采后不同修剪方式对基质栽培蓝莓生长和生理的影响

王小敏，赵慧芳，黄正金，杨海燕，樊苏帆，吴文龙

（1.江苏省中国科学院植物研究所，江苏 南京 210014；2.南京农业大学 园艺学院，江苏 南京 210095）

蓝莓是杜鹃花科Ericaceae 越橘属Vaccinium植物，其果实富含花青素、黄酮、维生素等功能成分，具有提高机体免疫力、延缓神经衰老、保护视力、增强心脏功能、预防心血管疾病和抗肿瘤等功效，除了鲜食还可以用来加工成果酱、果酒、饮料等产品[1-2]。‘夏普蓝’属于南高丛蓝莓品种，其植株为多年生常绿灌木，在南方地区其生长势较强，适宜于我国长江中下游温暖湿润地区推广[3]。由于‘夏普蓝’需冷量较低，仅为200 h，故特别适合在温室内盆栽。而温室盆栽存在着树体生长紊乱、枝条郁闭、通风透光差、内膛枝细弱、新梢二次开花结果等问题，严重影响翌年的产量和品质。合理的修剪技术对于培养果树树形、促进其生长势、提高果实产量与果品质量均有重要意义[4]。田野[5]研究了露地栽培条件下‘密斯梯’‘奥尼尔’‘莱格西’这3 种蓝莓在夏季不同时间段的修剪方法，于其基生枝的不同高度进行摘心修剪，结果表明，不同品种对修剪方式的要求不同。为给基质盆栽蓝莓的科学管理提供参考依据，以蓝莓品种‘夏普蓝’为研究对象，在其果实采后的夏季，设置不同程度的修剪方式进行试验，分析了不同程度的修剪方式对蓝莓树体的营养生长和生理指标的影响情况。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试蓝莓品种为‘夏普蓝’，以其3年生植株为试材，采用避雨盆栽的方式，种植于江苏省中国科学院植物研究所溧水区白马科学实验基地。

1.2 试验方法

2019年7月采果结束后，选取大小和生长势均基本一致的盆栽蓝莓品种‘夏普蓝’植株进行修剪试验。采用综合修剪的方式，修剪程度分别设为不修剪（用作对照）、轻度修剪（修剪掉植株枝条总量的10%左右）、适度修剪（修剪掉植株枝条总量的20%左右）、重度修剪（修剪掉植株枝条总量的40%左右），其处理编号依次为CK、T1、T2、T3。修剪后浇足水分，正常施肥管理。修剪后每隔15 d 测量1 次株高、冠幅、叶片叶绿素的相对含量（SPAD 值），每隔30 d 取叶片样品1 次，测定其相关生理生化指标，并测量其主茎总粗度（即距地面5 cm 处的所有主茎的地径之和）。每个处理各选用9 株植株，各设3 个重复。

1.3 生理指标的测定

1.3.1 超氧化物歧化酶活性的测定

参照Beyer 等[6]采用的黄嘌呤氧化酶法测定叶片中超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）的活性：称取‘夏普蓝’鲜叶片0.5 g，加入浓度为50 mmol·L-1的磷酸缓冲液8 mL，添加少量的石英砂，置于冰浴上研磨，匀浆后进行离心，转速为10 000 r·min-1，保持温度为4 ℃，离心 20 min，然后取上清液用于SOD 活性分析。SOD酶活性是以抑制氯化硝基四氮唑蓝（NBT）光化还原的50%为一个酶活性单位（U）表示的，即指每mL 反应液中SOD 抑制率达50%时所对应的SOD 量。

1.3.2 过氧化氢酶活性的测定

参照Karsten 等[7]采用的钼酸盐法，按照南京建成生物工程研究所的CAT 测试试剂盒上说明的操作要求测定叶片中过氧化氢酶（Catalase，CAT）的活性。以每克（g）叶片材料每秒（s）分解1 μmol H2O2的CAT 量为一个活力单位（U），即CAT 活性的计量单位为U·g-1。

