牡丹江地區(qū)蘋果不同品種光合特性的研究

劉暢，卜海東，馮章麗，顧廣軍，高紅娜，張武杰，林存學(xué)，邢星，王蕊，于文全*

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江科分院，黑龍江省果樹工程技術(shù)研究中心，黑龍江寒地果樹育種與栽培重點(diǎn)研究室，黑龍江省寒地果樹研究開發(fā)與生產(chǎn)中試基地，黑龍江牡丹江157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑龍江省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)管理中心，哈爾濱 150059)

牡丹江地區(qū)蘋果不同品種光合特性的研究

劉暢1，卜海東1，馮章麗1，顧廣軍1，高紅娜1，張武杰1，林存學(xué)1，邢星1，王蕊2，于文全1*

(1.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院牡丹江科分院，黑龍江省果樹工程技術(shù)研究中心，黑龍江寒地果樹育種與栽培重點(diǎn)研究室，黑龍江省寒地果樹研究開發(fā)與生產(chǎn)中試基地，黑龍江牡丹江157041；2.黑龍江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黑龍江省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范區(qū)管理中心，哈爾濱 150059)

用 TPS-2便攜式光合作用測定系統(tǒng)測定了5種不同蘋果品種的光合速率和光合作用日變化規(guī)律，結(jié)果表明，不同蘋果品種的凈光合速率(Pn)差異顯著，齊早紅顯著高于龍冠和K9，黃太平和龍豐的Pn居中。不同蘋果品種的Gs變化曲線有明顯差異，Tr日變化曲線呈單峰型，不同蘋果品種葉片凈光合速率Pn日變化曲線呈不同趨勢，主要有單峰型和不對稱雙峰型兩種類型。黃太平的Pn曲線呈單峰型，峰值出現(xiàn)在13時。齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線呈不對稱雙峰型，2個峰值分別出現(xiàn)在11時和15時，有“ 光合午休”現(xiàn)象。

寒地；小蘋果；光合特性

蘋果是落葉果樹中最主要的樹種，是世界四大水果之一，也是我國發(fā)展最快、影響最大的一個樹種[1]。世界上蘋果屬植物主要存在35種，其中國原產(chǎn)有24種[2-3]。豐富的蘋果種質(zhì)資源是生產(chǎn)上直接利用、種質(zhì)資源選育、種質(zhì)創(chuàng)新和生物技術(shù)研究的物質(zhì)基礎(chǔ)[4]。光合作用是蘋果樹體生長與果實(shí)產(chǎn)量構(gòu)成的基礎(chǔ)[5]，因此，在蘋果種質(zhì)資源和蘋果砧木的篩選中光合特性的研究十分重要[6-7]。近年來，國內(nèi)針對不同環(huán)境條件、不同營養(yǎng)元素以及不同栽培方式對蘋果光合作用的影響做了大量研究[8-10]，主要集中在大蘋果，對黑龍江寒地小蘋果相關(guān)研究很少。本試驗測定了5個寒地小蘋果品種與光合作用相關(guān)的指標(biāo)，分析評價了指標(biāo)間的相關(guān)性及種質(zhì)資源間光合作用能力的大小，為寒地蘋果品種生產(chǎn)的選擇利用及育種工作提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然條件概況

試驗地為黑龍江省級農(nóng)業(yè)示范區(qū)，國家蘋果產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系標(biāo)準(zhǔn)示范園。位于黑龍江省牡丹江市溫春鎮(zhèn)牡丹江畔，三面環(huán)山，是典型的的盆地，129°50' E，44°41' N，海拔245m。試驗材料為齊早紅、黃太平、龍豐、龍冠、K9五個6年生植株。

試驗儀器為英國PP Systems公司出的TPS-2便攜式光合儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 光合特性比較測定。于2014年7月～2016年7月(晴天)進(jìn)行。在樹冠外圍選取東、西、南、北4個方向50～100cm的枝條，用TPS-2便攜式光合測定系統(tǒng)測定上述5個蘋果品種的光合作用。品種間凈光合速率(Pn) 比較測定在10～11 時進(jìn)行，每個品種5次重復(fù)。同時采用開放式氣路，凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr) 、氣孔導(dǎo)度(Gs)、細(xì)胞間隙 CO2含量( Ci)參數(shù)由TPS-2儀器直接測得。

1.2.2 光合作用日變化測定。2016年7月7日( 晴天) 用TPS-2測定不同蘋果品種的光合作用日變化，從7時至17時，平均每隔2h測定1次，同時采用開放式氣路，全部在自然條件下進(jìn)行，每次測定3次重復(fù)。

試驗數(shù)據(jù)用Excel2013初步整理，統(tǒng)計分析由SPSS22.0完成。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蘋果品種間光合特性比較

通過表1可以看出，蘋果不同品種之間的凈光合速率(Pn)有顯著差異，齊早紅顯著高于龍冠和K9，黃太平和龍豐的Pn居中。龍冠的蒸騰速率(Tr)顯著高于黃太平，齊早紅，K9和龍豐的Tr居中。龍冠，K9和龍豐的氣孔導(dǎo)度(Gs)顯著高于齊早紅和黃太平。龍冠的細(xì)胞間隙CO2含量 (Ci)顯著高于齊早紅，K9，龍豐和黃太平的Ci居中。

