遼寧核桃品種光合特性研究

劉 楓，趙寶軍，宮永紅，劉振盼，王德會

（1.遼寧省經(jīng)濟(jì)林研究所，遼寧大連 116031；2.國營本溪縣蘭河峪林場，遼寧本溪 117000）

遼寧核桃品種光合特性研究

劉 楓1，趙寶軍1，宮永紅1，劉振盼1，王德會2

（1.遼寧省經(jīng)濟(jì)林研究所，遼寧大連 116031；2.國營本溪縣蘭河峪林場，遼寧本溪 117000）

以遼寧1號核桃等8種核桃為試材，使用Yaxin-1102便攜式光合蒸騰儀，在田間條件下，對核桃光合作用進(jìn)行了初步研究。結(jié)果表明：遼寧1號核桃凈光合速率日變化呈雙峰型曲線，有明顯的光合“午休”現(xiàn)象。不同品種間凈光合速率有差異；光合有效輻射、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和葉溫均呈單峰型曲線，細(xì)胞間隙CO2濃度呈雙谷型曲線；核桃凈光合速率日變化與葉溫極顯著正相關(guān)，與胞間CO2濃度極顯著負(fù)相關(guān)。

核桃；凈光合速率；影響因子

核桃Juglans regia是我國重要的木本糧油作物，它與扁桃、腰果、榛子并稱為世界著名的“四大干果”。因其含有豐富的營養(yǎng)及人體所必需的多種微量元素，越來越受到人們的喜愛。光合作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ)，是產(chǎn)量和品質(zhì)形成的決定性因素，光合產(chǎn)物構(gòu)成了果樹樹體90%～95%的干物質(zhì)[1]。目前國際上對果樹光合作用的研究在不斷深入，國內(nèi)對桃、草莓、棗、核桃等光合特性的研究相繼有報道[2-5]，而關(guān)于遼寧核桃光合特性的研究報道較少。本文以遼寧1號核桃為試材，測定了光合參數(shù)的日變化，同時對遼寧1號、遼寧4號等8個品種的凈光合速率進(jìn)行比較，以期為遼寧核桃的豐產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

2016年5 月在遼寧省大連市普灣新區(qū)松木島村遼寧省經(jīng)濟(jì)林研究所科研示范基地進(jìn)行試驗(yàn)。該地區(qū)屬北溫帶季風(fēng)性大陸性氣候，年均氣溫9.3℃，最低氣溫-21.6℃，無霜期169.2 d，年降水量623.5 mm，年日照時數(shù)2 850.9 h。棕壤土，肥力中等。2001年栽植，‘遼寧 1 號’、‘遼寧 4 號’、‘遼寧5號’、‘遼寧6號’、‘遼寧7號’、‘遼寧10號’、‘寒豐’、‘遼瑞豐’8個早實(shí)核桃品種。株行距3 m×4 m，南北行向，樹勢生長健壯。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 核桃光合生理指標(biāo)的測定

葉片凈光合速率用Yaxin-1102便攜式光合蒸騰儀（北京雅欣禮儀科技有限公司生產(chǎn)）開路系統(tǒng)測定，在田間條件下進(jìn)行，參考?xì)庠床勺? m高處。7月上旬晴天6:00-17:00，每隔1 h測定1次。選樹冠向陽面中部枝條中部復(fù)葉的成熟頂葉進(jìn)行測定，樹勢較一致的遼寧1號5株，每株選2片葉，每片葉重復(fù)3次。主要測定葉片凈光合速率（Pn）、光合有效輻射（PAR）、細(xì)胞間隙CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（E）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和葉溫（T）等。

1.2.2 核桃不同品種凈光合速率的測定

7月上旬晴天9:00-11:00，選擇樹冠向陽面中部枝條中部復(fù)葉的成熟頂葉進(jìn)行測定，不同品種各選3株，每株選2片葉，每片葉重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007及SPSS 20.0軟件進(jìn)行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 遼寧1號核桃凈光合速率、光合有效輻射日變化曲線

由圖1可見，遼寧1號核桃葉片凈光合速率日變化呈雙峰曲線，第1次高峰出現(xiàn)在10：00前后，12：00前后降至谷底，第2次高峰出現(xiàn)在14：00前后，最大值出現(xiàn)在10：00前后。遼寧1號核桃光合有“午休”現(xiàn)象，“午休”期間凈光合速率下降趨勢比較明顯。而光合有效輻射呈單峰型曲線，即先升高后下降，在12：00前后達(dá)到峰值。

