辣椒不同葉位葉片光合特性初探

蓬桂華，張愛(ài)民，蘇丹，邢丹，韓世玉

（貴州省辣椒研究所，貴陽(yáng)，550006）

辣椒不同葉位葉片光合特性初探

蓬桂華，張愛(ài)民，蘇丹，邢丹，韓世玉

（貴州省辣椒研究所，貴陽(yáng)，550006）

為探明辣椒不同葉位葉片的光合特性，采用盆栽試驗(yàn)，利用Li-6400XT便攜式光合儀測(cè)定了辣椒不同葉位葉片的光合參數(shù)。測(cè)定結(jié)果表明，不同葉位葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率的變化各不相同，葉位3的凈光合速率最高，與其他葉位的差異達(dá)到極顯著水平，不同葉位間的凈光合速率與胞間CO2濃度呈顯著負(fù)相關(guān)。

辣椒；葉位；光合特性

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料8024，為貴州省辣椒研究所多年選育的常規(guī)辣椒，果實(shí)向上，短錐形。

1.2 試驗(yàn)方法

①辣椒育苗與定植 采用漂浮育苗技術(shù)進(jìn)行辣椒育苗，每穴播種1粒，待苗4葉1心時(shí)，單株定植在花盆中，盆口直徑25 cm，定植10盆。

②葉位的確定 將分杈處的葉片記為1，向下依次記為2、3、4、5……直到最后一片葉。

③光合參數(shù)的測(cè)定 待辣椒生長(zhǎng)到盛花期時(shí)，選擇晴朗無(wú)風(fēng)的天氣，運(yùn)用美國(guó)LI-COR公司生產(chǎn)的Li-6400XT便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)，于10：00采用開(kāi)放式氣路測(cè)定辣椒不同葉位葉片的光合作用。測(cè)定時(shí)，選擇3株生長(zhǎng)較為一致的植株，測(cè)定參數(shù)包括凈光合速率、蒸騰速率、胞間CO2濃度和氣孔導(dǎo)度，取平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

圖2為甲烷水合物生成過(guò)程中溫度-壓力與相平衡曲線關(guān)系圖。圖2中所示曲線分別為273.75 K、273.85 K和273.95 K 3種水浴溫度下甲烷水合反應(yīng)過(guò)程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和由CSM-HYD軟件計(jì)算的相平衡理論數(shù)據(jù)擬合曲線。由圖2可知，在AB階段，釜內(nèi)的p-T體系處于相平衡區(qū)域之外，尚未達(dá)到甲烷水合反應(yīng)的相平衡條件，此時(shí)釜內(nèi)處于甲烷相和水相的二相混合狀態(tài)。

采用Microsoft Office和DPS進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。

2 結(jié)果與分析

2.1 辣椒葉片不同葉位凈光合速率的變化

從圖1可以看出，不同葉位葉片的凈光合速率不同，整體表現(xiàn)出中部葉片的凈光合速率高于上部和下部葉片的。在所測(cè)定的7個(gè)葉位中，葉位3的凈光合速率最高，達(dá)到14.47 μmol CO2·m-2·s-1，與其他葉位之間的差異達(dá)到極顯著水平（p＜1%），最低的是葉位7，僅有9.83 μmol CO2·m-2·s-1，與葉位3相比，凈光合速率下降了32.07%，而葉位1、2和 5之間差異不顯著（p＞5%）。另外，葉位4作為中部葉片，其凈光合速率顯著低于葉位1和葉位2，極顯著低于葉位5，可能與葉片的生理?yè)p傷有關(guān)，具體的原因有待進(jìn)一步探討。

2.2 辣椒葉片不同葉位氣孔導(dǎo)度的變化

從圖2可以看出，氣孔導(dǎo)度的變化呈倒“V”形，即隨著辣椒葉齡的增加，葉片氣孔導(dǎo)度逐漸上升，到后期葉片衰老后則快速下降。在所測(cè)定的7個(gè)葉位中，葉位3與葉位4的氣孔導(dǎo)度最高，達(dá)到0.21 mol H2O·m-2·s-1，與其他葉位之間的差異均達(dá)到極顯著水平，而葉位7的氣孔導(dǎo)度最低，僅為0.12 mol H2O·m-2·s-1，相比最大值減少了42.86%。除葉位1與葉位5之間的差異沒(méi)有到達(dá)極顯著水平外，其他葉位之間的差異均達(dá)到極顯著水平。

2.3 辣椒葉片不同葉位胞間CO2濃度的變化

從圖3可以看出，不同葉位的胞間CO2濃度變化與凈光合速率的變化相反，即凈光合速率高的葉位胞間CO2濃度低，而凈光合速率低的葉位胞間CO2濃度高。相關(guān)分析表明，不同葉位的凈光合速率與胞間CO2濃度呈顯著負(fù)相關(guān)（r=-0.81）。在所測(cè)定的7個(gè)葉位中，以葉位4的胞間CO2濃度最高，達(dá)到225.36 μmol CO2·mol-1，最低的是葉位3，僅為201.49 μmol CO2·mol-1，兩者之間差異達(dá)到顯著水平（p＜5%）。而其他葉位之間的胞間CO2濃度雖有差異，但不顯著（p＞5%）。結(jié)合圖1可以看出，由于葉位3的凈光合速率最高，消耗了大量的CO2，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)積累的CO2濃度大大降低。