1.3.3 超氧阴离子自由基（O2-）产生速率的测定

参照王爱国等[8]采用的羟胺氧化反应方法测定叶片中超氧阴离子自由基（Superoxide anion radical，O2-）的产生速率：取0.5 mL 匀浆好的叶片上清液，加入50 mmol 的磷酸缓冲液0.5 mL 和1 mmol 的盐酸羟胺溶液1 mL ，轻轻摇匀后于室温下静置反应1 h，然后加入7 mmol 的α-萘胺溶液1 mL 和 17.3 mmol 的对氨基苯磺酸溶液1 mL，混匀后于室温下静置反应20 min，最后用酶标仪测定530 nm 处的吸光值，根据文献[8]中说明的以亚硝酸钠作为底物，按上述方法制备标准曲线，根据标准曲线换算出（NO2-），再计算出O2-的含量，结果以nmol·min-1mg-1蛋白（Pr）表示。

1.3.4 丙二醛含量的测定

参照Heath 等[9]采用的方法测定叶片中丙二醛（Malondialdehyde，MDA）的含量：取鲜叶片0.5 g ，加入10%的三氯乙酸溶液10 mL 研磨，以4 000 r·min-1的转速离心10 min，取上清液2 mL，加入0.6%的硫代巴比妥酸（TBA）溶液2 mL，混匀后于100 ℃的温度条件下水浴反应 15 min，之后迅速将反应液冷却后以4 000 r·min-1的转速离心10 min，取上清液，最后用酶标仪分别测定450、532、600 nm 处的吸光值，根据文献[9]中的公式计算MDA 含量。

1.3.5 可溶性蛋白含量的测定

用考马斯亮蓝法[10]测定叶片中可溶性蛋白（Soluble protein，SP）的含量，以牛血清蛋白为标准蛋白液。称取鲜叶0.5 g，加入pH 值为7.8 的磷酸缓冲液6 mL 进行研磨，然后以10 000 r·min-1的转速离心10 min，取上清液200 μL，加入考马斯亮蓝3 mL 显色15 min，取上清液测定595 nm处的吸光值，根据罗群[11]运用的公式计算可溶性蛋白含量。

1.4 数据分析

利用Excel 2010 和DPS 软件对试验数据进行汇总、统计、分析与制作图表。为了方便分析，根据株高和冠幅1（纵向）、冠幅2（横向）推算出植株的体积指数，并计算每株所有主茎的地径之和作为主茎总粗度。

式（2）中：Vt为修剪t天后的体积指数；V0为刚刚修剪后的体积指数。式（3）中：Dt为修剪t天后的茎粗；D0为刚刚修剪后的茎粗。

2 结果与分析

2.1 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株体积指数的影响

以不同程度修剪的‘夏普蓝’植株的体积指数，修剪后0 ～15 d 时急剧增加，之后缓慢增加；修剪15 d 后，T2 处理的体积指数超过了T1 和T3 处理的，仅次于CK 的体积指数；修剪105 d 后，T2处理的植株体积增长速率急剧增加，至修剪135 d 时已接近CK 的；修剪135 d 后，不同处理的植株体积指数实际增加量的大小顺序为T2 ＞CK ＞ T3 ＞T1；而不同处理的植株体积增长率的大小顺序为T2 ＞T3 ＞T1 ＞CK，其中，T2 处理的植株体积增长率为505.94%，比对照高出277.26%，T3处理的植株体积增长率比对照高出161.61%，T1处理和CK 之间植株体积增长率在P＜0.05 的水平上有差异。比较体积指数的变化量可知，轻度修剪（T1）、适度修剪（T2）和重度修剪（T3）的植株体积增长率均高于不修剪（CK）的，说明盆栽蓝莓可以通过修剪促其新枝萌发和快速生长，重度修剪的植株体积增长率高于对照的，而其植株体积指数的实际增加量却低于对照的。综合分析认为：适度修剪较有利于蓝莓品种‘夏普蓝’树体的恢复，在修剪120 d 后其株型即可达到不修剪的株型，且其植株较为松散，其通风透光性显著强于不修剪的植株。

