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滴灌水分虧缺對獼猴桃生育前期光合特性的影響

2020-11-28 07:16:40鄭順生崔寧博張藝璇龔道枝胡笑濤
灌溉排水學(xué)報 2020年11期
關(guān)鍵詞:復(fù)水氣孔獼猴桃

鄭順生,崔寧博, ,趙 璐,張藝璇,龔道枝,胡笑濤,馮 禹

(1.四川大學(xué) 水力學(xué)與山區(qū)河流開發(fā)保護國家重點實驗室,成都 610065; 2.西北農(nóng)林科技大學(xué) 旱區(qū)農(nóng)業(yè)水土工程教育部重點實驗室,陜西 楊凌 712100;3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所 作物高效用水與抗災(zāi)減損國家工程實驗室,北京 100081)

0 引 言

【研究進展】中國獼猴種植面積居世界第一,約占全球45%,四川作為我國獼猴桃原產(chǎn)地,種植面積居全國第二,年產(chǎn)量達29.77萬t,產(chǎn)業(yè)前景廣闊[1]。長期以來,季節(jié)性干旱與工程性缺水嚴(yán)重制約南方地區(qū)的獼猴桃生產(chǎn),急需開發(fā)節(jié)水高效型灌溉技術(shù)保障其可持續(xù)發(fā)展。近年來獼猴桃滴灌面積逐年增大,但缺乏適宜的滴灌水分調(diào)控模式。虧缺灌溉(Deficit Irrigation,DI)已被證明是一種高效節(jié)水灌溉技術(shù)并被廣泛應(yīng)用[2]。水分虧缺下,作物根區(qū)缺水導(dǎo)致根系長度增加,根徑減小,水分吸收阻力減小[3]。此外,DI 能增強保衛(wèi)細胞信號傳輸和抗氧化酶活性,優(yōu)化氣孔控制,提高作物光合蒸騰比與水分利用效率的同時使作物產(chǎn)量不受明顯負面影響[4]。但作物在不同時期對水分虧缺敏感性有顯著差異[5],因此,實施虧缺灌溉的前提是準(zhǔn)確把握作物對不同時期不同程度水分虧缺的響應(yīng)機理[6]。

植物通過光合過程制造有機物并形成產(chǎn)量[7]。光合作用對水分十分敏感,水分虧缺會導(dǎo)致光合作用降低,影響有機物合成,進而影響產(chǎn)量[8]。水分脅迫對光合作用的影響主要有氣孔限制和非氣孔限制[9]。其中,氣孔限制表現(xiàn)為干旱降低植物葉片氣孔導(dǎo)度,限制了光合作用的原料供給。植物受到水分脅迫時釋放脫落酸(ABA),減少氣孔開度,氣孔阻力增加,導(dǎo)致胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)(Ci)降低,光合速率降低[10],且凈光合速率(Pn)對水分虧缺的響應(yīng)比蒸騰速率(Tr)和氣孔導(dǎo)度(gs)低[4]。Saradadevi 等[8]發(fā)現(xiàn)水分虧缺下小麥gs和Tr分別下降21%和36%,而Pn只下降15%,葉片瞬時水分利用效率(WUEi)提高33%。Li 等[11]發(fā)現(xiàn),甜菜Pn隨虧水度的增加而降低,但中度虧水(50%θf)和重度虧水(30%θf)處理的WUEi分別提高38.1%和101.9%。朱雨晴等[12]對巨峰葡萄、郭其強等[13]對光核桃幼苗的研究發(fā)現(xiàn),隨著脅迫時間的延長,作物gs、Tr和Pn下降越嚴(yán)重,但適度的水分脅迫時長可顯著提高WUEi。【研究意義】南方季節(jié)性干旱區(qū)因年降雨量季度分配不均,春旱、秋旱嚴(yán)重,獼猴桃產(chǎn)量不穩(wěn)定、品質(zhì)不高,建立基于虧缺灌溉的獼猴桃滴灌水分調(diào)控模式,對促進該區(qū)域節(jié)水豐產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效型現(xiàn)代果業(yè)發(fā)展尤為重要。【切入點】本文通過田間避雨試驗,分析獼猴桃生育前期滴灌水分虧缺下光合參數(shù)的變化規(guī)律,【擬解決的關(guān)鍵問題】揭示獼猴桃光合參數(shù)響應(yīng)特征與水分利用機理,為南方季節(jié)性干旱區(qū)獼猴桃適宜的滴灌水分調(diào)控模式制定提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

