弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施紅地球葡萄葉片光合及衰老特性的影響

毛劍飛， 李凱偉， 楊再強(qiáng)， 杜金杉

(1.南京信息工程大學(xué)應(yīng)用氣象學(xué)院，江蘇南京 210044； 2.浙江省義烏市氣象局，浙江義烏 322000； 3.浙江省磐安縣氣象局，浙江磐安 322300)

隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)施葡萄已成為一種重要的栽培方式。近年來，我國設(shè)施葡萄發(fā)展迅速，截至2013年我國設(shè)施葡萄栽培面積超過13.3萬hm2，居世界第一[1]。江蘇地區(qū)春、夏季雨水相對(duì)較多，葡萄設(shè)施栽培可以避開雨水，有利于減少病蟲害的發(fā)生，而光照不足一直是設(shè)施栽培比較突出的問題，因連續(xù)陰雨、霧等形成的短期弱光脅迫后立即遇晴天強(qiáng)光脅迫的情況時(shí)有發(fā)生。因此，研究短期弱光脅迫和強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)葡萄葉片生理生化參數(shù)的影響，對(duì)設(shè)施葡萄災(zāi)害防御和光環(huán)境調(diào)控具有重要的意義。

目前，國內(nèi)外關(guān)于植物受強(qiáng)、弱光脅迫的研究獲得了一定成果，對(duì)設(shè)施作物光逆境生理學(xué)方面的研究報(bào)道多集中在低溫弱光復(fù)合因子對(duì)作物的影響，有關(guān)弱光脅迫后恢復(fù)的研究相對(duì)較少。有研究表明，弱光脅迫下，植物的葉綠素、類胡蘿卜素含量升高，葉綠素a/b隨脅迫加深而減小，光照過強(qiáng)會(huì)破壞葉綠體結(jié)構(gòu)，使葉綠素含量降低[2]；遮陰會(huì)造成植物光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的可逆性失活，使光合作用減弱[3]；弱光下PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)的變化不明顯，而強(qiáng)光下下降顯著[4]；葉片抗氧化酶活性與光強(qiáng)密切相關(guān)，弱光發(fā)生時(shí)，植株葉片的SOD酶活性降低[5]；高光強(qiáng)處理下，蘭花葉片的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)活性隨光強(qiáng)增加而增大[6]；對(duì)辣椒、蒙古櫟、水稻、煙草、小麥、蒲桃等研究表明，弱光轉(zhuǎn)強(qiáng)光后會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的光抑制，植物非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)上升較快，光合能力降低[7-12]。因此，植株會(huì)通過降低葉綠素含量，增強(qiáng)葉黃素循環(huán)，提高保護(hù)酶活性等方式避免光合機(jī)構(gòu)受到破壞，弱光脅迫提高了植株對(duì)光抑制的敏感性，而弱光轉(zhuǎn)強(qiáng)光后，耐弱光性差的品種其光抑制往往比耐弱光性強(qiáng)的品種更為嚴(yán)重。本試驗(yàn)通過人工氣候箱模擬連續(xù)陰天轉(zhuǎn)晴天過程，研究短期弱光逆境脅迫和強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄葉片色素含量、光合特性、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、保護(hù)酶活性和衰老特性的影響，以期為設(shè)施葡萄的災(zāi)害防御及設(shè)施環(huán)境優(yōu)化調(diào)控提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2016年5月在南京信息工程大學(xué)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站Venlo型玻璃溫室和澳大利亞產(chǎn)TPG1260人工氣候箱中進(jìn)行，以2016年3月栽植于玻璃溫室內(nèi)的1年生盆栽紅地球葡萄為試材。盆的上口徑、底徑、高分別為34、18、28 cm；供試土壤為中壤土，pH值為7.4，有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷含量分別為18.4、0.79、0.75 g/kg，土壤體積含水量為32.5%。

