李晟之 劉夢(mèng) 孫鋒 蔡軍社 張朝紅

【基金項(xiàng)目】：陜西省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2023-ZDLNY-23）;國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2019YFD1001405）。

李晟之，劉夢(mèng)，張朝紅，西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，郵編712100（陜西楊凌）;孫鋒，蔡軍社，新疆葡萄瓜果研究所。

收稿日期：2023-11-13

*通訊作者：張朝紅（E-mail：zhangchaohong@nwsuaf.edu.cn）

摘? ?要? ?比較了紅地球葡萄和無(wú)核白葡萄的光合特性，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：無(wú)核白葡萄成熟期凈光合速率呈雙峰曲線(xiàn)，有光合午休現(xiàn)象，而紅地球凈光合速率曲線(xiàn)為先升后降的單峰曲線(xiàn);無(wú)核白的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度均高于紅地球;不同級(jí)別副梢凈光合速率為：二次副梢>一次副梢>春梢;不同光照強(qiáng)度下無(wú)核白的最大凈光合速率（Pn，max）、光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）和表觀(guān)量子效率（AQY）均高于紅地球，光飽和點(diǎn)（LSP）低于紅地球。由此表明，紅地球?qū)鈴?qiáng)的適應(yīng)范圍更廣。

關(guān)鍵詞? ?葡萄;鮮食品種;光合特性;副梢

光合作用是植物在自然界生存的基礎(chǔ)，可為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供所需物質(zhì)和能量。研究表明，植物生長(zhǎng)過(guò)程中所需干物質(zhì)的90%以上是由葉片通過(guò)光合作用生產(chǎn)的，因此光合作用的強(qiáng)弱對(duì)植物生長(zhǎng)有至關(guān)重要的作用。

新疆吐魯番氣候干燥，降雨量小，晝夜溫差大，日照時(shí)間長(zhǎng)，果樹(shù)光合作用強(qiáng)烈。生產(chǎn)上只有掌握果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律才能保證較高的果實(shí)品質(zhì)。無(wú)核白葡萄是新疆主栽葡萄品種，紅地球葡萄也是消費(fèi)者喜愛(ài)的葡萄品種之一。我們對(duì)兩個(gè)葡萄品種成熟期光合日變化和不同級(jí)別副梢光合速率進(jìn)行了比較研究，分析兩個(gè)品種光合生理生態(tài)差異，以期為鮮食葡萄栽培管理提供理論依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)材料? ?供試葡萄為來(lái)自新疆鄯善縣的紅地球和無(wú)核白。

1.2? ?試驗(yàn)方法

1.2.1? ?兩個(gè)品種成熟期光合速率日變化對(duì)比? ?8月下旬連續(xù)晴朗天氣，選擇長(zhǎng)勢(shì)一致的紅地球和無(wú)核白葡萄植株，對(duì)同側(cè)第5節(jié)位葉片用Li 6400便攜式光合測(cè)定儀從早上8：00到晚上8：00，每隔2 h測(cè)定1次，光合指標(biāo)包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci），光合有效輻射（PAR），空氣溫度（Ta），空氣CO2濃度（Ca），空氣相對(duì)濕度（RH），每個(gè)處理重復(fù)3次，取平均值。

1.2.2? ?各級(jí)副梢凈光合速率變化? ?紅地球和無(wú)核白葡萄摘心后，花序以下副梢全部抹除，測(cè)定春梢、一級(jí)副梢、二級(jí)副梢的凈光合速率，重復(fù)3次，取平均值。

1.2.3? ?Pn-PAR響應(yīng)曲線(xiàn)? ?在晴天的上午測(cè)定光合速率，重復(fù)3次，設(shè)定CO2濃度為400 μmol/mol，溫度為28 ℃，10個(gè)光照強(qiáng)度水平，分別是0、100、300、500、700、900、1 100、1 300、1 500、1 700 μmol/m2·s。

1.3? ?數(shù)據(jù)處理? ?采用WPS Excel和SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?成熟期光合速率日變化