表1 不同蘋果品種光合特性比較

2.2 不同蘋果品種光合作用日變化

2.2.1 不同蘋果品種間葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)日變化。通過圖1可以看出，不同蘋果品種的Gs變化曲線有明顯差異，龍冠和黃太平Gs曲線為雙峰型， 2 個峰均分別出現(xiàn)在 11 時和 15 時。K9、龍豐和齊早紅的Gs曲線為單峰型。

圖1 不同蘋果品種葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)日變化

2.2.2 不同蘋果品種間葉片蒸騰速率(Tr)日變化。由圖2可以看出，蘋果不同品種葉片Tr日曲線變化趨勢呈單峰型，上午Tr逐漸呈上升趨勢，下午Tr逐漸呈下降趨勢，峰值出現(xiàn)在上午11時。

圖2 不同蘋果品種葉片蒸騰速率(Tr)日變化

2.2.3 不同蘋果品種間葉片凈光合速率(Pn)日變化。通過圖3可以看出，不同蘋果品種葉片Pn日變化曲線趨勢不同，主要呈單峰型和不對稱雙峰型兩個類型。黃太平的Pn曲線呈單峰型，峰值出現(xiàn)在13時。齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線變化趨勢為不對稱雙峰型，2個峰值分別出現(xiàn)在11時和15時且第一個峰值略高于第二個峰值。

圖3 不同蘋果品種葉片光合速率(Pn)日變化

2.2.4 不同蘋果品種間葉片細(xì)胞間隙CO2濃度(Ci)日變化。通過圖4可以看出，不同蘋果品種葉片Ci日變化曲線類型呈現(xiàn)2種類型，分別是單谷型和雙谷型。齊早紅和龍冠的Ci曲線呈單谷型，上午7時后Ci 隨著 Pn 的增加不斷下降，在11時達(dá)最低，11 時之后開始緩慢回升。黃太平，龍豐和K9的Ci曲線變化趨勢為雙谷型， 11時和15時曲線出現(xiàn)2個低谷，13時Ci出現(xiàn)一個上升的曲線。

圖4 不同蘋果品種葉片細(xì)胞間隙CO2濃度(Ci)日變化

2.2.5 不同蘋果品種間葉片溫度(℃)日變化

圖5 不同蘋果品種葉片溫度(℃)日變化

通過圖5可以看出， 不同蘋果品種葉片溫度℃日變化呈單峰型曲線，最高溫度出現(xiàn)在13時，12時與最高溫度相差不大。

3 討論

3.1 不同蘋果品種光合特性比較

目前對蘋果光合作用的研究主要集中在大蘋果品種或品種間的差異，很少對東北寒地小蘋果進(jìn)行比較，本研究在齊早紅、黃太平、龍豐、龍冠與K9這5個東北主栽品種，來比較不同蘋果品種間光合作用的差異。從試驗結(jié)果可以看出，適合當(dāng)?shù)卦耘嗟奶O果品種齊早紅及黃太平與龍豐的Pn較高，而K9的Pn值在幾個品種當(dāng)中最低。K9的Tr和Ci也在測定的幾個品種中不高，因為K9是遼寧果樹所的品種。由此可以推論，蘋果品種的光合作用能力與適應(yīng)性之間可能存在一定的聯(lián)系，即當(dāng)?shù)嘏嘤耘嗟钠贩N光合能力較強(qiáng)。本試驗地點(diǎn)在牡丹江畔，是蘋果樹栽培的適宜區(qū)，可能與其它地區(qū)的栽植得出的結(jié)果會有所不同。

3.2 不同蘋果品種光合作用日變化

本試驗結(jié)果表明，蘋果不同品種的 Pn 日變化曲線主要呈單峰型和不對稱雙峰型 2 種趨勢，黃太平的Pn曲線呈單峰型，齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線呈不對稱雙峰型存在明顯的午休現(xiàn)象，第一個峰值高于第二個峰值。上午蘋果葉片的 Pn 呈上升趨勢，而 Ci 呈下降趨勢，說明此時的光合抑制因素主要為氣孔性限制，在13時出現(xiàn)“ 光合午休”現(xiàn)象。5個品種的氣孔導(dǎo)度的日變化曲線與光合速率的日變化趨勢有正相關(guān)關(guān)系。

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[2]俞德浚．中國果樹分類學(xué)[M]．北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1979．

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[6]張建光，劉玉芳，施瑞德．不同砧木上蘋果品種光合特性比較研究[J]．河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2004，27(5)：31-33．

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2017-02-13

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項資金(CARS-28)

劉暢(1984-)，男，碩士，助理研究員，從事寒地果樹遺傳育種與種質(zhì)資源研究工作,E-mail：changchang_3000@163.com；*通訊作者:于文全。

S661.1

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.03.006