試驗于2018年3月—10月在四川省成都市蒲江縣復(fù)興鄉(xiāng)萬畝獼猴桃生產(chǎn)基地(海拔568 m,103°25′E,30°19′N)進行,試驗地毗鄰四川省邛崍市臥龍鎮(zhèn),以淺丘地形為主,屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),年平均氣溫16.3 ℃,年平均降雨量1 301 mm,氣溫適宜,降雨充沛,干燥度0.68,年均日照時間1 122 h,年均相對濕度84%,溫光條件較好,土壤類型以黃壤土為主,平均體積質(zhì)量1.27 g/cm3,田間持水率為30.18%,土壤全氮量為0.69 g/kg,有機質(zhì)量為9.32 g/kg,有效磷量為4.6 mg/kg,速效鉀量為130 mg/kg。

1.2 試驗設(shè)計

試驗選用9 a 生盛果期“金艷”獼猴桃,樹勢均勻,長勢旺盛。選取長勢相近的果樹等間距布置,株行距為4.5 m×5.0 m,株高1.7~2.0 m,株徑8~10 cm,沿列呈“Y”型分枝,單側(cè)伸展2.8~3.3 m,主要生育期劃分為抽梢展葉期(I 期,3月中旬—4月中旬)、開花坐果期(II 期,4月中旬—5月上旬)、果實膨大期(III 期,5月上旬—6月下旬)和果實成熟期(IV期,6月下旬—10月中旬)。

試驗設(shè)置1個對照(CK),灌水周期為8~10 d,當(dāng)CK 達到灌水下限時進行灌水,I~IV 期灌水下限分別為田間持水率(θf)的68%、70%、72%、70%。試驗在I 期、II 期分別設(shè)置4個水平的虧水處理,灌水量分別為CK 的85%(輕度虧水,LD)、75%(中度虧水,MD2)、65%(偏重度虧水,MD1)、55%(重度虧水,SD),灌水時間和灌水次數(shù)均與CK 相同,各處理灌水量見表1。

表1 不同處理灌水定額 Table 1 The amount of irrigation water for all treatments mm

試驗采用低壓滴灌水肥一體化系統(tǒng),選用以色列進口Dripnet PC 壓力補償式滴灌帶,沿果樹二側(cè)鋪設(shè)2.8 m,每根滴灌帶均勻分布7個滴頭,每個滴頭流量為1.6 L/h。滴頭流量恒定,因此通過控制不同處理的灌水時長進行虧缺灌溉。試驗采用防鋼架結(jié)構(gòu)雨棚作為避雨設(shè)施,大棚二側(cè)高3 m,中部拱高4 m,四周開敞,棚頂敷設(shè)0.12 mm 厚透光塑料薄膜,透光率為92%,為降低對光照的影響,每個生長季更換1次;2排果樹之間有深60 cm 的排水溝以防止不同處理間水分側(cè)向移動。試驗區(qū)地下水埋深12 m,對試驗的影響可忽略。試驗采用水肥一體化設(shè)備灌溉施肥,肥料施用量見表2。

表2 試驗施肥方案 Table 2 The amount of N, P and K fertilizers kg/hm2

1.3 指標(biāo)測定

使用全自動便攜式光合儀(LCPro-SD,英國ADC)測定葉片光合參數(shù)、水汽壓差(Δe)、光合有效輻射(PAR)。通過小型自動氣象站BO8-HOBO測定大氣溫度(Ta)和相對濕度(RH)。分別在I 期、II 期虧水處理后7 d(4 月3 日、23 日)和復(fù)水后2 d(4 月6 日、26 日)08:00—18:00 每2 h 測定1 次葉片光合特性,包含凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(gs)和胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)(Ci)。每個處理選擇具有代表性的4 片葉子,每片葉片測3 次取均值。根據(jù)以上測定參數(shù)計算葉片瞬時水分利用效率(WUEi)、葉片內(nèi)在水分利用效率(WUEn)和羧化速率(CE):

式中:Pn為凈光合速率(μmol/(m2·s));Tr為蒸騰速率(mmol/(m2·s));gs為氣孔導(dǎo)度(mmol/(m2·s));Ci為胞間CO2摩爾分?jǐn)?shù)(×106)。

試驗數(shù)據(jù)及圖表均以Microsoft Excel 2007 處理繪制,以SPSS 20.0 進行單因素方差(Analysis of variance,ANOVA)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣象因子日變化

