何科佳,李健權(quán),楊 玉,卜范文,曾 斌,王中炎
(1.湖南省園藝研究所,湖南 長沙 410125;2.國家農(nóng)業(yè)部華中地區(qū)果樹科學觀測站,湖南 長沙 410125;3.長沙時鮮水果工程技術(shù)研究中心,湖南 長沙 410125)
獼猴桃為落葉藤本果樹,屬于獼猴桃科(Actini diaceae)獼猴桃屬(Actinidia Lindl.)植物,是一種新興的營養(yǎng)保健水果。從上世紀80年代開始,獼猴桃在全球范圍內(nèi)進入飛速發(fā)展時期。隨著獼猴桃產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展,獼猴桃科研工作也全面開展。獼猴桃光合作用的研究也取得了不少成績。獼猴桃不同品種、不同氣候條件、不同環(huán)境因子對獼猴桃光合作用的影響及其生理、分子基礎(chǔ)都做了一定研究[1-3]。同一植株或同一枝條上不同節(jié)位葉片光合特性的差異,可能在很大程度上反映了葉片生長發(fā)育時期或葉齡的差異,同時也可能在一定程度上受到生長期間微環(huán)境條件差異的影響[4-5]。因此,在測定活體條件下,獼猴桃不同節(jié)位葉片的光合特性可以更真實地了解自然條件下不同發(fā)育時期葉片的光合特性。該研究主要探討在低海拔地區(qū),夏季高溫條件下,不同節(jié)位獼猴桃葉片的光合作用特點,為獼猴桃向低海拔、夏季高溫地區(qū)發(fā)展提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)參考。
試驗地點在湖南省園藝研究所獼猴桃試驗示范基地。該基地位于長沙市東郊(海拔50 m),夏季最高氣溫一般在40℃左右,且常伴隨嚴重干旱,極具代表性,是理想的試驗場所。
試驗材料為8年生中華獼猴桃中熟品種翠玉,10月上旬成熟,采用大棚架栽培,生長勢中等,夏季因高溫常出現(xiàn)落葉落果現(xiàn)象。
選晴朗無云的天氣,于 8∶00、10∶00、12∶00、14∶00、16∶00、18∶00 用 CI-310 型便攜式光合測定系統(tǒng)測定,每個時間點測6個數(shù)據(jù)求平均值。
供試葉片選擇:從供試植株上部選擇不同方位且光照條件良好的3個結(jié)果母枝作為供試枝條,從供試枝條上的基部(1~3節(jié)),中部(6~10節(jié)),梢部(倒數(shù)1~3節(jié))選擇一片完整,健康能滿足葉室要求的葉片進行測定。
所有數(shù)據(jù)均采用Excel2003和SPSS11.5數(shù)據(jù)分析軟件進行處理和分析。
葉片有效光合輻射(PAR)如圖1所示,不同節(jié)位葉片的PAR日變化趨勢基本一致,呈單峰曲線型,峰值均出現(xiàn)在午間13∶00左右,早晚較低,變化幅度在檢測時間內(nèi)為200~1 900 mol/(m2·s)。但不同節(jié)位葉片由于受到周圍葉片的影響,全天的光照條件有一定的差異,基部葉片<中部葉片<梢部葉片?;咳~片由于處于植株中央位置,最為郁閉,而梢部葉片一般分布于植株外圍,光照最強,特別是在午間強光時段,差異最為明顯。但供試葉片均處于夜幕上部,光照條件較好,因此PAR全天都無顯著性差異。
葉幕溫度(Tair):不同節(jié)位葉片Tair日變化趨勢基本一致,呈單峰曲線型,早晨最低,之后幾乎直線攀升,13∶00左右達到最高值,超過38℃,瞬時極端最高氣溫超過40℃。在13∶00~15∶00氣溫相對穩(wěn)定,變幅不大,均保持在37℃以上。15∶00之后開始明顯下降(圖2),下午17:00左右降到約34℃。Tair與PAR的變化趨勢基本一致。不同節(jié)位葉片Tair存在一定差異,但不顯著。
葉幕空氣相對濕度(RH):不同節(jié)位葉片RH日變化趨勢也基本一致,呈“V”型。早晨最高,超過80%;然后逐漸下降,15∶00左右出現(xiàn)最低值(50%以下)后又穩(wěn)步回升(圖3),17∶00接近60%。就全天的RH而言,梢部葉片的相對濕度略低于中部、基部葉片,但均無顯著性差異。