2.4 辣椒葉片不同葉位蒸騰速率的變化

從圖4可以看出，不同葉位葉片的蒸騰速率變化情況與氣孔導(dǎo)度的變化相似，也呈倒“V”形。在一定的時(shí)間內(nèi)，隨著葉齡的增加，葉片的蒸騰速率總體呈上升趨勢(shì)，但當(dāng)葉齡較大時(shí)，葉片的蒸騰速率則快速下降。在測(cè)定的7個(gè)葉位中，葉位7的蒸騰速率最低，僅為5.59 mmol H2O·m-2·s-1，其次是葉位6，與其他葉位差異達(dá)到極顯著水平（p＜1%）；葉位2、葉位3與葉位4之間雖有差異，但差異不顯著（p＞5%），但三者均極顯著高于葉位1與葉位5，而葉位1次與葉位5之間差異不顯著（p＞5%）。

3 小結(jié)與討論

植株上不同葉位的葉片由于生長(zhǎng)時(shí)間的不同，其葉齡及相應(yīng)的葉片活力有差異[7]。上層葉片由于剛剛形成，正處于旺盛生長(zhǎng)時(shí)期，呼吸強(qiáng)，雖氣孔導(dǎo)度較高，但許多內(nèi)部結(jié)構(gòu)不完善，因而凈光合速率相對(duì)較低。而隨著葉齡的增大，葉片結(jié)構(gòu)變得完整，光合色素含量豐富，各種調(diào)節(jié)機(jī)制逐步完善，凈光合速率相對(duì)較高。當(dāng)葉片逐漸衰老，其組織結(jié)構(gòu)開(kāi)始遭到破壞，發(fā)生光合衰退、葉綠素逐步分解現(xiàn)象，細(xì)胞代謝水平不斷下降，導(dǎo)致葉片光合能力也不斷下降。王景燕等[8]研究指出，光葉子花葉片凈光合速度隨葉位上升呈先增大后減小趨勢(shì)變化，最大值出現(xiàn)在第6葉位，氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均隨葉位上升而減小，胞間CO2濃度隨葉位上升呈先減小后增大變化?；粽駱s等[9]研究指出，辣椒不同葉位間凈光合速率明顯不同，幼葉凈光合速率較高，老葉凈光合速率較低，健壯葉片凈光合速率最高。

本研究結(jié)果表明，不同葉位辣椒葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度及蒸騰速率的變化各不同，在所測(cè)定的7個(gè)葉位中，以葉位3的凈光合速率最高，葉位7的最低，與其他葉位的差異達(dá)到極顯著水平，這與前人的研究結(jié)果一致。隨著葉位的升高，葉齡的增大，葉片的氣孔導(dǎo)度與蒸騰速率變化較為一致，即先升高而后下降。胞間CO2濃度的變化與凈光合速率相反，經(jīng)相關(guān)分析，二者呈顯著負(fù)相關(guān)。

作物的光合作用除受到自身遺傳特性的影響外，外界環(huán)境如光強(qiáng)、溫度、濕度、風(fēng)速等條件以及植株的葉位、葉片方位、葉片年齡、葉片健康狀況等因素都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生較大的影響，要想準(zhǔn)確測(cè)定植株的光合作用，需要我們控制好諸多試驗(yàn)因素。本研究?jī)H僅反映了一個(gè)品種不同葉位在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)的光合特性，不能完全代表整體，今后還應(yīng)該選擇不同類(lèi)型的辣椒品種，從不同角度探明辣椒不同葉位葉片的光合能力，如葉齡與光合色素變化、不同葉位葉片的光飽和點(diǎn)與補(bǔ)償點(diǎn)、側(cè)枝及果實(shí)的有無(wú)對(duì)光合作用的影響等等，從而為實(shí)現(xiàn)在不同生育時(shí)期準(zhǔn)確選擇反映植株光合能力的葉片奠定基礎(chǔ)，減少因葉片選擇不準(zhǔn)造成的誤差，促進(jìn)辣椒光合作用的研究。

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Photosynthetic Characteristics of Pepper Leaves at Different Leaf Positions

PENG Guihua,ZHANG Aimin,SU Dan,XING Dan,HAN Shiyu

In order to study the photosynthetic characteristics of pepper leaves at different leaf positions,we carried out the pot experiment and determined the photosynthetic parameters by LI-6400XT portable photosynthetic apparatus.The results showed that,different leaves had different net photosynthetic rate,stomatal conductance,intercellular CO2concentration and transpiration rate,and the leave at the third leaf position had the highest net photosynthetic rate,which was extremely significant higher than those of other leaf positions,moreover,the net photosynthetic rate of the leaves of different leaf positions had a significant negative correlation with intercellular CO2concentration.

Pepper;Leaf position;Photosynthetic characteristics

S641.3

A

1001-3547（2014）18-0048-03

10.3865/j.issn.1001-3547.2014.18.017

黔科合J字[2012]2196號(hào)；黔農(nóng)科院專(zhuān)項(xiàng)[2012]007號(hào)；黔科合院所創(chuàng)新[2012]4003

蓬桂華（1984-），男，本科，助理研究員，主要從事辣椒遺傳育種研究，E-mail：18286039217@139.com

2014-05-26