2.2 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株主茎总粗度的影响

不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株主茎总粗度的影响情况如图2 所示。由图2 可知，不同处理的主茎总粗度增加量的大小顺序为T2 ＞T1 ＞CK ＞T3，而其增长率的大小顺序为T2 ＞T1 ＞T3 ＞CK。由于选材的差异，4 个处理试材的初始主茎总粗度略有差异，T2 处理试材的初始主茎总粗度虽然最小，但其增加速度一直最快，修剪90 d 时已超越对照的，修剪120 d 时其主茎总粗度已达到最大，其增长率达116.93%；其次是对照的；最低的是T3 处理的，无论是增长率还是实际增加量，T3 与T1、CK 处理间的差异均不显著。以上结果说明，适度修剪有利于蓝莓品种‘夏普蓝’植株茎粗的增加，而重度修剪由于修剪量过大，对蓝莓植株生长的影响较大，延缓了‘夏普蓝’植株主茎粗度的增加。

图1 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株体积指数的影响Fig.1 Effects of different pruning degrees on plant volume index of ‘Sharpblue’

图2 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株主茎总粗度的影响Fig.2 Effects of different pruning degrees on the total diameter of main stem of ‘Sharpblue’

2.3 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片叶绿素相对含量（SPAD 值）的影响

为了保持取材的一致性，各处理的初始叶片样品均取未修剪枝条的中下部叶片，修剪15 d 后则选取新萌发枝条的完全展开叶片作为测试叶片样品。所以，各处理植株叶片的SPAD 值，修剪15 d 时均开始缓慢增加，修剪60 d 时均开始快速增加，修剪90 d 时均达到最大值，修剪105 d 时开始出现不同程度的下降；修剪135 d 时T2 处理的SPAD 值最高，其次是T3 处理的，T1 处理和CK的均最低且此两者间无显著差异。不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片叶绿素相对含量（SPAD值）的影响情况如图3 所示。由图3 可知，修剪60 d 后T2 处理的SPAD 值迅速超越其他3 个处理的，之后一直高于其他3 个处理的。修剪120 d 后不同处理的‘夏普蓝’植株叶片叶绿素含量增加量的大小顺序为T2 ＞T3 ＞T1 ＞CK，而其增加率的大小顺序为T2 ＞T3 ＞CK ＞T1。这一结果说明，对‘夏普蓝’进行适度的修剪，可以延缓秋季其叶片因温度降低而造成的叶绿素的降解，从而增强树体的光合能力。

图3 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片叶绿素 相对含量（SPAD 值）的影响Fig.3 Effects of different pruning degrees on leaf relative chlorophyll content (SPAD value) of ‘Sharpblue’

2.4 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片超氧化物歧化酶活性的影响

不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响情况如图4所示。由于初始叶片样品均为未修剪枝条的中下部叶片，修剪15 d 后供试的叶片样品才开始选用新萌发枝条的完全展开叶片，所以4 种处理的蓝莓叶片中的SOD 含量在修剪0 ～30 d 时均有所增加，这属于新叶正常生理活性的增加。修剪30 ～60 d 内处理 T1 和T2 的SOD 含量均继续增加，而T3 和CK 的均降低；修剪60 d 后只有CK的有少量增加，其他3 个处理的均有不同程度的下降；修剪90 d 时其含量又开始增加，修剪120 d时的SOD 含量，T2 处理的最高，其次为T1 处理的，CK 和T3 处理的均较低且两者间无显著差异。SOD 含量高则叶片清除自由基的能力越强[12]。适度修剪（T2）后新萌发的叶片生理活性较高，重度修剪（T3）的由于树体恢复慢造成叶片的生理活性较低，而不修剪（CK）的由于树体通透性差、叶片早衰致使其生理活性较低。分析图4 显示的变化趋势可知，适度修剪60 ～120 d 的植株叶片一直保持着相对较高的SOD活性，延缓了‘夏普蓝’叶片的衰老。

