黑果枸杞光合特性與環(huán)境因子之間的關(guān)系

王亞濤+楊萬鵬+謝軍+馬彥軍

摘要：利用美國Li-6400光合儀對影響其光合作用的生理因子和環(huán)境因子進(jìn)行了相關(guān)性分析。結(jié)果表明：黑果枸杞的Pn的日變化在夏季表現(xiàn)為 “雙峰”曲線，在12：00左右出現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象。根據(jù)日變化參數(shù)Pn、Ci和Ls的變化，推斷黑果枸杞的光合“午休”主要受非氣孔因素限制；黑果枸杞呈現(xiàn)出陽性植物的特征，適合生長在光照充足的地區(qū)。

關(guān)鍵詞：黑果枸杞；光合速率；蒸騰速率

中圖分類號：Q949.777.7

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）07-0012-02

1 引言

黑果枸杞是具有很高經(jīng)濟(jì)價(jià)值及營養(yǎng)價(jià)值的鹽生植物，是一種集綠化和水土保持價(jià)值為一體的野生優(yōu)良植物[1，2]。目前，有關(guān)黑果枸杞的研究主要在黑果枸杞的藥用和保健等方面比較多[3，4]。而關(guān)于黑果枸杞光合作用特征與環(huán)境因子的關(guān)系方面的研究較少。因此，本研究通過分析黑果枸杞光合特性，為黑果枸杞種質(zhì)資源開發(fā)利用提供科學(xué)理論依據(jù)。

2 研究地與研究方法

2.1 采樣地自然概況

采樣地位于甘肅省敦煌市，北緯40°25′，東經(jīng)94°53′，氣候干燥，晝夜溫差大，日照時(shí)間長。

2.2 試驗(yàn)材料

2015年3月采集甘肅省敦煌市的野生黑果枸杞移栽到甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)校內(nèi)基地進(jìn)行栽培。

2.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

光合速率日變化的測定。2016年8月晴朗天氣用Li-6400光合儀對黑果枸杞測定。選植株上生長健康的功能葉3片，每葉片每次測定5個(gè)數(shù)據(jù)，共測3株。測定從8∶00～18∶00開始，每2 h測試一次。

2.4 數(shù)據(jù)分析

應(yīng)用Exce12003，SPSS19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖、相關(guān)性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 黑果枸杞的環(huán)境因子日變化規(guī)律

表1表明，PAR從早上8∶00開始逐步上升，在10∶00～11∶00之間由于有少量云層，變化不大，12∶00左右達(dá)到其高峰值922.98 μmol/（m2/s），之后逐漸下降；Tcuv受到PAR影響，其變化范圍在23.12～35.89 ℃；由于PAR的迅速增加而上升較快，到14∶00左右達(dá)到最高溫度35.89 ℃，其峰值比PAR晚2 h，之后隨著PAR的減弱而緩慢下降。

3.2 光合速率和蒸騰速率日變化特征

圖1表明，黑果枸杞葉片凈Pn的日變化曲線為“雙峰”曲線，從早晨8∶00開始，黑果枸杞葉片的Pn隨著PAR的增強(qiáng)而增大，中午10∶00 左右當(dāng)光強(qiáng)為671.11 μmol/（m2/s）時(shí)，黑果枸杞Pn出現(xiàn)峰值為10.78 μmol/（m2/s），此后隨著PAR增大，Pn隨之下降，當(dāng)PAR達(dá)最大922.98 μmol/（m2/s），黑果枸杞Pn降為6.89 μmol/（m2/s），隨著PAR降低，黑果枸杞葉片Pn開始上升，到14∶00 達(dá)到另一個(gè)峰值，為 8.67 μmol/（m2/s），第一次峰值比第二次峰值少了2.11 μmol/（m2/s）。

