不同栽植模式對(duì)駿棗葉片光合特征的季節(jié)性影響

王晶晶 李 銘 高疆生 陳奇凌 鄭強(qiáng)卿

(1 新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆石河子832000)

(2 塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾843300)

棗樹為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Zizyphus Mill)，與桃、李、栗、杏并稱為我國(guó)古代五果，有3000多年的栽培歷史[1，2]。新疆南疆地區(qū)位于塔里木盆地四周，降水少，蒸發(fā)大，空氣極端干燥，晝夜溫差大，全年日照時(shí)數(shù)長(zhǎng)，有利于棗果營(yíng)養(yǎng)積累，果實(shí)著色好，含糖量高，品質(zhì)優(yōu)良。特殊的氣候、環(huán)境條件，形成了南疆特有的紅棗品牌。棗樹矮化密植栽培技術(shù)是目前紅棗種植的主要栽培模式之一，在棗樹栽植及密度選擇方面前人做了大量的研究[3－7]，但隨著新疆紅棗種植效益的增加和面積的增大，廣大紅棗種植戶為追求更大的經(jīng)濟(jì)效益，在栽培密度的選擇上存在隨意性、盲目性，特別是在新疆南疆光照極其充足的環(huán)境下，對(duì)栽植密度和光合作用之間的關(guān)系缺乏理論研究。本試驗(yàn)選擇4種栽植密度棗園，研究各模式下的駿棗葉片光合特性的季節(jié)性變化，為南疆紅棗種植密度的選擇在光合特性方面提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2011年4月～10月在新疆兵團(tuán)農(nóng)一師十團(tuán)(40°34'00〞N，81°17'15〞E)進(jìn)行。試材為3年生駿棗(Zizyphus jujube cv.Jun zao)，采用小冠疏層形整形方式。植株生長(zhǎng)健壯，正常管理。試驗(yàn)設(shè)4個(gè)處理，種植密度分別為:M1.17775株/hm2(0.5 m×0.75 m×1.5 m)，M2.1 3320株/hm2(0.5 m×1.5 m)，M3.4995株/hm2(1 m×2 m)，M4.1665株/hm2(1.5m×4m)。

選擇5月、7月和9月這三個(gè)典型月份的晴天10:00～20:00進(jìn)行測(cè)定，每隔2h測(cè)定1次，為消除時(shí)間上的誤差，重復(fù)3次，每次重復(fù)測(cè)定時(shí)采用隨機(jī)測(cè)定的方法，測(cè)定參數(shù)以3d測(cè)定的平均值為準(zhǔn)。

1.2 測(cè)定方法

利用CID－340便攜式光合測(cè)定儀測(cè)定4種種植模式的凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、光合有效輻射(PAR)等參數(shù)，同時(shí)計(jì)算出光能利用率(SUE=Pn/PAR)、水分利用率(WUE=Pn/Tr)。測(cè)定時(shí)選取樹勢(shì)生長(zhǎng)較為一致的棗樹3株，取樹冠外圍中上部枝條，從棗吊頂端數(shù)第6～8片向陽(yáng)健康成熟葉片作為供試材料，每株測(cè)定3個(gè)葉片作為重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)中所用數(shù)據(jù)均為平均值，采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 凈光合速率和蒸騰速率的日變化

圖1－A、B、C為四個(gè)模式分別在5月、7月和9月測(cè)得的駿棗葉片凈光合速率(Pn)日變化情況。5月份，凈光合速率日變化表現(xiàn)為單峰變化曲線，均在12:00時(shí)表現(xiàn)峰值，M3最高，為19.1μmol/(m2.s)，M1、M2和M3三種模式測(cè)得駿棗葉片的Pn明顯高于M4。7月份，在10:00時(shí)，各模式測(cè)得的Pn高于5月份，在14:00低于5月測(cè)得值。9月份，此時(shí)棗樹進(jìn)入脆熟期，樹體光合作用產(chǎn)生的同化物用于果實(shí)生長(zhǎng)、糖積累速率加快，光合作用較強(qiáng)，各模式Pn的大小依次為M3＞M2＞M1＞M4。