待葡萄植株生長葉片超過20張，選取長勢(shì)相同的植株進(jìn)行試驗(yàn)。處理前，將供試植株在日均光合有效輻射(PAR)為600 μmol/(m2·s)、溫度15～25 ℃的氣候箱中適應(yīng)性處理3 d，排除設(shè)施環(huán)境變化帶來的干擾；5月2日07：00起，每隔3 d各放入3盆長勢(shì)相同的植株分別置于日均光合有效輻射為100 μmol/(m2·s)(L1)、300 μmol/(m2·s)(L2)的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行弱光脅迫處理3、6、9、12 d，各處理按放入時(shí)間分別記為T3、T6、T9、T12，以氣候箱日均光合有效輻射 600 μmol/(m2·s)(L0)處理的植株為對(duì)照(CK)；所有處理統(tǒng)一在PAR為800 μmol/(m2·s)(L3)的氣候箱中強(qiáng)光恢復(fù)處理6 d；5月14日及強(qiáng)光恢復(fù)處理結(jié)束，對(duì)所有處理測定有關(guān)指標(biāo)。弱光脅迫階段，白天溫度設(shè)計(jì)為(20±1) ℃，晚上為(10±1) ℃，相對(duì)濕度為(75±5)%，各光強(qiáng)參考不同天氣條件下設(shè)施內(nèi)實(shí)際光強(qiáng)(圖1)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

1.2　測定內(nèi)容與方法

1.2.1葉片光合參數(shù)的測定09：00—12：00，從植株頂端向下選擇第5～8張生長良好的功能葉片，采用美國產(chǎn)便攜式光合作用測定系統(tǒng)LI-6400測定紅地球葡萄葉片的凈光合速率[Pn，μmol/(m2·s)]、蒸騰速率[Tr，mmol/(m2·s)]、胞間CO2濃度(Ci，μmol/mol)等光合參數(shù)及大氣CO2濃度(Ca，μmol/mol)，每處理測定3株；計(jì)算氣孔限制值(Ls)，根據(jù)模型得光響應(yīng)曲線，求最大光合速率(Pnmax)、表觀量子效率(AQY)。測定時(shí)，葉室內(nèi)設(shè)定溫度為25 ℃，CO2濃度為 390 μmol/mol，PAR在0～1 500 μmol/(m2·s)之間設(shè)11個(gè)水平測量凈光合速率。氣孔限制值(Ls)計(jì)算公式為：

Ls=1-Ci/Ca。

1.2.2光合色素含量的測定參照Pinheiro等的測定方法[13]進(jìn)行，從植株頂端向下選擇第5～8張生長良好的功能葉片，剪碎；稱取0.2 g，置于25 mL 95%乙醇中，避光放置 48 h，直至葉片中的葉綠素完全被提取出；取浸出液，用UV-2550型紫外-可見分光光度計(jì)分別測定波長為663 nm(葉綠素a最大吸收峰)、646 nm(葉綠素b最大吸收峰)、470 nm(類胡蘿卜素最大吸收峰)處的吸光度。重復(fù)3次。

1.2.3葉綠素?zé)晒鈪?shù)的測定從植株頂端向下選擇第 5～8 張生長良好的功能葉片，采用英國產(chǎn)FMS-2型便攜脈沖調(diào)制式熒光儀在10：00左右測定光強(qiáng)為600 μmol/(m2·s)光適應(yīng)狀態(tài)下的熒光參數(shù)，后暗適應(yīng)15 min，測定暗適應(yīng)狀態(tài)下的熒光參數(shù)，重復(fù)3次；計(jì)算PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、PSⅡ?qū)嶋H光化學(xué)量子效率(ΦPSⅡ)、光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)、非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)等參數(shù)，

1.2.4抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)和可溶性蛋白含量的測定從植株頂端向下選擇第5～8張生長良好的功能葉片，擦拭干凈，塑封袋封裝并液氮冷凍20 min，于冰箱中冷凍保存；測定時(shí)，稱取除去葉脈的葉樣0.5 g左右，用5 mL pH值為7.8的磷酸緩沖液冰浴研磨；冷凍離心機(jī)10 000 r/min離心20 min，取上清液(酶液)于0～4 ℃避光保存；超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量參照程雅茹等的方法[14]進(jìn)行測定。

1.3　數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

測定指標(biāo)隨處理時(shí)間表現(xiàn)為上升趨勢(shì)時(shí)，S=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)，反之則為S=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)。式中，S表示該處理某一指標(biāo)的隸屬度，值在0～1之間；X、n分別表示測量的指標(biāo)、指標(biāo)個(gè)數(shù)；Xmin、Xmax分別表示指標(biāo)的最小值、最大值，一般情況下，當(dāng)處理指標(biāo)呈下降趨勢(shì)時(shí)，Xmin、Xmax分別為L1T12、CK的測量值；i表示不同處理。