抽梢展葉期和開花坐果期獼猴桃氣象因子日變化如圖1所示。由圖1可知,溫度(Ta)日變化為上凸?fàn)?,Ta在08:00—12:00快速上升,隨后保持在較高的水平,4月3日、6日、23日、26日Ta日均值分別為28.9、28.6、32.5、29.9 ℃。濕度(RH)日變化規(guī)律與溫度完全相反,RH 在08:00—12:00迅速下降,在12:00后保持較低的水平,日均值分別為47.1%、51.5%、53.2%、54.9%。光合有效輻射(PAR)日變化呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在12:00,日均值分別為1 043、991、1 103、1 012 μmol/(m2·s)。水汽壓差(Δe)日變化總體呈08:00—10:00明顯小于12:00—18:00的趨勢,日均值分別為23.3×102、21.0×102、25.5×102、19.9×102Pa。

圖1 氣象因子日變化 Fig.1 Diurnal variation of meteorological factors

2.2 獼猴桃抽梢展葉期光合特性

圖2(a)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Pn日變化。由圖2(a)可知,不同處理Pn日變化均呈雙峰狀,峰值出現(xiàn)在10:00 和14:00,且10:00 Pn峰值最大;Pn在08:00—10:00 隨PAR 增大而明顯提高,在12:00 出現(xiàn)“光午休”現(xiàn)象,14:00到達第2 個峰值后隨PAR 減小而降低。表3 顯示,復(fù)水后不同處理均出現(xiàn)補償效應(yīng),Pn顯著提升,其中I-LD 處理Pn較CK 提升4.2%(P<0.05),出現(xiàn)超補償效應(yīng),因復(fù)水提高葉綠素量,增強保護酶活性,最終提高光合同化能力[14];復(fù)水前后不同處理Pn日均值分別介于4.34~5.46、4.72~5.94 μmol/(m2·s),水分虧缺下Pn隨虧水度加重而減小,I-SD、I-MD1、I-MD2處理Pn較CK分別下降20.5%、16.3%、9.0%(P<0.05),I-LD 處理Pn與CK 差異不顯著(P>0.05)。

圖2(b)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Tr日變化。Tr日變化呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在14:00;Tr在08:00—14:00 呈持續(xù)上升趨勢,表明環(huán)境因素對其影響顯著,葉片需要增大蒸騰速率降溫以保護葉片不受損傷[15]。由表3 可知,復(fù)水前后不同處理Tr日均值分別為2.15~2.82、2.67~2.82 mmol/(m2·s);水分虧缺顯著抑制Tr,其中I-SD、I-MD1、I-MD2 處理Tr較CK 分別下降23.8%、22.3%、9.9%,差異顯著(P<0.05),復(fù)水后各處理Tr恢復(fù)到CK 水平。

圖2(c)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片gs日變化。gs日變化呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在10:00,隨后在12:00 明顯下降,出現(xiàn)氣孔開度降低現(xiàn)象;隨著Ta和Pn逐漸增大,gs在08:00—10:00迅速增大并保持較高的氣孔開度水平,在12:00 明顯降低,因Ta持續(xù)升高下葉片失水膨壓降低,導(dǎo)致氣孔開度降低[16]。由表3 可知,復(fù)水前后gs日均值分別介于0.19~0.32、0.35~0.41 mmol/(m2·s),與CK 相比,不同虧水處理 gs均呈下降趨勢(降幅為3.1%~40.6%),復(fù)水后各處理gs均有提升,且I-SD、I-LD 處理與CK 無顯著差異(P>0.05)。

圖2(d)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Ci日變化。Ci日變化復(fù)水前呈“V”型,復(fù)水后呈“U”型,最小值均出現(xiàn)在12:00。Ci在08:00—12:00 呈下降趨勢,因Pn在08:00—10:00 上升,消耗了大量CO2,12:00 氣孔開度降低顯著增大氣孔阻力,限制CO2進入葉肉細胞。由表3 可知,復(fù)水前Ci日均值介于322×10-6~331×10-6,各虧水處理Ci較CK 降低1.8%~2.7%,差異顯著(P<0.05);復(fù)水后Ci日均值介于329×10-6~335×10-6,明顯大于復(fù)水前。