2.1.1? ?環(huán)境因子日變化? ?由圖1可知，光合有效輻射強(qiáng)度和空氣溫度均呈先上升后下降趨勢(shì)，清晨太陽(yáng)光線(xiàn)較弱，光照強(qiáng)度隨著太陽(yáng)的升高迅速增強(qiáng)，在下午4：00達(dá)到高峰，然后逐漸減弱?？諝鉁囟入S著時(shí)間的推移漸漸升高，在下午4：00上升到27.44 ℃，之后光強(qiáng)減弱，溫度也慢慢下降?？諝庵蠧O2濃度的變化趨勢(shì)與空氣溫度的變化趨勢(shì)正好相反，早上8：00是最高值，之后迅速下降，在下午4：00降到最低值324.44 μmol/mol;空氣濕度在早上8：00處于最高值，之后整體下降，在下午4：00降到最低值。

2.1.2? ?凈光合速率日變化? ?由圖2可知，無(wú)核白凈光合速率日變化趨勢(shì)為不對(duì)稱(chēng)的雙峰曲線(xiàn)，存在光合午休現(xiàn)象。第1個(gè)峰值在上午10：00，光合速率為15.77 μmol/m2·s，第2個(gè)峰值在下午4：00，光合速率為15.25 μmol/m2·s。而紅地球的凈光合速率日變化趨勢(shì)為先升高后降低，峰值在下午4：00，光合速率為12.58 μmol/m2·s。

2.1.3? ?蒸騰速率日變化? ?無(wú)核白的蒸騰速率變化趨勢(shì)為雙峰曲線(xiàn)（圖3），與凈光合速率變化趨勢(shì)相似，第1個(gè)峰值在上午10：00，蒸騰速率為6.86 mmol/m2·s，第2個(gè)峰值在下午4：00，蒸騰速率為6.18 mmol/m2·s;紅地球的蒸騰速率日變化趨勢(shì)為先升高后下降，峰值在下午4：00，蒸騰速率為6.5 mmol/m2·s。

2.1.4? ?氣孔導(dǎo)度日變化? ?如圖4所示，無(wú)核白氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)與凈光合速率、蒸騰速率相似，在上午10：00和下午4：00最高，下午2：00最低;紅地球氣孔導(dǎo)度變化趨勢(shì)呈先上升后下降的單峰曲線(xiàn)，其峰值在下午4：00。

2.1.5? ?胞間二氧化碳濃度日變化? ?由圖5可知，無(wú)核白胞間二氧化碳濃度日變化趨勢(shì)為先下降后緩慢上升;紅地球二氧化碳濃度變化趨勢(shì)呈倒“V”形，在下午2：00達(dá)到最低值，之后逐漸上升。

2.2? ?不同光強(qiáng)下的光合速率? ?無(wú)核白和紅地球的凈光合速率均隨光照強(qiáng)度增加而逐漸上升（圖6）。在光合有效輻射小于200 μmol/m2·s時(shí)，兩個(gè)品種的凈光合速率呈直線(xiàn)上升，之后增幅開(kāi)始減小，當(dāng)光合有效輻射達(dá)到1 200 μmol/m2·s后，兩個(gè)品種的凈光合速率隨光合有效輻射的增加變化不大，即達(dá)到飽和光合速率。無(wú)核白在光合有效輻射為1 200～? ? ? 1 700 μmol/m2·s達(dá)到最大值，而紅地球在光合有效輻射1 300～1 700 μmol/m2·s達(dá)到最大值，且無(wú)核白的凈光合速率一直高于紅地球。

如表1所示，無(wú)核白最大凈光合速率為17.64 μmol/m2·s，光補(bǔ)償點(diǎn)LCP為86.74 μmol/m2·s，表觀(guān)量子效率為0.04，均高于紅地球;而其光飽和點(diǎn)LSP低于紅地球，為1 807.56 μmol/m2·s。

