全 文 ：不同基质条件下越橘根系分泌物中有机酸组分
与含量的分析
刘 博 , 李亚东 , 吴 林 , 唐雪东 , 刘海广 , 张志东
吉林农业大学园艺学院 , 长春130118
摘 要:采用盆栽试验研究了不同时期 、不同基质条件下越橘品种“北陆”根系分泌物中有机酸的组分与含
量。结果表明:3种基质条件(秸秆改良 、草炭改良和园土栽培)下 , 越橘根系分泌物中均含有草酸 、柠檬酸 、酒
石酸 、苹果酸 、琥珀酸 、乙酸 、丙二酸 7种有机酸。其中草酸和苹果酸含量最多 ,约占有机酸总量的 70%;琥珀
酸含量最少 ,约占有机酸总量的 3%。3 种基质条件下 ,越橘根系分泌物中有机酸总含量呈秸秆改良>草炭改
良>园土栽培规律 ,有机酸分泌总量按照时期从大到小依次为盛花期 、落果后 、初果期 、盛果期 、休眠前和花芽
萌动期。
关键词:越橘;基质;根系分泌物;有机酸
中图分类号:S663.9 文献标识码:A 文章编号:1000-5684(2009)05-0581-03
Effect of Applying Different Substrates on Ingredient and Content of Or-
ganic Acid in Blueberry Root Exudates
LIU Bo , LI Ya-dong , WU Lin , TANG Xue-dong , LIU Hai-guang , ZHANG Zhi-dong
College of Horticulture , Jilin Agricultural University , Changchun 130118 , China
Abstract:The ingredient and content of “Northland” blueberry root exudates organic acid in different or-
ganic substrates were cultured in pot.The results showed that in different substrates(stalk improvement ,
peat improvement and garden mold cultivation), the root exudates include oxalic acid , citric acid , tartaric
acid , malic acid , succinic acid , acetic acid and malonic acid.Oxalic acid and malic acid are the most of
all the organic acid , about 70%of the total content;Succinic acid is the least of all the organic acid ,
about 3% of the total content;Under three kinds of organic substrates , the total content of organic acid
in the root exudates is stalk improvement >peat improvement >garden mold cultivation;In each treat-
ment , the total content of organic acid decrease in turn :the peak f lowering period , the dropping of pre-
mature fruit , at the beginning of the fruit time , the full bearing period , the dormancy , the flower budding
period.
Key words:blueberry;organic substrate;root exudate;organic acid
越橘属于杜鹃花科(Ericaeae)越橘亚科(Vac-
cinioideae)越橘属(Vaccimium spp.)植物 ,为多年生
落叶或常绿灌木或小灌木树种 ,果实富含多种维
生素及微量元素等营养物质 ,具有较高的开发利
用价值[ 1] 。越橘的生长需要土质疏松 、有机质含
量高的强酸性土壤 。我国土壤除长白山地区外 ,
其他地区的土壤多为中性或微酸性 ,有机质含量
也很低 ,不利于越橘生长 ,经过改良后方可栽培越
通讯作者
基金项目:公益性行业科研专项基金项目(nyhyzx07-028 , 2006-G25),吉林省科技发展重点项目(20075013)
作者简介:刘 博 ,男 ,在读硕士 ,主要从事果树生物技术方面研究。
收稿日期:2008-12-20 修回日期:2009-02-28
吉林农业大学学报 2009 ,31(5):581 ～ 583 ,594 http :// xuebao .jlau .edu .cn
Journal of Jilin Agricultural University E-mail :jlndxb @vip.sina .com
DOI :10.13327/j .j jlau.2009.05 .023
橘。根系作为植物与土壤的接触面 ,在从土壤中
吸收水分 、养分的同时 ,通过根分泌的方式向根周