圖2－A、B、C顯示了四個(gè)模式分別在5、7、9三個(gè)月份測(cè)得的葉片蒸騰速率(Tr)的日變化情況。5月份，蒸騰速率的變化趨勢(shì)與光合速率一致，表現(xiàn)為單峰變化趨勢(shì)，但各模式在不同生長(zhǎng)季峰值出現(xiàn)的時(shí)間不同，M1在5月份和7月份的蒸騰速率都在16:00時(shí)表現(xiàn)為最高;M3在9月份的蒸騰速率的最高值也出現(xiàn)在16:00。在各個(gè)生長(zhǎng)季，m2和M3的Tr日變化值均在14:00是表現(xiàn)為最高。

圖1－A 5月不同模式下駿棗葉片凈光合速率日變化

圖2－A 5月不同模式下駿棗葉片蒸騰速率日變化

圖1－B 7月不同模式下駿棗葉片凈光合速率日變化

圖2－B 7月不同模式下駿棗葉片蒸騰速率日變化

圖1－C 9月不同模式下駿棗葉片凈光合速率日變化

圖2－C 9月不同模式下駿棗葉片蒸騰速率日變化

2.2 水分利用率和光能利用率的日變化

圖3－A、B、C為四個(gè)模式分別在5月、7月和9月測(cè)得的葉片水分利用率(WUE)日變化情況。10:00時(shí)，在7月和9月份，測(cè)得的葉片水分利用率相對(duì)5月份較高。

5月份，M2的WUE變化趨勢(shì)為，先升高，后降低，再升高。M4的WUE隨著時(shí)間的推移，持續(xù)降低。M1和M3的水分利用率在各個(gè)生長(zhǎng)季，日變化總體表現(xiàn)為先降低，在14:00－16:00后升高。

圖4－A、B、C顯示了四種模式在5、7、9三個(gè)月份測(cè)得的葉片光能利用率(SUE)的日變化情況。M3在5月和7月份的光能利用率較強(qiáng)，在9月份相對(duì)較弱。7月份，在10:00時(shí)，各模式的光能利用率較強(qiáng)，保證了光合作用的進(jìn)行。9月份，各模式的光能利用率的日變化表現(xiàn)較平緩，SUE值在1.08～2.27%范圍之內(nèi)。

圖3－A 5月不同模式下駿棗水分利用率日變化

圖4－A 5月不同模式下駿棗光能利用率日變化

圖3－B 7月不同模式下駿棗水分利用率日變化

圖4－B 7月不同模式下駿棗光能利用率日變化

圖3－C 9月不同模式下駿棗水分利用率日變化

圖4－C 9月不同模式下駿棗光能利用率日變化

3 討論與結(jié)論

光合作用是植物最重要的生理過程，是評(píng)價(jià)植物第一生產(chǎn)力的標(biāo)準(zhǔn)之一[8]，植物源葉凈光合速率(Pn)是光合作用中最主要的生理參數(shù)，反應(yīng)了光合作用的強(qiáng)弱，影響著作物的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量。本研究得出，四種栽植密度下的棗樹葉片光合速率不同，在各個(gè)生長(zhǎng)季，M3表現(xiàn)較高，且高于其他模式。M4在5、7、9月份凈光合速率較低，說明密度低，水分利用率較高，但在夏季高溫時(shí)，空氣濕度較小，葉片水分虧缺，光合作用相對(duì)減弱。

