桃樹不同方位葉片光合能力與果實質(zhì)地關(guān)系的研究

李永紅，常瑞豐，王召元，張立莎，陳 湖，徐金濤，韓繼成，劉國儉

(河北省農(nóng)林科學院 昌黎果樹研究所,河北昌黎 066600)

桃樹不同方位葉片光合能力與果實質(zhì)地關(guān)系的研究

李永紅，常瑞豐，王召元，張立莎，陳 湖，徐金濤，韓繼成，劉國儉

(河北省農(nóng)林科學院 昌黎果樹研究所,河北昌黎 066600)

研究桃樹主干形和開心形冠內(nèi)不同方位葉片光合特性與果實質(zhì)地的關(guān)系。以 7 a生‘大久?！癁樵嚥?，以樹干為中心，劃分為不同的方位，在生長時期測量每個方位葉片凈光合速率(Pn)和葉綠素質(zhì)量分數(shù)，果實采摘時測量不同部位果實的質(zhì)構(gòu)參數(shù)。結(jié)果表明：主干形桃樹不同方位葉片Pn、葉綠素質(zhì)量分數(shù)和質(zhì)地特性差異顯著，而開心形差異不顯著。2種樹形都表現(xiàn)為東北上層Pn、葉綠素和果實膠著性、咀嚼性高于其他方位，以西北下層最低，開心形桃樹果實質(zhì)地參數(shù)較為一致，且各部位果實的咀嚼性較高，果實成熟度一致性好。由相關(guān)性分析可以得出，葉綠素a、Pn與果實質(zhì)地參數(shù)的相關(guān)性顯著，初步認為，二者可以作為桃樹果實質(zhì)地優(yōu)劣的評價指標之一。

桃樹；主干形；開心形；凈光合速率；葉綠素；果實質(zhì)地

質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多方面分析(texture profile analysis，TPA)是近幾年發(fā)展起來的一種新型測試方法，主要通過模擬人口腔的咀嚼運動,利用力學測試方法來模擬食物的質(zhì)地感官，對于評價參數(shù)的設(shè)定更為客觀，可全面反映食品的硬度、粘附性、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性等，減小通過人口腔的主觀評價帶來的差異[1]。樹形與光合作用密切相關(guān)，其中凈光合速率(Pn)是表征果樹光合作用大小的直接指標，而Pn與樹形及隨樹形變化的其他光合參數(shù)有密切關(guān)系，光合有效輻射強度變化、樹冠不同區(qū)域的輻射分配形式及地面有效輻射強度都會對果實品質(zhì)的形成造成直接影響[2-11]。目前，國內(nèi)外學者多集中在對果實常規(guī)品質(zhì)參數(shù)與光合特性的關(guān)系研究[12-13]，對果實質(zhì)構(gòu)品質(zhì)與Pn、葉綠素的關(guān)系的研究還未見報道。

本試驗以栽培比較廣泛的品種‘大久?！?PrunspersicaL.‘Okubo’)主干形和開心形2種樹形為研究對象，分析其不同時期和方位Pn的特點、葉綠素與果實質(zhì)構(gòu)品質(zhì)的關(guān)系等，為優(yōu)質(zhì)果的生產(chǎn)提供理論指導。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于 2015 年5-7 月進行，在河北省農(nóng)林科學院昌黎果樹研究所孔莊試驗示范基地桃園進行(39°45′N,119°12′E)，供試材料為‘大久?！媳毙邢蛟灾?，樹齡為 7 a生，株行距 2 m×4 m，樹形為主干形和開心形；砂壤土，灌水條件較好，管理水平比較高，常規(guī)管理，進行冬季和夏季修剪。

1.2 試驗方法

Pn的測定：單株小區(qū)，重復3次。以樹干為中心將樹冠分成上、下2層，每層分東北、東南、西北、西南4個方位，共標記8個點，分別于幼果期(5月)、硬核期(6月)和成熟期(7月)每月中旬選擇典型晴天，分9:00-11:30、14:30-17:00兩個時間段，定點測定自然光照條件下的葉片Pn，陰雨天順延。每點重復測定2次，結(jié)果取算術(shù)平均值。