图4 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片超氧化 物歧化酶活性的影响Fig.4 Effects of different pruning degrees on superoxide dismutase activity in ‘sharpblue’ leaves

2.5 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片过氧化氢酶活性的影响

不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片过氧化氢酶（CAT）活性的影响情况如图5 所示。由图5 可知，不同处理的叶片CAT 活性，除了T3处理的在修剪30 d 时有较大的波动外，其他几个处理的在修剪90 d 之前的变化均较平稳且其变化趋势均较一致；修剪120 d 时，T1、T3 处理和CK的CAT 活性均又迅速增加。出现这一现象的原因可能是，修剪90 d 后叶片衰老，其SOD 活性在修剪120 d 时又增强，因而产生的H2O2较多，故激发了CAT 的活性，但是，由于CAT 活性阈值的限制，过多的H2O2又抑制了CAT 的活性；而T2 处理延缓了叶片的衰老，所以才使得T2 的CAT 活性比其他3个处理的都要弱些。分析以上结果可知，适度修剪（T2 处理）可延缓‘夏普蓝’叶片的衰老。

图5 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片过氧化 氢酶活性的影响Fig.5 Effects of different pruning degrees on catalase activity in ‘Sharpblue’ leaves

2.6 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中超氧阴离子产生速率的影响

不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中超氧阴离子（O2-）产生速率的影响情况如图6所示。由图6 可知，不同程度的修剪后，4 个处理的蓝莓‘夏普蓝’植株叶片O2-产生速率的变化趋势均较一致。修剪60 d 时，T3、CK 和T1、T2 处理的叶片O2-产生速率在P＜0.05 的水平上均有显著差异，而在其他时间点的差异均不显著；修剪90 d 时，不同处理的叶片O2-产生速率均略有下降；修剪120 d 时，由于叶片衰老，不同处理的叶片O2-产生速率均再次升高；修剪0 ～90 d 时，叶片中O2-的产生速率，CK 的相对较低，T3 处理的相对较高；修剪90 d 后，4 个处理间叶片O2-产生速率的差异不显著。产生这一结果的原因可能是，刚修剪时，植株感受到了逆境的信号，于是植株叶片代谢加快，SOD 活性增强，提高了超氧阴离子（）的清除效率，修剪60 d 后植株自我修复能力增强，叶片超氧阴离子（O2-）的产生速率减缓，修剪90 d 后叶片衰老，叶片中超氧阴离子（O2-）的产生速率略有上升，但各处理间的差异不显著。试验结果表明，不同程度的修剪处理使得‘夏普蓝’植株叶片因修剪而致的伤害和蓝莓自身的修复达到了动态平衡，所以4 个处理间叶片O2-产生速率的差异不显著。

图6 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中超氧 阴离子产生速率的影响Fig.6 Effects of different pruning degrees on the production rate of superoxide anion in ‘Sharpblue’ leaves

2.7 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中丙二醛含量的影响

叶片中丙二醛（MDA）的含量间接地反映了植株受伤害的程度。不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中丙二醛含量的影响情况如图7 所示。图7 表明，修剪30 d 时，各处理的MDA 值均升高，之后出现了不同程度的下降趋势，而CK 处理的叶片MDA 含量随着叶片的衰老而缓慢升高；修剪90 d 时，CK 叶片中的MDA 含量接近T3 而又高于T2 和T1 处理的，说明因不修剪（CK）而形成的郁闭给树体带来的伤害程度大于因重度修剪而给树体造成的伤害程度。修剪60 d 后，T2 处理的叶片MDA 含量一直相对较低，说明适度修剪对‘夏普蓝’的伤害较轻，植株自我修复能力较强。