Tr的日變化呈現(xiàn)“雙峰”曲線。從8∶00開始隨著PAR和Ta的增加，黑果枸杞葉片Tr也逐漸增大，中午10∶00左右時(shí)，黑果枸杞葉片Tr第一個(gè)峰值出現(xiàn)，為4.55 μmol/（m2/s），到14∶00出現(xiàn)第二個(gè)峰值。此時(shí)Ta和Tl達(dá)到最大值，而Gs沒有達(dá)到最大值（表1），這表明影響黑果枸杞Tr日變化的主要因素是非氣孔因素。

2.3 胞間CO2濃度（Ci）與氣孔限制值（Ls）日變化

由圖2可以看出，黑果枸杞葉片胞間CO2濃度（Ci）的日變化過程與Pn基本相反，呈倒“雙峰型”曲線，早上8∶00和下午6∶00的時(shí)候處于最高值。當(dāng)黑果枸杞葉片Pn達(dá)到峰值時(shí)，此時(shí)胞間CO2濃度降到最低，這是由于當(dāng)Pn較高時(shí)，固定較多的CO2，引起胞間CO2濃度下降。Ls呈“雙峰型”曲線，在10∶00和16∶00的時(shí)候處于最高值。

3.4 Pn與影響因子間的相關(guān)性分析

植物光合作用的日變化隨著環(huán)境條件的變化而有所不同[5]，相關(guān)分析結(jié)果見表2。由表2可看出，黑果枸杞的Pn與PAR、Gs及Tr呈極顯著正相關(guān)；與Ci呈極顯著負(fù)相關(guān)；與Ta、Tl呈顯著負(fù)相關(guān)。

4 討論

此試驗(yàn)中，黑果枸杞葉片Pn日變化出現(xiàn)雙峰曲線，中午的時(shí)候出現(xiàn)低谷，說明有午休現(xiàn)象。Pn正午下降因素主要受到氣孔或非氣孔因素影響。前者使Ci降低，后者使Ci增高[6]。在中午強(qiáng)光、高溫、低濕的環(huán)境條件下，當(dāng)Pn與Gs下降時(shí)，Ci上升。說明黑果枸杞的光合午休現(xiàn)象是由非氣孔限制引起的。通過相關(guān)性的分析表明，黑果枸杞Pn與PAR、Gs及Tr呈極顯著正相關(guān)；與Ci呈極顯著負(fù)相關(guān)；與Ta、Tl呈顯著負(fù)相關(guān)。

通過對黑果枸杞的光合特性的初步研究，為種質(zhì)資源的開發(fā)利用、引種和馴化新品種提供了一定的科學(xué)依據(jù)；但本研究選取的材料為敦煌黑果枸杞，對選育優(yōu)質(zhì)品種還須與不同種源的黑果枸杞進(jìn)行比較研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]中國植物志編輯委員會.中國植物志：第67卷第一冊[M].北京：中國科學(xué)出版社，1978：10.

[2]趙澤芳，衛(wèi)海燕，郭彥龍，等.黑果枸杞（Lycium ruthenicum）分布對氣候變化的響應(yīng)及其種植適應(yīng)性[J].中國沙漠，2017，37（5）：1～8.

[3]馬彥軍，程艷青，張榮梅.黑果枸杞組織培養(yǎng)快繁技術(shù)研究[J].林業(yè)科技通訊，2015（6）：26～28.

[4]劉克彪，李愛德，李發(fā)明.四種生長調(diào)節(jié)劑對黑果枸杞嫩枝扦插成苗的影響[J].經(jīng)濟(jì)林研究，2014，32（3）：99～103.

[5]韓麗娟，葉 英，索有瑞.黑果枸杞資源分布及其經(jīng)濟(jì)價(jià)值[J].中國野生植物資源，2014，33（6）：55～57.

[6]Farquhar G D，Sharkey T D.Stomatal conductance and photosynthesis [J] .Rev. Plant Phy siol，1982，33：317～345.

[7]許大全.光合作用效率[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2002.