几种生理活性物质对桃叶片光合特性、果实品质及土壤酶活性的影响

材料与方法

1.1试验地概况

试验于2014年在山东农业大学园艺实验站进行，供试土壤为黏质壤土，有机质含量10.16 g/kg，碱解氮38.03 mg/kg，有效磷96.59 mg/kg，速效钾64.18 mg/kg，pH 5.93。于2014年5月13日对桃园进行条沟施肥，每株桃树施肥量均为硝酸铵钙0.5 kg和硫酸钾0.5 kg。

试验分两部分，分别为‘鲁星’试验和‘瑞蟠17号’试验。

1.2‘鲁星’试验

以3年生油桃品种‘鲁星’为试材，随机选取生长势基本一致、无病虫害的桃树63株，每3株为一个小区，重复3次，共设7个处理，每个处理间设隔离株。于2014年5月29日，每株树将不同物质按处理要求（表1）溶入6 L水中后施入树盘周围土壤。各处理生长条件及栽培管理均保持一致。

于处理后18天，分别对各个小区的叶片及0～20 cm土壤进行取样。土壤样品4℃冰箱避光保存，测定土壤酶活性。叶片分为2份，一份新鲜叶片样品4℃冰箱避光保存，测定叶绿素含量，另一份样品烘干后测定叶片氮磷钾养分含量。于6月17日各个小区选取位置及大小相一致的新梢叶片测其净光合速率。于7月1日，各个小区随机抽取20个果实，测其平均单果重与可溶性固形物含量。

1.3‘瑞蟠17号’试验

以5年生蟠桃品种‘瑞蟠17号’为试材，随机选取生长势基本一致、无病虫害的桃树21株，每单株为一个小区，重复3次，共设7个处理，每处理间设隔离株。处理前，各个小区标记20个大小位置基本一致的果实。2014年7月11日，每株树将不同物质按处理要求（表2）溶入6 L水中后施入树盘周围土壤。各处理生长条件及栽培管理均保持一致。

于7月25日各个小区选取位置及大小相一致的新梢叶片，测其净光合速率。于8月5日取各小区标记果实，测其平均单果重与可溶性固形物含量。

1.4测定方法

植株叶片样品全氮含量测定用凯氏定氮法，全磷和全钾含量分别采用钼锑抗比色法和火焰光度计法测定。叶绿素含量采用 80%丙酮提取法测定[15]。利用CIRAS-3便携式光合仪测定系统（PPSystems，美国）测定充分展开的功能叶片的净光合速率，每次重复测定10次，取平均值。可溶性固形物采用TD-45测糖仪测定。百分之一天平测单果重。

土壤蔗糖酶活性用3，5-二硝基水杨酸比色法测定，37℃培养24 h；土壤蛋白酶活性用茚三酮比色法测定，30℃培养24 h；土壤脲酶用苯酚钠比色法测定，37℃培养24 h；土壤酸性磷酸酶活性用磷酸苯二钠比色法测定，37℃培养24 h；土壤过氧化氢酶活性用高锰酸钾滴定（0.1 mol/L KMnO4，20 min）[16]。

1.5数据处理

应用 Microsoft Excel 2003 软件绘图、制表，SPSS 19.0软件进行统计分析，进行单因素方差分析和差异显著性分析。

2结果与分析

2.1不同处理对‘鲁星’叶片养分及叶绿素含量的影响

由表3可以看出，与T1相比，几种活性物质单一或组合处理后18天的桃树叶片全氮全磷全钾养分含量均有提高，且大部分表现为差异显著。其中T7处理的效果最好，叶片中全氮、全磷及全钾含量分别较T1提高了29.22%、41.46%及23.84%；是T4、T2处理效果较好；T3、T6处理效果较差。

与T1相比，几种活性物质单一或组合处理的叶片中叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素含量都有所提高（表4）。其中T7处理效果最明显，叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素较T1分别提高了28.66%、25.00%及13.51%，差异达显著水平。

2.2不同处理对桃叶片净光合速率的影响

净光合速率是一个重要的光合效率指标。由图1A看出，‘鲁星’T2～T7处理的净光合速率分别比对照提高了14.00%、3.58%、15.88%、12.50%、7.75%及22.00%；‘瑞蟠17号’F2～F7处理的净光合速率分别比对照提高了11.73%、1.90%、18.78%、13.76%、13.99%及22.24%（图1B）。对‘鲁星’及‘瑞蟠17号’来说，不同生理活性物质及其组合处理均能提高桃树的净光合速率。

2.3不同处理对桃果实品质的影响

由图2A可以看出，与T1比较，除T6外，其他处理均显著提高了‘鲁星’桃果实的可溶性固形物含量，T2、T3、T4、T5及T7分别提高了13.22%、16.10%、21.23%、11.86%及23.46%，其中T7处理效果最好。从图2B可以看出，与F1比较，除F5外，其他处理均能显著提高‘瑞蟠17号’的可溶性固形物含量，F2、F3、F4、F6及F7分别提高了3.28%、2.50%、4.24%、5.14%及9.03%，其中F7处理效果最好。

由图3A可以看出，与T1相比，只有T2、 T4及T7显著提高‘鲁星’的平均单果重，分别提高了10.53%、10.53%及16.69%，T7处理提高幅度最大。由图3B看出，与F1相比，各活性物质处理均能显著提高‘瑞蟠17号’的平均单果重，F2～F7分别提高了18.14%、5.33%、20.05%、5.86%、20.56%及27.85%。综合来看，不论是‘鲁星’还是‘瑞蟠17号’，于果实膨大期施用几种生理活性物质及其组合均能提高果实平均单果重和可溶性固形物含量，F7处理提高幅度最大。