围释放出各种化合物 ,产生根际效应 ,进而调控或
影响植株的生长发育 ,这些由植物根系在生命活
动过程中向外界环境分泌的各种化合物 ,被称为
根系分泌物[ 2-3] 。根系分泌物中的有机酸具有调
节植物细胞新陈代谢 、固定植物养分 、活化植物细
胞的作用 ,而且可以降低根际土壤的 pH值 ,同时
可与铝 、铁 、钙等金属元素形成螯合物 ,提高磷化
物的溶解度 ,有效提高磷的利用率 ,从而促进树体
健康生长 。国内外关于根系分泌物的研究报道很
多 ,主要集中在苹果[ 4] 、草莓[ 5] 、水稻[ 6] 、人参[ 7]等
方面 ,对越橘根系分泌物的研究较少 。本试验通
过在土壤中加入各种基质(干玉米秸秆和草炭等)
与园土进行对比 ,研究土壤改良对越橘根系分泌
物的成分与含量的影响 ,其结果可为越橘的合理
栽培提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验材料
植物材料:三年生北高丛越橘(V.corymbo-
sum L.)品种“北陆”(Northland)。
栽培基质:(1)玉米秸秆+园土 ,质量比为 1∶
20 ,加入占秸秆质量 1%的氮肥 ,记为 A;(2)草
炭+园土:不添加秸秆的处理 ,记为 B;(3)对照:
园土栽培 ,记为 ck 。
采用盆栽处理(盆的规格为上直径 30 cm ,下
直径 20 cm ,高 22 cm ,底部留有渗水口)。试验采
用随机区组设计 ,每个处理设 5次重复 ,每个重复
5株 ,共计 25株 。越橘植株于 2007年 5 月 10日
定植 ,定植时为三年实生苗 ,挂好标签。正常田间
管理 ,保证土壤水分充足 。
1.2 样品处理与检测
1.2.1 土壤样品采集 根据越橘的生长周期 ,
试验于Ⅰ.花芽萌动期(5月 10日)、Ⅱ.盛花期(5
月25日)、Ⅲ.初果期(6 月 10日)、Ⅳ.盛果期(7
月10日)、Ⅴ.落果后(8月 10日)、Ⅵ.休眠前(10
月1日)6个时期进行取样 。每次从小区中选取
生长健壮 、生长量相对一致的植株 5株 ,小心从盆
中挖出以获得完整根系 ,除去根间大量的土壤 ,将
人工轻轻抖落下来的土壤视为非根际土 ,将附着
于根系上的土壤和挂在根系上的土壤小团块视为
根际土。将根际土抖落在塑料布上 ,混合均匀后 ,
迅速装入塑料袋内 ,放冰桶中带回 ,贮存于-20℃
冰箱中备用。
1.2.2 有机酸提取和测定 将土样加入装有1 L
95%乙醇溶液的烧瓶中搅拌至浑浊 ,瓶口封严。
将烧瓶置于 35℃的水浴中 24 h ,然后利用布氏漏
斗抽滤 ,收集澄清溶液 。将滤液先流过阳离子交
换树脂柱(16mm×14 mm),柱内装填 5 g Amberlite
IR-120B树脂(H+型),然后流过阴离子交换树
脂柱(16mm×14 mm),柱内装填 2 g Dowex1×8树
脂(100 ～ 200目)。滞留在阴离子交换树脂柱内的
有机酸用 1 mol/L HCl洗脱 ,洗脱液用旋转蒸发器
(40℃)浓缩至近干 ,用 pH 2.1的稀 HClO4 溶液溶
解残留物并定容至 1.00 mL ,用 0.45 μm滤膜过滤
后作为试液 ,同时做样品空白 ,利用HPLC 法分析
其有机酸成分[ 8] 。
2 结果与分析
2.1 3种基质条件下越橘根系分泌物中有机酸
的成分与含量
由表 1可见 ,在 3种基质条件下 ,测得越橘各
时期的有机酸组成中均含有草酸 、柠檬酸 、酒石
酸 、苹果酸 、琥珀酸 、乙酸 、丙二酸。同一时期各处
理中 ,以草酸和苹果酸的含量最多 ,约占有机酸总
量的 70%,可见 ,越橘根系分泌物中有机酸主要
以这 2种酸为主 。以草酸为例 ,可以看出 ,各处理
中在盛花期(5月 25 日)出现最大值 ,此后逐渐下
降 ,但在落果后(8月10日)出现第2个高峰 ,比盛
花期略低 ,而后含量下降 ,直至植株进入休眠 ,其
他各有机酸成分规律大致相同 。由表 1还可以看
出 ,经过秸秆改良土壤后的处理各时期有机酸的
含量变化较大 ,并且明显高于同时期其他 2个处
理的含量 ,而经过草炭改良土壤的处理中所测得
的有机酸含量略高于未经改良土壤的处理 ,但差
异不大。
582 吉林农业大学学报 2009年 10月
Journal of Jilin Agricultural University 2009 , October
表 1 各处理在不同时期根系分泌物中有机酸成分和含量 mg/ L
Table 1.The ingredient and content of organic acid in the root exudates of each treatment in different time
处理
Treatment
种类
Kind
时期
Period
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ
A
草酸 32.86a 51.25a 45.72a 43.26a 47.58a 32.46a
柠檬酸 2.74f 5.36g 4.68g 4.31g 4.95g 2.92f
酒石酸 3.25f 7.27f 6.24f 5.67f 7.04f 3.57e
苹果酸 21.75c 35.49b 30.29c 28.78c 33.36c 23.35b
琥珀酸 1.73g 3.42h 2.76h 2.42h 3.14h 2.04f