葉綠素質(zhì)量分數(shù)的測定：劃分方法同上。單株小區(qū)，每單株8個采樣點，重復3次。采樣時間為7月下旬。使用乙醇浸提法提取葉片中的葉綠素，用上海鳳凰公司生產(chǎn)的 UV1901PC 型紫外可見分光光度計測定，每處理平行測定 3次，取算術(shù)平均值。

果實質(zhì)地的測定：于果實成熟期(7月下旬)采摘果實，重復3次。采用CT3-4500質(zhì)構(gòu)儀(Texture Profile Analysis，CID，USA)下TPA模式測量果實質(zhì)構(gòu)參數(shù)，參考高海生等[14]的測定方法。選取硬度、粘性、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性作為質(zhì)地評價參數(shù)，這些參數(shù)可直接由物性分析儀計算機分析軟件計算得出。 圖1為TPA測試圖譜。測試條件為:測試速度1 mm/s，預測速度2 mm/s，返回速度1 mm/s，觸發(fā)點負荷10 g。硬度以雙峰曲線第1個峰的最大值表示；粘性以第1次壓縮曲線達到零點到第2次壓縮曲線開始之間曲線的負面積3表示；彈性以第2次壓縮從起始到峰值的時間t2與第1次壓縮達到峰值的時間t1的比值表示；內(nèi)聚性指第2次壓縮曲線的正面積4與第1次壓縮曲線的正面積(面積1+面積2)的比值；膠著性以硬度與內(nèi)聚性的乘積表示；咀嚼性以硬度與內(nèi)聚性、彈性的乘積表示[15]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2003和SPSS 20.0軟件對試驗結(jié)果進行分析。

圖1 桃果實的TPA測試曲線圖譜Fig.1 TPA test curve of peach fruit

2 結(jié)果與分析

2.1 2種桃樹樹形不同方位葉片Pn的比較

由表1可以看出，在桃果實發(fā)育的不同時期，2種樹形不同方位葉片的Pn均有變化，主干形變化幅度較大，開心形變化幅度較小。主干形不同方位間Pn表現(xiàn)為東北上層最高，西北下層最低，且差異極顯著；開心形雖也有類似的趨勢，但差異不顯著。

通過分析不同生長時期桃樹主干形和開心形不同方位葉片的Pn(圖2)，主干形不同月份及方位Pn差異顯著；而開心形相對于主干形不同月份及方位之間差異不顯著。但二者都表現(xiàn)為東北上層的Pn優(yōu)于其他方位，而西北下層的Pn低于其他方位。這與光照有直接的關(guān)系，樹冠東北上層葉片受光性較好，果實Pn也較高，而西北下層光照減弱，Pn也相應(yīng)降低。

2.2 2種桃樹樹形不同方位葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)的比較

葉綠素是葉片重要的光合色素，從表2 可以看出，主干形和開心形桃樹不同方位葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)不盡相同。主干形桃樹葉片中葉綠素質(zhì)量分數(shù)均表現(xiàn)為上層高于下層，東北上層最高，而西北下層最低；開心形上下層差距較小，整體表現(xiàn)為東北上層最高，西北下層最低。

2.3 2種桃樹樹形不同方位果實質(zhì)地差異的比較

通過質(zhì)構(gòu)儀測定果實的質(zhì)構(gòu)參數(shù)可以減小通過人口腔的主觀評價帶來的差異，更客觀地反應(yīng)果實品質(zhì)的優(yōu)劣。從表3可以看出，主干形桃樹果實的粘性、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性均以西北下層最低，東南及東北上層最高，而果實硬度則相反，表現(xiàn)為西北下層最高，東南及東北方向上層最低，二者相差較大。在上層東南、東北、西南方向，主干形桃樹果實在硬度、粘性、內(nèi)聚性、膠著性上差異不顯著，在其下層東北和西南方向的果實在粘性、內(nèi)聚性、膠著性、咀嚼性上差異亦不顯著。而開心形桃樹果實在硬度、粘性、膠著性、咀嚼性上各個方位差異不顯著，但總體表現(xiàn)為西北下層偏低，東北上層偏高一些，而硬度則相反，表現(xiàn)為西北下層偏高，東北下層偏低，但變化幅度不大；內(nèi)聚性和彈性在部分方位間存在差異。總體來說，與開心形相比較，主干形桃樹不同方位各個參數(shù)之間差異較為顯著，表現(xiàn)在咀嚼性上為上層果實優(yōu)于下層果實，東北上層和東南上層果實品質(zhì)較好而西北下層最次，果實成熟度不一致。

表1 不同月份及方位葉片凈光合速率Table 1 Net photosynthetic rate in different position

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)。下同。

Note: Different lowercase letters in each column indicate significant difference(P<0.05),different uppercase letters indicate extremely significant difference(P<0.01).The same below.

圖2 主干形和開心形桃樹不同月份及方位葉片凈光合速率Fig.2 Comparison of central leader form and open central form on net photosynthetic rate in different positions

根據(jù)果農(nóng)的不同目的，針對桃果實采收后不易貯藏的特性，采用分批采摘可以選擇主干形的栽培模式；開心形樹形果實成熟度一致性比較好，適合清園采摘?？傮w上，開心形樹形優(yōu)于主干形樹形。

表2 主干形和開心形不同方位葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)Table 2 Chlorophyll mass fraction of leaf on central leader form and opencentral form in different positions mg·g-1

表3 主干形和開心形桃樹不同方位果實質(zhì)地Table 3 Fruit texture of central leader form and open central form in different positions

2.4 葉片葉綠素質(zhì)量分數(shù)、凈光合速率與果實質(zhì)地的相關(guān)性分析

由表4相關(guān)性分析可知， 3 種色素中(含葉綠素a+b)，葉綠素a與Pn的相關(guān)性最大，呈顯著性相關(guān)，且兩者與果實質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性大于葉綠素b；從表4還可以看出，葉綠素a與果實質(zhì)地參數(shù)中硬度呈顯著負相關(guān)，與粘性、內(nèi)聚性、彈性和咀嚼性呈顯著或極顯著正相關(guān)，Pn與果實質(zhì)地參數(shù)間表現(xiàn)為類似規(guī)律，僅在膠著性上存在差異。

表4 桃樹各項指標參數(shù)間的相關(guān)性(R)分析Table 4 Correlations (R) analysis of parameters of peach

注:*表示在0.05水平(雙側(cè))上相關(guān)，**表示在0.01水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

Note: * Significant at 0.05 (double side) level，** Significant at 0.01 (double side) level.

3 討論與結(jié)論

葉片是樹體進行光合作用的主要器官，葉片品質(zhì)的高低直接影響光合效能。葉綠素質(zhì)量分數(shù)的高低在很大程度上反映葉片的光合能力，而且葉綠素質(zhì)量分數(shù)與葉片Pn密切相關(guān)。本試驗表明，主干形桃樹不同冠層方位Pn和葉綠素質(zhì)量分數(shù)變化幅度較大，開心形桃樹不同冠層方位間變化幅度較小，這是由樹形特點決定的。開心形桃樹為單層樹冠，受光比較均勻，Pn變化幅度小，葉綠素質(zhì)量分數(shù)差異不顯著；而主干形桃樹由于層級較多，受光不均勻，表現(xiàn)為上部光線強，下部光線弱，外部光線強，內(nèi)部光線弱，Pn變化幅度大，葉綠素質(zhì)量分數(shù)差異也較大，這與一些研究者的研究結(jié)果相似[16-17]。

葉片品質(zhì)受在果樹中的位置的影響，葉片的位置不同，受光照的影響不同，葉片光合色素及Pn也隨之而改變。本試驗表明，Pn與葉綠素a存在顯著性正相關(guān)，這與曾小平等[19]和冷平生等[20]的報道不一致。2種樹形桃樹在不同生長時期、不同冠層方位間Pn和葉綠素質(zhì)量分數(shù)存在一定差異，表現(xiàn)為上層東北方位的Pn優(yōu)于其他方位，下層西北方位的Pn低于其他方位。這可能與光線的分布和試驗樹周圍的環(huán)境有直接的關(guān)系，樹冠東北上部葉片受光性較好，果實Pn也就越高，而西北下層光照減弱，Pn也相應(yīng)降低。