2.4桃树净光合速率与可溶性固形物含量的关系

提高果实品质的方法较多，但其原理都是通过提高果树光合作用而提高果实碳水化合物的储运能力，因此叶片光合作用对果实发育起非常重要的作用[17]。罗旭[18]对金冠苹果的研究表明，叶片净光合速率与可溶性固形物呈显著正相关。本研究结果表明，‘鲁星’和‘瑞蟠17号’桃果实可溶性固形物含量与其叶片净光合速率显著正相关，R2分别为0.8910、0.7797（图4）。

2.5不同处理对土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤中动植物残体分解、植物根系分泌和土壤微生物代谢的产物，是一类具有生物化学催化活性的特殊物质，参与土壤中许多重要的生物化学过程[19]。由图5A可以看出，与T1相比，处理18天后，不同活性物质及其组合均能显著提高土壤蔗糖酶的活性，其中T7处理提高了36.97%。土壤过氧化氢酶促进过氧化氢的分解，有利于防止其对生物体的毒害作用，土壤过氧化氢酶活性与土壤有机质含量有关，与微生物数量也有关。从图5B可以看出，T2、T4、T5及T7较T1，土壤过氧化氢酶的活性分别提高了5.86%、11.11%、10.11%及19.41%。土壤酸性磷酸酶的活性直接影响土壤中磷的有效性。从图5C可以看出，除T3之外，其他处理与T1相比，均能显著提高土壤中磷酸酶的活性。蛋白酶参与土壤中氨基酸、蛋白质以及其他含蛋白质氮的有机化合物的转化。从图5D中可以看出，与T1相比，处理18天后，不同活性物质及其组合均能提高土壤蛋白酶活性，T2-T7分别提高了23.69%、22.59%、41.73%、59.10%、19.17%及71.90%。由图5E可以看出，与T1相比，施用黄腐酸钾的处理T2及T4显著降低了土壤脲酶的活性，T3、T5及T6均显著提高土壤脲酶的活性。

3讨论

现代农业生产中，化学肥料的施用是提高农业生产率的重要农业化学手段[20]。但长期重施化肥，会造成土壤结构变劣、酶活性降低、养分失调和综合肥力下降等[21，22]。黄腐酸钾、山梨醇、复硝酚钠和硫氢化钠均为无毒性的调节物质，它们施入土壤后不仅不会给土壤带来负面影响，还对土壤酶活性及植株生长起到调控作用，与施有机肥相比，成本低，见效快。养分供应是影响果实发育和果实产量品质的重要因素之一[23]。本试验中，不同处理均显著提高了叶片中养分含量，其中T7处理效果最明显，与T1相比，叶片中全氮、全磷及全钾含量分别提高了29.22%、41.46%及23.84%。

果实迅速膨大期是果肉细胞膨大和果实营养物质积累的主要时期，需要有大量碳水化合物的供应，当年叶片同化物的供应对果实增大和品质改善起着决定性作用[24]。叶绿素是叶绿体中重要的光合色素，叶绿素含量的多少直接影响光合作用强弱[17]。在本试验中，不同处理均可以显著促进叶绿体发育，促进叶绿素生物合成，提高叶片的光合速率，合成与输出更多的同化物。同时，由于同化物供应充足，库器官对同化物的竞争力就增大，向这些果实中分配的同化物总量也会增加，使果实分配到更多的光合产物。本试验结果表明，桃果实可溶性固形物含量随着净光合速率的提高而提高，两者有密切的相关关系。但本试验中各物质用量为一个定值，是否存在施用量的最大临界值在本试验中并没有得出，各物质及其组合起作用的具体机制也有待进一步研究。

土壤酶活性能反映土壤中各种生化过程的强度和方向，在土壤营养物质循环和能量转化过程中起着至关重要的作用[25]。本研究表明，与T1相比，处理18天后，不同物质及其组合不同程度地提高了土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶及蛋白酶的活性。土壤中的脲酶在农业中具有非常重要的意义，它能催化水解尿素，使其转化为无机氮供给植物。Marzadori 等[26，27]研究表明，pH 值为 6～7 时，腐植酸能有效地抑制脲酶的活性。这与本试验中添加黄腐酸钾的处理降低了脲酶活性相一致。尽管脲酶的存在是尿素作为高效氮肥被广泛使用的基础，但也会造成不利影响，尿素水解过快，会造成大量氨挥发损失，也会对植物幼株造成毒害，从而造成经济损失和环境污染等问题[24]，因此生产中应适当抑制土壤中脲酶活性。Matzel等[28]研究发现，施用脲酶抑制剂显著减少氨挥发，施肥15 d后，其氨挥发仅为对照的10%～25%。王小彬等[29]利用15N示踪法研究表明，使用脲酶抑制剂可显著提高尿素氮的利用率，其肥料利用率可提高10%～20%。本试验中，添加黄腐酸钾的处理在显著提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶及蛋白酶活性的同时，能够抑制土壤中脲酶的活性。

4结论

在桃果实迅速膨大期单一冲施黄腐酸钾、山梨醇、复硝酚钠、硫氢化钠以及几种物质混合处理均可以显著提高‘鲁星’油桃叶片的养分和叶绿素含量，且均在一定程度上提高土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶、蛋白酶活性，添加黄腐酸钾后脲酶活性降低。对‘鲁星’油桃和‘瑞蟠17号’蟠桃而言，几种物质及其组合处理均可提高叶片的净光合速率，提高果实的平均单果重和可溶性固形物含量。叶片净光合速率与可溶性固形物含量呈显著正相关。且对单一物质来说，黄腐酸钾效果要优于其它三种物质，几种物质混合冲施对提高土壤酶活性、叶片养分含量和叶绿素含量及改善果实品质等方面的效果要优于单独冲施。

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