乙酸 3.36f 8.68e 7.22f 6.63ef 7.85f 4.97d
丙二酸 5.72e 10.74e 9.57e 8.95e 10.26e 6.38d
B
草酸 26.35b 37.38b 36.43b 30.43b 37.97b 30.68a
柠檬酸 1.52g 3.74h 2.98h 1.97i 3.16h 2.26f
酒石酸 1.87g 4.86g 3.79g 1.32i 4.27g 2.94f
苹果酸 17.71d 26.67c 24.85cd 19.17d 26.56cd 21.35bc
琥珀酸 1.08h 2.06i 1.37i 1.21i 1.74i 1.19g
乙酸 1.73g 4.94g 4.54g 3.06g 4.95g 3.37e
丙二酸 3.29f 7.67f 5.82f 4.52g 6.46f 5.13d
ck
草酸 23.95bc 32.56b 27.97c 26.83c 30.06c 25.49b
柠檬酸 1.29g 2.58h 1.95i 1.75i 2.18i 1.44g
酒石酸 1.38g 3.16h 2.86h 2.26h 3.34h 1.73g
苹果酸 13.98de 20.17d 19.81d 17.27d 22.27d 15.15c
琥珀酸 0.89h 1.63i 1.64i 1.38i 1.82i 0.97h
乙酸 1.68g 3.75h 2.96h 2.52h 3.28h 2.06f
丙二酸 2.52f 5.24g 4.06g 3.67g 4.54g 3.21e
2.2 不同时期 3种基质条件下越橘根系分泌物
中有机酸总量
由图 1可见 ,各处理不同时期有机酸总量呈
现一定的变化规律 ,即由大到小依次为盛花期 、落
果后 、初果期 、盛果期 、休眠前和花芽萌动期。各
处理有机酸变化为处理 A 71.41 ～ 122.21 mg/L ,
处 理 B 53.55 ～ 87.32 mg/L , ck 45.69 ～
69.09 mg/L ,同一时期有机酸总量均为 A >B >
ck。而盛花期 、初果期 、盛果期 、落果后这 4个时
期 ,经过秸秆改良的处理根系分泌物中有机酸含
量远远高于其他 2个处理 ,说明秸秆改良土壤后 ,
增加了土壤有机质含量 ,从而促进根系活动 ,提高
了根系分泌物中有机酸的含量 。花芽萌动期和休
眠前各处理根系分泌物中有机酸含量差异不大 ,
是由于植株处在休眠或刚刚打破休眠状态 ,所以
植株的生长比较缓慢 ,根系活力不强。
图 1 不同时期不同处理有机酸总量比较
Fig.1.The comparison of total content of organic acid
in different treatments of each period
3 讨 论
近年来 ,对根系分泌物中有机酸的研究在大
田作物和其他果树上报道很多 ,特别是玉米[ 9] 、大
豆[ 10] 、苹果[ 4]等 。在以往的研究(下转第 594页)
583刘 博等:不同基质条件下越橘根系分泌物中有机酸组分与含量的分析
吉林农业大学学报 Journal of Jilin Agricultural University
62.91%、60.93%、49.00%。
3 讨 论
果园地面覆盖改善了土壤微生物活动的环
境 ,激发了微生物的增殖 ,而微生物活动的加强又
必然促进有机物的分解和转化 ,进一步改善土壤
环境 。高美英等[ 5-8]研究表明 ,在整个果树生长期
内 ,覆盖可明显增加各土层中的真菌 、氨化细菌 、
固氮细菌 、纤维素分解菌的数量 ,尤其增加 0 ～
20 cm土层的微生物数量 。刘建新等[ 9]研究表明 ,
地面覆盖后 ,土壤微生物 、碱性磷酸化酶 、蔗糖酶 、
脲酶和呼吸强度与对照相比均有明显的提高 。国
外相关研究[ 10-12]也证实 ,土壤覆盖后能增加土壤
中的微生物数量 。本试验结果表明 ,地面覆盖处
理增加了越橘园土壤中 0 ～ 20 cm 土层的放线菌 、
氨化细菌 、真菌的数量 ,且各处理的微生物数量与
对照相比均有显著差异。地面有机物覆盖可以增
加土壤中的微生物数量 ,微生物可以分解有机质 ,
释放出大量的氮 、磷 、钾等矿物质营养 ,为越橘的
生长创造了良好的条件。
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(上接第 583页)
中 ,大多是利用水培等方法 ,如水稻[ 6]等 ,脱离了
根系分泌物的正常生长基质 ,试验结果与根系分
泌物中有机酸实际含量存在一定的差异 。本试验
是在越橘正常生长条件下进行取样测定 ,大大减
少了试验误差。
与其他果树相比 ,越橘属于喜酸性植物 ,在一
定范围内 ,越橘的长势随该因素增大而增加 ,但超
过一定量后 ,长势反而受到一定的影响 ,这就需要
根系分泌物中的有机酸来调节 。本试验通过秸秆
改良土壤 、草炭改良土壤和园土栽培进行对比 ,得
出如下结论:经过秸秆改良土壤后可大大提高土
壤中有机质的含量 ,而土壤有机质含量与根系分
泌物中有机酸呈正相关。
本研究结果表明:秸秆改良土壤比加入草炭
改良土壤和园土栽培 ,土壤中有机质含量更多 ,进
而提高根系分泌物中有机酸含量 ,使越橘生长更
好。这一方法不仅适用于越橘 ,对其他作物栽培
也有一定的借鉴作用 。
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