圖2(e)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片WUEi日變化。WUEi在08:00—10:00 明顯大于12:00—18:00,因08:00—10:00 的低Δe 抑制了Tr而Pn隨PAR 增大而提高,12:00 后Pn降低速率大于Tr,導(dǎo)致WUEi在12:00 后持續(xù)降低。由表3 可知,復(fù)水前WUEi日均值介于1.94~2.09 μmol/mmol,WUEi總體呈現(xiàn)隨虧水度加重而升高的趨勢,與CK相比,各處理WUEi提高0.5%~7.7%;復(fù)水后不同處理WUEi日均值介于1.73~2.12 μmol/mmol,與CK 相比,I-SD 處理WUEi顯著降低18.4%(P<0.05),說明重度虧水損傷了光系統(tǒng)Ⅱ和抗氧化酶系統(tǒng),復(fù)水后Tr恢復(fù),但Pn未能恢復(fù)到正常水平,最終降低了葉片水分利用效率[17]。

圖2(f)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片WUEn日變化。虧水狀態(tài)下WUEn日變化呈單峰型,峰值出現(xiàn)在12:00,此時出現(xiàn)了氣孔開度降低和“光午休”現(xiàn)象,但Pn降幅明顯小于gs。由表3可知,復(fù)水前不同處理WUEn日均值介于17.17~22.36 μmol/mmol,WUEn隨虧水度加重而增大,與CK 相比,I-SD、I-MD1、I-MD2 處理WUEn分別提高30.2%、15.6%、14.0%,差異顯著(P<0.05);復(fù)水后不同處理WUEn日均值介于12.67~16.03 μmol/mmol,較復(fù)水前均有所降低,復(fù)水后保衛(wèi)細胞吸水膨脹,氣孔開度增大,gs大幅提高,葉片尚未成熟,復(fù)水后Pn提高并不顯著,導(dǎo)致WUEn降低。

圖2(g)為抽梢展葉期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片CE 日變化。由圖2(g)可知,不同處理CE 日變化呈雙峰狀,峰值出現(xiàn)在10:00 和14:00。如表3 所示,復(fù)水前后不同處理CE 日均值分別介于13.49~16.72、14.12~17.99 mmol/(m2·s),水分虧缺顯著降低CE,I-SD、I-MD1、I-MD2 處理CE 較CK 分別下降18.3%、14.3%和7.6%(P<0.05),說明水分虧缺抑制了Rubisco 羧化酶的活性[18];復(fù)水后不同處理CE 略有提升,I-LD 處理CE 較CK 提升3.6%(P<0.05)。但在氣孔開放Ci充足的情況下I-SD、I-MD1、I-MD2 處理CE 仍顯著小于CK,表明復(fù)水后非氣孔限制是影響獼猴桃光合作用的主要因素[9]。

圖2 抽梢展葉期不同處理獼猴桃葉片光合參數(shù)日變化 Fig.2 Diurnal variations of photosynthetic parameters in kiwifruit leaves of different treatments at bud burst to leafing stage

表3 滴灌水分虧缺下抽梢展葉期獼猴桃葉片光合指標(biāo) Table 3 Effect of water deficit on photosynthesis of kiwifruit leaves at bud burst to leafing stage under drip irrigation

2.3 獼猴桃開花坐果期光合特性

圖3(a)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Pn日變化。由圖3(a)可知,不同處理Pn日變化均呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在12:00;Pn隨PAR的增大而提高,雖未出現(xiàn)明顯“光午休”現(xiàn)象,但在PAR 較高情況下,復(fù)水前14:00 的Pn較復(fù)水后出現(xiàn)較大降幅,表明水分虧缺導(dǎo)致氣孔限制降低了Pn[9]。如表4 所示,復(fù)水前后不同處理Pn日均值分別介于7.01~8.55、7.36~9.25 μmol/(m2·s),水分虧缺顯著抑制Pn,其中II-SD、II-MD1、II-MD2 處理Pn較CK 分別降低18.0%、16.8%、6.5%,差異顯著(P<0.05);復(fù)水后各處理Pn較復(fù)水前均有提升,復(fù)水效應(yīng)明顯。

圖3(b)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Tr日變化。不同處理Tr日變化均呈08:00—10:00 明顯小于12:00—18:00 的趨勢,Tr在08:00—12:00 隨溫度升高而提高,隨后保持在較高水平。如表4 所示,復(fù)水前后各處理Tr日均值分別介于3.81~4.95、5.09~5.39 mmol/(m2·s),水分脅迫顯著降低Tr,各處理Tr較CK 降低4.0%~23.0%(P<0.05),復(fù)水后各處理Tr恢復(fù)到CK 水平。

圖3(c)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片gs日變化。復(fù)水前后gs日變化均呈單峰狀,但復(fù)水改變了峰值出現(xiàn)時間,復(fù)水前不同gs峰值均出現(xiàn)在10:00,復(fù)水后II-SD、II-MD1、CK 處理峰值均出現(xiàn)在12:00,II-MD2、II-LD 處理峰值均出現(xiàn)在14:00;虧水狀態(tài)下gs隨PAR 和Ta增大而增大,但隨著Ta持續(xù)升高,gs快速下降;復(fù)水后gs在達到峰值后并未快速下降,因復(fù)水改善了田間小氣候,使gs維持在較高水平。如表4 所示,復(fù)水前后不同處理gs日均值分別介于0.37~0.57、0.68~0.75 mmol/(m2·s);水分虧缺顯著降低了gs,與CK 相比,不同處理gs降幅介于7.0%~35.1%,差異顯著(P<0.05),復(fù)水后各處理gs均明顯增大,II-LD、II-MD2 處理恢復(fù)到CK 水平。

圖3(d)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片Ci日變化。Ci日變化復(fù)水前呈“V”型,隨著Pn提高和氣孔開度降低,10:00—14:00 Ci迅速降低,在14:00 達極低值;復(fù)水后Ci日變化呈淺“U”型,未出現(xiàn)明顯下降趨勢。如表4 所示,復(fù)水前不同處理Ci日均值介于316×10-6~323×10-6,不同處理較CK 降低了1.5%~2.2%(P<0.05);復(fù)水后不同處理Ci日均值介于330×10-6~339×10-6,較復(fù)水前有顯著提升,表明復(fù)水降低了氣孔阻力,保證了CO2供給。

圖3(e)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片WUEi日變化。WUEi日變化呈單峰狀,峰值出現(xiàn)在10:00,此時Pn隨PAR 增加而提高,低Δe抑制了Tr,提高了WUEi。如表4 所示,復(fù)水前不同處理WUEi日均值介于1.73~1.87 μmol/mmol,與CK相比,II-MD2 處理WUEi提高8.1%(P<0.05);復(fù)水后不同處理 WUEi日均值介于 1.44~1.72 μmol/mmol,較復(fù)水前均有所下降,復(fù)水后較高的RH和較低的Ta使Δe 保持在適宜范圍,Tr顯著提高而WUEi降低[19]。

圖3(f)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片WUEn日變化。復(fù)水前WUEn日變化呈單峰型,峰值出現(xiàn)在14:00,此時出現(xiàn)氣孔開度降低現(xiàn)象,gs降幅大于Pn,提高了WUEn。如表4 所示,復(fù)水前不同處理WUEn日均值介于15.03~18.90 μmol/mmol,WUEn隨虧水度加重而提高,與CK 相比,II-MD2 處理WUEn提高18.2%,差異顯著(P<0.05);復(fù)水后各處理WUEn日均值介于10.82~12.80 μmol/mmol,較復(fù)水前均有所下降,除復(fù)水提高gs外,4 月26 日較低的PAR 導(dǎo)致Pn增幅較小也是導(dǎo)致WUEn降低的原因。

圖3(g)為開花坐果期不同滴灌水分虧缺處理獼猴桃葉片CE 日變化。由圖3(g)可知,復(fù)水前后CE 日變化均呈單峰狀,CE 在08:00—12:00 隨Pn增大而增大,在12:00 達到峰值。如表4 所示,復(fù)水前后CE 日均值分別介于22.34~26.56、21.77~28.02 μmol/(m2·s);虧水狀態(tài)下CE 隨虧水度加重而顯著降低,其中II-SD、II-MD1、II-MD2 處理Pn較CK 分別降低15.3%、15.6%、5.3%,差異顯著(P<0.05);復(fù)水后II-SD、II-MD1、II-MD2 處理CE 較復(fù)水前略有降低,表明較重度水分虧缺下獼猴桃光合作用受到了明顯的氣孔限制。

2.4 滴灌水分虧缺獼猴桃光合參數(shù)驅(qū)動因素分析

圖4 為滴灌水分虧缺下獼猴桃葉片Pn-PAR、Tr-Δe、gs-Δe 關(guān)系。Pn均隨PAR 增大而增大,且08:00—10:00增速明顯高于12:00—18:00。Tr與Δe 總體呈二次曲線關(guān)系,在08:00—10:00 呈顯著正相關(guān)(P<0.05),Tr隨Δe 增大而顯著增大;當(dāng)Δe 持續(xù)增大到25×102Pa后,Δe 對Tr的影響明顯降低,說明Δe 僅在較低值范圍內(nèi)(Δe<25×102Pa)是影響Tr的主要因素。gs與Δe總體呈二次曲線關(guān)系,但08:00—10:00 的Δe 增大顯著提高gs,隨著Δe 持續(xù)增大至17×102Pa,gs開始出現(xiàn)下降趨勢,高Δe 下保衛(wèi)細胞易失水,氣孔開度減小gs降低[16]。

3 討 論

光合作用供給植物生命活動的能量,同時形成碳水化合物等物質(zhì)向不同器官轉(zhuǎn)移、貯存并構(gòu)成作物產(chǎn)量[20]。Forey等[21]研究發(fā)現(xiàn),與充分灌溉處理相比,水分脅迫下桃樹葉片Pn降低了25%。萬夢丹等[22]對不同灌水條件下咖啡葉片光合特性的研究發(fā)現(xiàn),灌水量越少,咖啡葉片Pn下降越明顯。本研究中滴灌水分虧缺顯著降低獼猴桃葉片Pn,且降幅隨虧水度加重而增大,這與前人的研究結(jié)果一致。郭其強等[13]認為水分脅迫下光合速率降低的主要限制因子為氣孔導(dǎo)度。Zhang等[23]發(fā)現(xiàn),除氣孔導(dǎo)度降低導(dǎo)致Ci下降外,水分虧缺下Rubisco酶活性和數(shù)量的降低也限制了黃瓜幼苗光合作用,但輕度水分虧缺下Rubisco酶相關(guān)基因的表達未顯著下降。de Souza等[24]研究發(fā)現(xiàn)玉米受輕度水分脅迫會產(chǎn)生活性氧,并觸發(fā)應(yīng)激防御,而較重的脅迫程度使活性氧過量,對植物產(chǎn)生負面影響,降低植物光合速率。此外,水分脅迫也會降低植物葉片的含水率,阻礙葉綠素合成的同時促進葉綠素分解,抑制光合作用[25]。本研究中,復(fù)水后各處理Pn均有明顯提升,復(fù)水補償效應(yīng)明顯,且I-LD復(fù)水后Pn較CK提高4.2%,出現(xiàn)超補償效應(yīng),這與前人研究結(jié)果基本一致。因此,水分虧缺會導(dǎo)致光合速率降低,但一定范圍內(nèi)水分脅迫后復(fù)水能使作物產(chǎn)生補償效應(yīng)以彌補脅迫期間受到的傷害[26]。

葉片水分利用效率可以評價作物對環(huán)境適應(yīng)能力的強弱,是確定作物生長發(fā)育水分供給情況的主要指標(biāo)之一。劉穎等[27]發(fā)現(xiàn)適度水分虧缺下金露梅WUEi較充分灌溉提高35.2%,Li等[28]發(fā)現(xiàn)70%充分灌溉灌水量下玉米葉片WUEi提高了13.4%。馬軍勇等[29]研究發(fā)現(xiàn),灌水下限為55%θf時棗樹WUEi較灌水下限為85%θf處理提高0.47 μmol/mmol。本研究中,I-MD1和II-MD2處理WUEi、WUEn分別較CK提高7.7%、15.6%和8.1%、18.2%,這與前人研究結(jié)果基本一致。作物在虧水鍛煉后能演化出適應(yīng)水分虧缺的結(jié)構(gòu)和機制,實現(xiàn)水分利用的最優(yōu)化。

4 結(jié) 論

1)抽梢展葉期(I 期)和開花坐果期(II 期)滴灌水分虧缺顯著降低獼猴桃Pn、Tr、gs,WUEi、WUEn顯著提高;與CK 相比,I-MD1 和II-MD2 處理WUEi、WUEn分別提高7.7%、15.6%和8.1%、18.2%;滴灌水分虧缺后復(fù)水顯著提高獼猴桃葉片Pn,I-LD 處理Pn較CK 提高4.2%,出現(xiàn)超補償效應(yīng)。

2)I 期輕度水分虧缺處理可在I 期節(jié)水15%,使Pn提高4.2%,II 期中度水分虧缺處理可節(jié)約25%II期灌溉用水且使WUEi、WUEn分別提高8.1%、18.2%,是獼猴桃生育前期適宜的滴灌水分調(diào)控模式。

3)PAR 是影響滴灌獼猴桃葉片Pn的主要因子;水汽壓差(Δe)僅在較低值范圍內(nèi)(Δe<25×102Pa)是影響Tr的主要因素;gs與Δe 總體呈二次曲線關(guān)系。

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