葉幕CO2濃度(Ca):基部與中部葉片Ca日變化趨勢基本一致,呈“V”型變化,早晚較高,午間較低(圖4)。但基部、中部葉片的最低值出現(xiàn)在11∶00左右,13∶00后迅速回升;而梢部葉片的最低值出現(xiàn)時間較基部、中部的有所延后,出現(xiàn)在13∶00左右,之后迅速回升。梢部葉片Ca也略高于基部和中部,這可能是由于梢部處于外圍、比較通風的緣故,但3者間也均無顯著性差異。綜合以上分析,獼猴桃不同節(jié)位葉片葉幕微氣候存在一定差異,但在PAR、RH、Tair和Ca上均無顯著性差異。
如圖5所示,中部與梢部葉片的凈光合速率(Pn)日變化趨勢均為單峰曲線型,峰值出現(xiàn)在11∶00左右,之后隨著環(huán)境條件的變化(高溫、強光),Pn迅速下降,15∶00以后在高溫、強光脅迫有所緩解的情況下也未出現(xiàn)Pn的回升。梢部葉片也呈單峰曲線型,但峰值出現(xiàn)在15∶00左右,之后迅速下降。另有數(shù)據(jù)顯示:基部(5.95)和梢部(5.91)葉片Pn的全天平均值無顯著性差異,但大大低于中部葉片(8.01),存在顯著性差異。
從圖6中可以看出,不同節(jié)位葉片氣孔導度(Gs)的變化規(guī)律基本一致,13∶00之前均處于低位,在10 mmol/(m2·s)以下;13∶00之后迅速上升,17∶00到達最大值。15∶00之前,不同節(jié)位葉片的Gs很接近,15∶00之后差異拉大,梢部葉片>中部葉片>基部葉片。從圖7中可以看出,不同節(jié)位葉片Ci日變化趨勢極為相似,均呈“U”型曲線變化,最低值出現(xiàn)在11∶00 左右。
高溫對獼猴桃葉片的光合作用有很大的影響[6-8]。在高溫強光脅迫下,基部、中部、梢部葉片的Pn日變化趨勢都呈單峰曲線型,中部與梢部葉片的Pnmax均出現(xiàn)在上午11∶00左右,而基部葉片的峰值則出現(xiàn)在15∶00左右,葉肉細胞光合活性的降低很可能是高溫強光脅迫下Pn下降的主要原因。獼猴桃不同節(jié)位葉片的Pn存在顯著性差異:梢部葉片由于受到發(fā)育狀況的影響,自身的光合能力較弱,加之處于環(huán)境脅迫最嚴峻的樹冠外圍,其Pn顯著低于中部葉片;而因為老化和處在較為郁閉的冠幕微環(huán)境下,基部葉片Pn與中部葉片也存在顯著性差異。綜合分析發(fā)現(xiàn),中部葉片11∶00之后Pn的下降與Ca(圖4)、Gs(圖6)和Ci(圖7)的上升幾乎同步發(fā)生,由此可見在高溫強光脅迫下,葉肉細胞光合活性降低很可能是Pn下降的主要原因。但是氣孔導度(Gs)的上升并不意味著可以排除氣孔限制的因素,因為它也可能是氣孔部分關(guān)閉造成的假相?;窟B體葉片的Pn日變化也基本上呈單峰曲線型,但其最高值出現(xiàn)在15∶00左右,這可能是因為基部葉片處在光照相對低一些的樹冠內(nèi)部,所受到的脅迫較小,且下午氣孔導度有所增加。
研究發(fā)現(xiàn),長沙作為低海拔、高溫地區(qū),盛夏高溫對葉片全天的凈光合速率有一定抑制作用。類似地區(qū)要發(fā)展優(yōu)質(zhì)獼猴桃需采用一定的栽培措施,如適度遮蔭、加強水肥管理增強樹勢等。
[1]何科佳,王中炎,王仁才.夏季遮蔭對獼猴桃園生態(tài)因子和光合作用的影響[J].果樹學報,2007,(5):50-53.
[2]何科佳,王中炎,王仁才.夏季遮蔭對獼猴桃生長發(fā)育的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學,2007,(1):41~43.
[3]何科佳,王中炎,王仁才.高溫干旱強光對獼猴桃生長發(fā)育的影響及其生理基礎(chǔ)[J].湖南農(nóng)業(yè)科學,2005,(3):42-44.
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[6]沈維良,柳建國.作物耐旱性與葉片水勢簡報[J].中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學報,2001,9(4):100-101.
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