日光溫室與露地紅瑪瑙甜櫻桃光合特性比較

聶國偉，戴桂林，楊曉華，宋永宏，李靜江，韓 鳳

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所，山西太谷030815）

設(shè)施栽培甜櫻桃比露地提早上市，產(chǎn)值比露地提高很多倍，同時(shí)還可以避免早春晚霜對花器損傷、冬季極限低溫對樹體的傷害以及熟期果實(shí)遇雨裂果等露地難以克服的困難，使得甜櫻桃設(shè)施栽培迅猛發(fā)展。目前，對露地栽培果樹的光合特性研究較多[1-9]，但對設(shè)施栽培果樹光合作用的研究僅見于桃、李、杏等[10-16]，有關(guān)櫻桃設(shè)施條件下的生理基礎(chǔ)和栽培研究報(bào)道較少。

本研究以山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所選育的甜櫻桃品種紅瑪瑙為試材，分別從溫室內(nèi)外光合速率日變化、Pn-Par和Pn-CO2響應(yīng)等方面對其光合特性進(jìn)行研究，旨在探明紅瑪瑙櫻桃對于設(shè)施栽培的生理反應(yīng)，建立相應(yīng)的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培模式，具有重要的理論指導(dǎo)意義。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2010年3—5月在山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所甜櫻桃栽培區(qū)進(jìn)行。設(shè)施為一面坡式塑料溫室，長度75 m，跨度 9 m，頂高3.5 m，用喜豐EVA膜扣棚，稻草氈覆蓋保溫。試材為日光溫室及露地5年生紅瑪瑙櫻桃，株行距1.5 m×2.0 m。采用常規(guī)管理，溫室櫻桃采收后將覆蓋膜去掉。

1.2 試驗(yàn)方法

日光溫室內(nèi)外紅瑪瑙果實(shí)膨大期凈光合速率日變化的測定，選晴天進(jìn)行。在樹冠外圍南側(cè)方向選枝條中部成熟葉片，每隔1 h測一次。采用美國產(chǎn)Li-6400型便攜式光合測定儀測定。

Pn-Par響應(yīng)特性于溫室內(nèi)外晴天上午（9：00—11：00）測定。選取紅瑪瑙樹體南側(cè)新梢中部相同葉齡的成熟葉片進(jìn)行測定，2次重復(fù)，結(jié)果取其平均值。設(shè)定光合測定儀葉室工作參數(shù)為：溫度為25℃，CO2濃度為環(huán)境 CO2濃度，光強(qiáng)梯度為：0，50，100，150，200，500，800，1 000，1 200，1 500，1 800，2 000，2 300，2 500，2 800，3 000 μmol/（m2·s）。

Pn-CO2響應(yīng)特性的測定時(shí)間及葉片選擇同Pn-Par響應(yīng)特性的測定。設(shè)定光合測定儀葉室參數(shù)為：光強(qiáng)2 300 μmol/（m2·s），溫度25℃，CO2濃度梯度為：50，100，150，200，300，400，600，800，1 000，1 200，1 500，1 700，2 000 μmol/mol。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫室與大田紅瑪瑙光強(qiáng)響應(yīng)特性比較

于2010年分別對溫室與大田甜櫻桃紅瑪瑙進(jìn)行了Pn-Par響應(yīng)曲線測定，結(jié)果如圖1，2所示。

從圖1、圖2可以看出，在溫度、相對濕度、CO2濃度相對穩(wěn)定的條件下，溫室與大田紅瑪瑙葉片的Pn-Par響應(yīng)曲線變化趨勢基本相似，都隨著光強(qiáng)的逐漸增大Pn值相應(yīng)增加，達(dá)到最大值后，又隨著光強(qiáng)的繼續(xù)增大，Pn值開始下降。在初期響應(yīng)階段，即線性階段（光強(qiáng)為0～200 μmol/（m2·s）時(shí)），Pn-Par的斜率即為表觀量子效率，代表葉片對低光強(qiáng)的利用效率，溫室與大田線性方程分別為y＝0.045 2x－1.338 3與 y＝0.036 8x－1.213 4，其表觀量子效率分別為 0.045 2，0.036 8（CO2/光子），說明溫室紅瑪瑙櫻桃與大田相比，其對弱光的利用能力增強(qiáng)了。