Pn是植物光合作用的一個重要光合參數(shù)，直接或間接地影響果實的品質(zhì)。本試驗表明，開心形桃樹不同冠層方位果實硬度、粘性、膠著性和咀嚼性間差異性不顯著，僅內(nèi)聚性和彈性存在一定的差異，表現(xiàn)為東北上層最大，西北下層最小，其他方位差異不大。而主干形桃樹不同冠層方位果實的硬度、粘性、內(nèi)聚性、彈性、膠著性和咀嚼性之間的差異較大。與開心形桃樹相比較，主干形桃樹上層和下層參數(shù)間差異明顯?？傮w上，開心形桃樹果實的品質(zhì)及整齊度優(yōu)于主干形桃樹，這與Buler等[18]在蘋果上的研究結(jié)果相一致。

果實質(zhì)地是衡量果樹生產(chǎn)水平的重要指標，選用合適的樹形，合理修剪，調(diào)整留果位置，借助不同方位葉片的光合能力和果實的不同著生部位來提高果實的品質(zhì)，實現(xiàn)高效栽培的目的，對生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)桃具有重要的作用。本試驗通過對2種桃樹樹形的質(zhì)構(gòu)參數(shù)與光合參數(shù)及葉綠素質(zhì)量分數(shù)的相關(guān)性分析得知，葉綠素a和Pn與果實的質(zhì)地參數(shù)相關(guān)性顯著，初步認為二者可以作為桃樹果實質(zhì)地優(yōu)劣的評價途徑之一。

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RelationshipbetweenLeafPhotosyntheticCharacteristicsandFruitTexturefromDifferentPositionsinPeachTree

LI Yonghong， CHANG Ruifeng，WANG Zhaoyuan，ZHANG Lisha，CHEN Hu，XU Jintao， HAN Jicheng and LIU Guojian

(Changli Fruit Institute,Hebei Academy of Agriculture and Forestry,Changli Hebei 066600，China )

To study the relationship between the leaf photosynthetic characteristics in different positions and fruit texture in the central leader form (CLF) and the open central form (OCF) of peach tree,seven-year-old ‘ Okubo ’ were used as material in this study.Trunk of peach trees in different positions as the center,the leaf net photosynthetic rate and chlorophyll mass fraction in different growing stages and fruit texture parameters in the commercial maturity were measured.The results showed that net photosynthetic rate of different positions，chlorophyll mass fraction and texture property showed a significant difference in CLF,but without significant difference to OCF.Net photosynthetic rate in upper northeast of the tree，chlorophyll mass fraction，fruit gumminess and chewiness were higher than in the other directions.And the position of northwest was the lowest in CLF and OCF.Fruit texture was better in OCF,and the chewiness of fruit in each direction was higher than that without mature inconsistency problem.Correlation analysis showed a high correlation among chlorophyll a，net photosynthetic rate and fruit texture.These two parameters may be considered and could be used to evaluate peach fruit texture.

Peach tree;Central leader form；Open central form；Net photosynthetic rate；Chlorophyll；Fruit texture

2016-06-30

2016-07-25

Provincial Budget Items in Hebei Province (No.F14R055002); National Modern Peach Industry Technology System Project (No.nycytx-31); Youth Science and Technology Fund,Changli Fruit Institute,Hebei Academy of Agriculture and Forestry(No.cgs-07).

LI Yonghong,female,assistant research fellow.Research area:fruit cultivation and breeding.E-mail：liyonghongpeng@126.com

S713

A

1004-1389(2017)10-1477-07

日期：2017-10-18

網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1220.S.20171018.1733.018.html

2016-06-30

2016-07-25

河北省省級預算項目(F17R06006)；國家現(xiàn)代桃產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目(nycytx-31)；河北省農(nóng)林科學院昌黎果樹研究所青年科技基金(cgs-07)。

李永紅，女，助理研究員，從事果樹栽培和育種方向的研究。E-mail: liyonghongpeng@126.com

劉國儉，男，研究員，主要從事果樹栽培和育種方向的研究。E-mail:277472052@qq.com

CorrespondingauthorLIU Guojian,male,research fellow.Research area:fruit cultivation and breeding.E-mail:277472052@qq.com

(責任編輯：潘學燕Responsibleeditor:PANXueyan)