圖1 遼寧1號核桃光合有效輻射和凈光合速率日變化曲線

2.2 遼寧1號核桃光合特性相關(guān)參數(shù)日變化

從圖2、3可以看出，葉片蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度和溫度日變化均呈“單峰”曲線。從6：00開始，蒸騰速率隨著氣溫的升高和光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而逐漸增大，11：00 達(dá)到最大值 3.18 mmol·m-2·s-1，而后逐漸下降。氣孔導(dǎo)度的變化趨勢與蒸騰速率相近，在11：00達(dá)到最大值72.01 mmol·m-2·s-1，之后逐漸下降。葉片溫度在12：00達(dá)到最大值36.76℃。細(xì)胞間隙CO2濃度全天呈現(xiàn)“降-升-降-升”的趨勢，從6：00開始逐漸下降，9：00出現(xiàn)第1谷值204.48 μmol·m-2·s-1，之后繼續(xù)上升，13：00之后又繼續(xù)下降，16：00出現(xiàn)第 2谷值 217.09 μmol·m-2·s-1，且第1個谷值低于第2個谷值，16：00之后又開始上升。

圖2 遼寧1號核桃蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度日變化曲線

圖3 遼寧1號核桃葉片溫度和細(xì)胞間隙CO2濃度日變化曲線

2.3 遼寧1號核桃凈光合速率日變化的影響因子

通過SPSS軟件對光合速率日變化及光合特性相關(guān)參數(shù)的日變化分析，結(jié)果表明，核桃葉凈光合速率日變化與葉溫極顯著正相關(guān)，與氣孔導(dǎo)度、光合有效輻射、蒸騰速率顯著正相關(guān)；核桃葉凈光合速率日變化與胞間CO2濃度極顯著負(fù)相關(guān)（表1）。

表1 核桃光合特性參數(shù)相關(guān)性分析

2.4 不同品種核桃凈光合速率的比較

核桃不同品種在10:00的凈光合速率見圖4。

圖4 不同核桃品種在10∶00的凈光合速率

遼寧1號凈光合速率最高17.525 μmol·m-2·s-1，是遼寧4號的1.53倍。遼寧4號凈光合速率最低，為 11.48 μmol·m-2·s-1。其他品種凈光合速率16.14～12.48 μmol·m-2·s-1。

3 結(jié)論與討論

植物光合作用是一個復(fù)雜的生理生化過程，不同植物葉片的凈光合速率曲線存在差異。自然條件下植物的光合作用日變化曲線多表現(xiàn)為單峰型或雙峰型。Farquhar等[6]認(rèn)為，氣孔導(dǎo)度是影響光合速率的主要因子，但氣孔導(dǎo)度下降不是光合速率降低的唯一因素，氣孔和非氣孔因素的調(diào)節(jié)均會導(dǎo)致光合作用變化。本研究結(jié)果表明，核桃的凈光合速率曲線日變化為雙峰型曲線，有明顯的“午休”現(xiàn)象。蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度的日變化規(guī)律相近，與光合有效輻射有顯著的相關(guān)性。早上光照強(qiáng)度和溫度逐漸增強(qiáng)，大氣濕度下降，氣孔開放程度增強(qiáng)，蒸騰速率也隨之加快，正午時蒸騰速率達(dá)到最大值；之后光照逐漸減弱，植株體內(nèi)水分減少，氣孔逐漸關(guān)閉，蒸騰速率隨之下降。本試驗(yàn)數(shù)據(jù)與王紅霞等研究結(jié)果有一定差異[5]，栽植地域自然條件的不同可能是導(dǎo)致測定結(jié)果產(chǎn)生差異。在生產(chǎn)實(shí)踐中，可采取合理的栽植密度和修剪模式達(dá)到更好的通風(fēng)透光，進(jìn)而提高核桃樹體的光合速率，達(dá)到豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的目的。

［1］李天忠，張志宏.現(xiàn)代果樹生物學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2008.

［2］陳曉強(qiáng).不同桃品種光合特性研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

［3］楊文，于澤源，李興國.三個草莓品種光合特性的研究[J].北方園藝，2015（10）：50-53.

［4］張舟，呂芳德，王森.不同棗品種光合特性的比較研究[J].中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報，2014（8）：78-81.

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

［6］Farquhar G D,Sharkey T D.Stomatal conductance and photosynthesis[J].Ann Rev Plant Physiol,1982,33:317-345.

（責(zé)任編輯：張素清）

S792.13

A

1001-1714（2017）05-0024-03

2017-07-04

劉楓（1985-），男，工程師，主要從事核桃育種及栽培方面的研究。E-mail：liufeng0427@sina.cn。