图7 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中丙二 醛含量的影响Fig.7 Effects of different pruning degrees on malondialdehyde content in ‘sharpblue’ leaves

2.8 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中可溶性蛋白质含量的影响

可溶性蛋白质具有很强的亲水能力，可以增强组织的保水力[13]。不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中可溶性蛋白质含量的影响情况如图8 所示。由图8 可知，修剪之后植株的通风透光性得以提高，为了避免叶片的过度失水，T2和T3 处理的叶片中可溶性蛋白的含量增加了，修剪60 d 时，其新叶片均达到了一定数量，能满足植株正常生长所需，而其可溶性蛋白含量缓慢降低，至修剪90 d 时，气温降低，叶片开始进入衰老期，叶片中可溶性蛋白的含量又缓慢升高，之后由于对照和T1 处理的叶片衰老较快，其叶片中可溶性蛋白的含量也随之降低，至修剪120 d 时，T2 处理的叶片中可溶性蛋白的含量最高，与其他3 个处理间的差异均显著。试验结果表明，适度修剪有利于‘夏普蓝’植株叶片可溶性蛋白的合成与积累，能增强植株的抗逆性。

图8 不同程度的修剪处理对‘夏普蓝’植株叶片中可溶 性蛋白质含量的影响Fig.8 Effects of different pruning degrees on soluble protein content in ‘sharpblue’ leaves

2.9 生长和生理指标间的相关性分析

对不同程度修剪后的‘夏普蓝’植株叶片的8 个生长和生理指标间的相关性进行了分析，结果见表1。表1 表明，主茎总粗度和植株体积指数、叶片叶绿素相对含量（SPAD 值）之间均呈极显著相关，说明植株主茎越粗壮越有利于植株萌发新枝、新叶，越有利于植株体积的增加；叶片CAT活性和SOD 活性、O2-产生速率、MDA 含量之间也均呈极显著相关，表明逆境下叶片MDA 含量的增加，同时能增强SOD 的活性，激发CAT 的活性，提高O2-的产生速率。

表1 修剪后‘夏普蓝’植株叶片的8 个生长和生理指标间的相关性分析结果†Table 1 Correlation analysis of eight growth and physiological indexes of ‘sharpblue’ leaves after pruning

3 结论与讨论

研究结果表明：不修剪和轻度修剪均造成了果树的郁闭，致使其通风透光性差，从而抑制了新枝的萌发和植株的正常生长发育；重度修剪破坏了植株正常的叶幕，使得植株在短时间内受到了伤害，导致其生理活性异常，光合利用率低，生长受到抑制；适度修剪能改善树体内部的光照条件，形成良好的叶幕结构，叶片的自我修复能力及其生理活性均较强，可促进植株生长和花芽分化，最终提高蓝莓果实的产量和质量。综合分析可知，基质盆栽的蓝莓品种‘夏普蓝’植株的最适宜的修剪方式是适度修剪，即修剪掉全部枝条量的20%左右。

整形修剪是果树栽培中最重要的管理技术，可以改善树体与环境的关系。利用科学的修剪技术调节植物器官形成的数量和质量，调控养分的吸收、运转和分配，从而达到调节果树生长与结果的关系，最终达到优质丰产的目的。夏季是植物快速生长的季节，如果任其生长，必定会造成枝条过密，树冠郁闭，最终影响其营养生长。因此，在生产上增加夏季修剪环节，可以构建其合理的叶幕层，促进其花芽分化和养分的有效积累。对于蓝莓这种上半年结果的植物而言，夏季采收结束后更应该及时剪除其结果枝和无效枝。有关果树修剪的研究报道中，常见的是有关猕猴桃、葡萄等修剪的研究报道：如宋海岩等[14]在对‘翠玉’猕猴桃夏季修剪的研究中发现，花后40 d 采取零叶修剪的方法（即在结果蔓最后一果以上不留叶片处进行短截，每一结果母蔓上最多短截3 枝）进行修剪 ，对‘翠玉’猕猴桃旺盛结果蔓最有效，不仅能促进猕猴桃植株对养分的积累，还能提高其果实品质；商佳胤等[15]采用“三段式”修剪法，设置“4 + 8 + 8”“4 + 12 + 4”“4 + 4 + 12”这3 种 修剪搭配方法，研究了不同修剪方法对巨玫瑰葡萄果实发育、品质及果实中醇醛化合物含量的影响情况，结果发现，最佳的修剪方法为“4+12+4”的“三段式”修剪法，即第1 段4 叶（花序以下新梢，副梢抹除）+第2 段12 叶（花序以上新梢4 叶摘心，保留副梢2 叶）+第3 段4 叶（摘心以上新梢4 叶摘心，副梢抹除）。然而，关于蓝莓夏季修剪的研究报道却很少。因此，本研究采用的修剪方法，对控制盆栽蓝莓植株徒长、促进蓝莓花芽分化、提高开花结实等都有重要作用，可为蓝莓的夏季修剪提供科学有效的方法。