當(dāng)光強(qiáng)大于200 μmol/（m2·s）后，Pn-Par的響應(yīng)呈曲線相關(guān)，溫室內(nèi)與大田的曲線方程分別為y＝-4E-06x2＋0.017 2x＋1.975 8 和 y＝-3E-06x2＋0.013 7x＋1.395 8。計(jì)算得出，溫室與大田紅瑪瑙的光補(bǔ)償點(diǎn)分別為29.6，32.97 μmol/（m2·s），光飽和點(diǎn)分別為2 200，2 283.3 μmol/（m2·s），表明溫室與大田紅瑪瑙對光強(qiáng)的利用范圍略有不同，溫室內(nèi)大櫻桃有較低的光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)。在光飽和點(diǎn)時(shí)，Pn的最大值（Pmax）仍低于露地的Pmax，光飽和點(diǎn)降低的幅度大于補(bǔ)償點(diǎn)降低的幅度，即對光的適應(yīng)范圍有所縮小，但是在弱光輻射下（Par＜400 μmol/（m2·s））的Pn和光能利用率高于露地。而且從圖1，2還可看出，溫室與大田相比較，在光強(qiáng)接近的情況下，溫室紅瑪瑙有較高的光合速率，說明溫室紅瑪瑙對光強(qiáng)有較高的利用效率。

2.2 溫室與大田紅瑪瑙對CO2響應(yīng)特性比較

于2010年分別對溫室與大田紅瑪瑙甜櫻桃進(jìn)行了Pn-CO2響應(yīng)曲線的測定，結(jié)果如圖3和圖4所示。

從圖3、圖4可以看出，溫室與大田紅瑪瑙葉片的Pn值隨著CO2濃度的逐漸增加而增大，達(dá)到最大值后，隨著CO2濃度的繼續(xù)增加，Pn值開始下降。在CO2濃度低于200 μmol/mol時(shí)，光合速率與CO2濃度呈線性關(guān)系，溫室與大田線性方程分別為 y＝0.038 7x－2.008，y＝0.039 5x－2.394 1。初始斜率即羧化效率（CE）代表了紅瑪瑙對低CO2濃度的光合效率，上述方程表明，溫室與大田相比，在CO2濃度較低時(shí)紅瑪瑙光合作用對CO2的利用率比較低。當(dāng)CO2濃度大于200 μmol/mol，光合速率與CO2濃度呈曲線相關(guān)，溫室與大田曲線方程分別為y＝-9E-06x2＋0.034 8x－1.481 9 與 y＝-9E-06x2＋0.032 8x－1.528 3。CO2的補(bǔ)償點(diǎn)分別為 51.88，60.61μmol/mol，飽和點(diǎn)分別為 1933，1822 μmol/mol。這說明溫室與大田相比，紅瑪瑙光合利用CO2濃度的范圍較大，較高濃度CO2有利于溫室紅瑪瑙的光合作用。

2.3 日光溫室內(nèi)外紅瑪瑙光合速率日變化研究

從圖5可以看出，日光溫室內(nèi)外紅瑪瑙凈光合速率的日變化均為雙峰曲線，有明顯的午休現(xiàn)象，第1個(gè)峰值出現(xiàn)的時(shí)間均為10：30左右，為全天凈光合速率的最高峰，凈光合速率值分別達(dá)到11.114，13.543 μmol/（m2·s）。紅瑪瑙櫻桃在日光溫室內(nèi)出現(xiàn)第1次峰值后，凈光合速率值開始下降，在15：30左右降至最低，然后又回升，在16：30出現(xiàn)第2次高峰后再次降低。

露地栽培條件下，紅瑪瑙櫻桃在第1次出現(xiàn)峰值之后開始降低，約在13：30時(shí)達(dá)到低谷，15：30左右出現(xiàn)第2次高峰后逐漸降低。在果實(shí)膨大期，日光溫室紅瑪瑙凈光合速率日變化的2次高峰值均低于露地栽培。