蒸騰速率(Tr)是反映植物蒸騰作用的一個(gè)重要指標(biāo)，它能調(diào)節(jié)植物體的生理機(jī)制，使植物適應(yīng)環(huán)境變化[9]，光合速率和蒸騰速率呈顯著正相關(guān)[10]。本研究結(jié)果表明，M4測(cè)得的Tr低于其他各模式，說明并不是密度越低，蒸騰速率越高，蒸騰速率還受外界壞境因子如光強(qiáng)、空氣濕度、大氣溫度等諸多因素的影響[11－13]。

水分利用效率(WUE)是凈光合速率和蒸騰速率的綜合反映的結(jié)果。本研究表明，不同栽植密度下棗樹的WUE有明顯差異，7月份，棗樹處于生長(zhǎng)旺季，對(duì)水分的敏感程度較強(qiáng)，利用率高。

光能利用率(SUE)是指植被通過光合作用固定太陽(yáng)能的效率，表現(xiàn)為一定光能下植被通過葉片光合組織固定的碳量，光能利用效率反映了植物對(duì)不同光強(qiáng)的利用能力。紅棗在各個(gè)生長(zhǎng)季所需的光照強(qiáng)度不同，光能利用率也不盡相同，M3在整個(gè)生長(zhǎng)季表現(xiàn)較高的光能利用率，滿足了樹體生長(zhǎng)和棗果發(fā)育的光能條件。與其他各模式相比，M3在各個(gè)生長(zhǎng)季節(jié)光合速率、蒸騰速率較大，變現(xiàn)較強(qiáng)的光能利用率和水分利用效率。從光合作用的角度綜合考慮各指標(biāo)得出，M3:4 995株/hm2效果為佳。

[1] 曲澤洲，王永蕙.中國(guó)果樹志.棗卷[M] .北京:中國(guó)林業(yè)出版社，1993.

[2] 山西省園藝學(xué)會(huì)編.山西省果樹志[M] .北京:中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社，1991.張玉星.果樹栽培學(xué)各論[M] .中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003，216－219.

[3] 王東健，陣?yán)^武，朱春林，等.寒地棗樹密植栽培技術(shù)[J] .中國(guó)果樹，2000(1):43－44

[4] 郭立剛.郝旱坡地棗樹密植園的密度[J] .東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，29(4):104－107

[5] 宋憲軍，馬國(guó)林，許春玲.新鄭棗樹矮化密植豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J] .中國(guó)林業(yè)，2008，(06):54－55.

[6] 秦淑琴.塔里木盆地紅棗矮化高密度早期豐產(chǎn)栽培技術(shù)[J] .北方果樹，2009，(02):17－18.

[7] 李林鋒.4種濕地植物光合作用特性的比較研究[J] .西北植物學(xué)報(bào)，2008，28(10):2094－2102

[8] 唐建寧，康建宏，許強(qiáng)，等.秦艽與小秦艽光合日變化的研究[J] .西北植物學(xué)報(bào)，2006，2(4):836－841.

[9] 鄭淑霞，上官周平.8種闊葉樹種葉片氣體交換特征和葉綠素?zé)晒馓匦员容^[J] .生態(tài)學(xué)報(bào)，2006，26(4):1080－1087.

[10] 王晶晶，李銘，陳奇凌，等.不同栽植密度對(duì)駿棗花期葉片光合特性的影響[J] .新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，48(9):1601－1605

[11] 王潤(rùn)元，楊興國(guó)，趙鴻，等.半干旱雨養(yǎng)區(qū)小麥葉片光合生理生態(tài)特征及其對(duì)環(huán)境的響應(yīng)[J] .生態(tài)學(xué)雜志，2006，25(10):1161－1166.

[12] 賀康寧，張光燦，田陽(yáng)，等.黃土半干旱區(qū)集水造林條件下林木生長(zhǎng)適宜的土壤水分環(huán)境[J] .林業(yè)科學(xué)，2003，39(1):10－16.

[13] 王晶晶，李銘，陳奇凌，等.不同栽植模式下棗樹葉片蒸騰速率與環(huán)境因子的相關(guān)性研究[J] .北方園藝，2011(20):1－4.