植物的光合、呼吸、固氮等代谢过程中会产生活性氧类物质（Reactive oxygen species，ROS）， 正常情况下，植物体内ROS 的产生和清除处于动态平衡状态，ROS 的清除过程主要借助POD、SOD 等抗氧化酶及抗氧化物质的协同作用来完 成[16-17]。研究结果表明，不同程度的修剪处理间蓝莓品种‘夏普蓝’植株叶片中超氧阴离子（O2-）产生速率的差异不显著，这可能因为，不同程度的修剪给‘夏普蓝’植株造成的伤害程度和蓝莓自身的修复能力达到了动态平衡。而不同处理间叶片SOD 和CAT 活性的差异均显著，随着处理时间的延长，两者活性的变化都较大，说明蓝莓‘夏普蓝’叶片中起主导作用的抗氧化酶可能就是SOD 和CAT。MDA 是膜脂过氧化的主要产物之一，MDA在生物体内的含量可用来代表生物体所受氧化压力的程度[18]，当植物遭遇逆境时，MDA 含量会显著上升[18-20]。研究中发现，3 个修剪处理与对照间叶片中MDA 含量的差异均显著，特别是叶片衰老后，修剪处理的MDA 含量上升的速度低于对照的，说明修剪有利于延缓‘夏普蓝’叶片的衰老。叶片中的可溶性蛋白在逆境下能为植物提供物质和能量，是评价植物抵抗伤害能力的重要指标。研究结果表明，适度修剪和不修剪的叶片中可溶性蛋白的含量均无显著差异，且其变化趋势一致，说明适度修剪对叶片中可溶性蛋白含量的影响不显著。

研究中发现，夏季适度修剪‘夏普蓝’较有利于其植株枝条的萌发和生长，能使其形成合理的树冠。修剪后120 d 时，适度修剪的植株体积指数增长率为462.41%，与对照的植株体积指数的差异显著；修剪120 d 后，其生长量（体积指数）超过了对照，且其主茎总粗度增加值超过了其他 3 个处理的，其叶片SPAD 值在修剪90 d 时达到峰值，之后开始缓慢下降。调查中还发现，果后适度修剪和重度修剪的植株均可在修剪60 d 内快速萌发新枝条，适度修剪（T2 处理）的枝条量在修剪90 d 时已超过不修剪（CK）的，主要因为适度修剪后的植株去除了无效枝条，提高了植株内部的通风透光率，同时也促进了花芽分化，使植株的自我修复能力达到最佳状态，从而有利于果实产量和质量的提高，这与Bhusal 等[21]的研究结果一致。‘夏普蓝’果实成熟期不一致，采果期较长，本试验是在全部果实采收后统一修剪的，这样修剪对不同时期花芽分化的影响究竟是积极的还是消极的，还有待于进一步研究，今后可以设在80%果实采收后的不同时期进行修剪试验，以深入研究修剪对结果枝花芽分化及其第2年果实产量和质量的影响情况。