3 結(jié)論與討論

本研究表明，溫室與大田紅瑪瑙的光補(bǔ)償點(diǎn)分別為29.6，32.97 μmol/（m2·s），光飽和點(diǎn)分別為2 200，2 283.3 μmol/（m2·s），表明溫室與大田紅瑪瑙對光強(qiáng)的利用范圍略有不同，溫室內(nèi)大櫻桃有較低的光補(bǔ)償點(diǎn)和飽和點(diǎn)，說明溫室紅瑪瑙光合對弱光的利用能力高于露地。在光強(qiáng)接近的情況下，溫室紅瑪瑙有較高的光合速率，表明紅瑪瑙是個(gè)很好的溫室栽培品種，屬于喜光性較強(qiáng)的樹種，對光照的要求較高，在溫室栽培時(shí)要注意栽培密度，整形修剪非常重要，并注意選用透光性能好的膜覆蓋，以減少因覆蓋導(dǎo)致的光照減弱。

CO2補(bǔ)償點(diǎn)分別為 51.88，60.61 μmol/mol，飽和點(diǎn)分別為 1 933，1 822 μmol/mol。這說明溫室與大田比較，紅瑪瑙光合利用CO2濃度的范圍較大，較高濃度CO2有利于溫室紅瑪瑙的光合作用。生產(chǎn)中應(yīng)通過施用有機(jī)肥來增加CO2濃度，以提高光合速率。

本研究結(jié)果還表明，溫室栽培條件下紅瑪瑙甜櫻桃的凈光合速率日變化呈雙峰曲線，具有明顯的午休現(xiàn)象，這與露地栽培是一致的。溫室條件下紅瑪瑙凈光合速率日變化的2次高峰值均低于露地，這是由于溫室與露地相比，光照透過棚膜后，光強(qiáng)有所減弱，CO2濃度也略低于露地，從而導(dǎo)致Pn值低于露地。溫室紅瑪瑙凈光合速率第2次高峰出現(xiàn)的時(shí)間比露地栽培有所推遲，可能與溫室內(nèi)溫度達(dá)到最高值之后，氣溫下降比較緩慢有關(guān)。在紅瑪瑙溫室栽培中，一定要注意通風(fēng)口的合理設(shè)計(jì)，保持溫室內(nèi)良好的空氣流通，滿足溫度升降的要求。

[1]楊江山，常永義，種培芳，等.3個(gè)櫻桃品種光合特性比較研究[J].園藝學(xué)報(bào)，2005，32（5）：773-777.

[2]楊曉華，戴桂林，聶國偉，等.甜櫻桃‘紅瑪瑙’的光合特性研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，29（5）：423-426.

[3]滿麗婷，趙文東，郭修武，等.不同架式晚紅葡萄漿果膨大期光合特性研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009（3）：82-85.

[4]林敏娟，王振磊.庫爾勒香梨和新梨七號光合特性的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（增刊）：44-47.

[5]馬慧麗，呂德國，秦嗣軍，等.盆栽寒富蘋果光合特性的研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（6）：104-106.

[6]王紅霞，張志華，王文江.田間條件下核桃光合特性的研究[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào)，2007，22（2）：125-128.

[7]李利紅，白靜，馬鋒旺.杏樹不同品種不同時(shí)期的光合速率研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（5）：56-57.

[8]王齊瑞，楊海青，凌曉明.砧木對不同樹齡金太陽杏凈光合速率日變化的影響[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008（11）：111-112.

[9]張步青，劉漢云.關(guān)于影響果樹光合作用因子的概述[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（12）：85-87.

[10]王志強(qiáng)，何方，牛良，等.設(shè)施栽培油桃光合特性研究[J].園藝學(xué)報(bào)，2000，27（4）：245-250.

[11]趙峰，劉威生，卜慶雁，等.日光溫室內(nèi)9803杏光合特性研究[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，38（4）：496-499.

[12]國榮榮，楊帆，孔福苓，等.設(shè)施杏梅光合特性研究[J].北方園藝，2008（8）：73-75.

[13]張宏輝，張清衫.日光溫室油桃光合作用日變化研究[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004（2）：23-25.

[14]薛仿正，溫鵬飛，蔡凱，等.設(shè)施栽培歐李光合特性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006（23）：6100-6101.

[15]王金政，張安寧，單守明.3個(gè)設(shè)施或露地栽培常用杏品種光合特性的研究[J].園藝學(xué)報(bào)，2005，32（6）：980-984.

[16]王鴻，王發(fā)林，牛軍強(qiáng)，等.日光溫室內(nèi)外金太陽杏光合特性的比較研究[J].果樹學(xué)報(bào)，2005，22（5）：479-482.