2　結(jié)果與分析

2.1　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄光合特性的影響

2.1.1弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄光合色素的影響由圖2可見，隨弱光脅迫時(shí)間的延長，葡萄葉片的葉綠素總含量呈增加趨勢(shì)；與對(duì)照相比，100 μmol/(m2·s)(L1)弱光脅迫9 d內(nèi)對(duì)葡萄葉片的葉綠素總含量和葉綠素a含量無顯著影響(P>0.05)，處理12 d時(shí)色素含量有顯著增加(P<0.05)，葉綠素總含量和葉綠素a含量分別為對(duì)照的1.21、1.16倍；300 μmol/(m2·s)(L2)弱光脅迫時(shí)的葉片葉綠素總含量和葉綠素a含量與對(duì)照相比差異不顯著，經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，各處理的葡萄葉片葉綠素含量隨弱光脅迫時(shí)間的延長而降低；強(qiáng)光恢復(fù)經(jīng)L1、L2弱光脅迫處理12 d的葡萄葉片，其葉綠素總含量分別降低為對(duì)照的71.7%、74.5%，葉綠素a含量降低為對(duì)照的67.8%、71.2%；不同光照環(huán)境下，葉綠素b、類胡蘿卜素含量的變化趨勢(shì)基本一致，弱光脅迫階段，隨L1弱光脅迫時(shí)間的延長，葡萄葉片葉綠素b、類胡蘿卜素含量增加，L1脅迫處理3、6、9、12 d時(shí)的葉綠素b含量分別是對(duì)照的1.07、1.20、1.30、1.47倍，類胡蘿卜素含量為對(duì)照的1.00、1.07、1.09、1.21倍，L2脅迫處理時(shí)的葉綠素b、類胡蘿卜素含量變化與L1相比相對(duì)較小，與對(duì)照相比略有增加；經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，葉綠素b、類胡蘿卜素含量均隨弱光脅迫程度的加深而減小，葉綠素b含量變化幅度相對(duì)較小，類胡蘿卜素變化幅度相對(duì)較大；L1、L2弱光脅迫12 d經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)結(jié)束時(shí)的葉綠素b含量分別為對(duì)照的86.8%、86.8%，類胡蘿卜素含量分別為對(duì)照的76.1%、82.6%；葉綠素a/b與植物光合作用關(guān)系密切，弱光脅迫不同天數(shù)對(duì)葡萄葉片葉綠素a/b值有明顯影響，隨弱光處理時(shí)間的延長，葉綠素a/b值整體呈減小趨勢(shì)；經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)的葡萄葉片葉綠素a/b值整體低于弱光處理階段，對(duì)照組均降低至處理期的78.7%，各處理均不能恢復(fù)至對(duì)照水平。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，不同光環(huán)境下，類胡蘿卜素含量與葉綠素總含量的相關(guān)系數(shù)為0.71，呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

2.1.2弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄光響應(yīng)曲線的影響光合作用是植物將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并合成碳水化合物的重要途徑，而凈光合速率直接反映光合作用的強(qiáng)弱。由圖3可見，弱光脅迫可使葡萄葉片的光合速率降低，當(dāng)光強(qiáng)低于100 μmol/(m2·s)時(shí)，隨光照強(qiáng)度的增加，各處理的凈光合速率迅速增加，光強(qiáng)在100～400 μmol/(m2·s)時(shí)，凈光合速率增速減緩，之后趨于穩(wěn)定水平；經(jīng)L1、L2弱光脅迫3 d，葡萄葉片的光響應(yīng)曲線無明顯變化，弱光脅迫超過6 d時(shí)，葡萄葉片的光飽和點(diǎn)降低，對(duì)強(qiáng)光的利用能力減弱，最大凈光合速率大幅下降；L1處理對(duì)葡萄葉片凈光合速率的影響明顯高于L2處理；與弱光處理相比，經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)的各處理凈光合速率均有所下降，處理間凈光合速率的變化相對(duì)不變，光飽和點(diǎn)表現(xiàn)為升高的趨勢(shì)，L1脅迫處理12 d時(shí)的光飽和點(diǎn)和最大凈光合速率有明顯降低，說明強(qiáng)弱光轉(zhuