使叶片能维持较好的钠钾平衡，6-9月喷施超敏蛋白处理比对照分别大幅度降低52.6%、53.9%、60.5%、31.3%，且波动幅度明显小于对照。

 

 

  2.4 喷施超敏蛋白对改善葡萄枝条发育的作用

 

  从表2可以看出喷施超敏蛋白处理的枝条健壮生长，节间长、节间纵茎和横茎均显著高于对照，分别比对照高57.8%、26.1%和36.2%。同时喷施超敏蛋白处理的储藏营养积累量也显著高于对

 

 

  3 结论

 

  0.2%超敏蛋白提高盐碱地葡萄叶片光合能力、抗氧化酶活性，降低了叶片Na+含量，提高了枝条节间长度及粗度和可溶性糖及淀粉含量。