2.3? ?主梢和副梢光合速率? ?紅地球春梢、一次副梢、二次副梢凈光合速率值均顯著低于無(wú)核白? ? （圖7），分別高出10.26%、13.33%、9.58%，其中紅地球春梢凈光合速率最低，為7.6 μmol/m2·s，無(wú)核白二次副梢凈光合速率最高，為15.78 μmol/m2·s，兩個(gè)品種的3個(gè)不同級(jí)別的副梢光合速率值大小均為二次副梢>一次副梢>春梢。

3? ?小結(jié)與討論

光合作用是植物生長(zhǎng)過(guò)程中極為重要的生理過(guò)程，在相同環(huán)境下，不同品種間的光合速率存在很大差異，光合速率變化不僅與植物自身生長(zhǎng)狀況聯(lián)系緊密，同時(shí)與外界溫度、CO2濃度、大氣濕度、光照強(qiáng)度等因素密切相關(guān)。

試驗(yàn)表明，無(wú)核白和紅地球的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度日變化曲線(xiàn)有很大的差異，紅地球的凈光合速率日變化曲線(xiàn)呈單峰曲線(xiàn)，無(wú)光合午休現(xiàn)象，說(shuō)明該葡萄品種對(duì)高溫高光強(qiáng)有較好的適應(yīng)能力。這一結(jié)果與聶松青等人研究得出的紅地球在成熟期凈光合速率呈雙峰曲線(xiàn)的結(jié)果不一致，推測(cè)可能與環(huán)境差異有關(guān)。無(wú)核白的凈光合速率變化曲線(xiàn)呈不對(duì)稱(chēng)的雙峰曲線(xiàn)，有明顯的光合午休現(xiàn)象，在上午10：00達(dá)到第1個(gè)峰值后，隨空氣溫度升高，植株開(kāi)始出現(xiàn)缺水現(xiàn)象，氣孔關(guān)閉，光合速率急劇下降，在下午2：00左右光照強(qiáng)度和溫度達(dá)到最強(qiáng)，此時(shí)葡萄葉片內(nèi)外蒸氣梯度增大，植物蒸騰速率迅速升高，進(jìn)而導(dǎo)致葉片水勢(shì)下降，氣孔導(dǎo)度降低，胞間二氧化碳濃度下降，光合速率也下降，這與氣孔限制因素導(dǎo)致的原因一致，主要是由于植物受氣孔關(guān)閉、胞間二氧化碳濃度下降引起的光合速率下降。

最大凈光合速率反映葉片光合能力，而光飽和點(diǎn)和光補(bǔ)償點(diǎn)則是對(duì)葉片利用光強(qiáng)能力強(qiáng)弱的表現(xiàn)。無(wú)核白的最大凈光合速率高于紅地球，紅地球的光飽和點(diǎn)高于無(wú)核白，而光補(bǔ)償點(diǎn)低于無(wú)核白，說(shuō)明紅地球?qū)鈴?qiáng)的適應(yīng)能力更好。在漿果成熟期，兩個(gè)品種的副梢葉片凈光合速率均高于主梢葉片，這可能是結(jié)果枝上的主梢葉片在漿果成熟后期開(kāi)始衰老導(dǎo)致的光合能力下降，此時(shí)需要更多的副梢葉片進(jìn)行光合作用來(lái)補(bǔ)充植株和果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育需要的物質(zhì)和能量。相同環(huán)境下，植物的光合能力不同，就有差異顯著的光合特征。

綜合分析認(rèn)為，無(wú)核白成熟期凈光合速率呈雙峰曲線(xiàn)，有光合午休現(xiàn)象，而紅地球的凈光合速率曲線(xiàn)為先升后降的單峰曲線(xiàn)，且無(wú)核白的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間二氧化碳濃度均高于紅地球;同時(shí)不同級(jí)別副梢凈光合速率相比較：二次副梢>一次副梢>春梢;不同光照強(qiáng)度下無(wú)核白的最大凈光合速率（Pn，max）、光補(bǔ)償點(diǎn)（LCP）和表觀(guān)量子效率（AQY）均高于紅地球，光飽和點(diǎn)（LSP）低于紅地球，表明紅地球?qū)鈴?qiáng)的適應(yīng)范圍更廣。

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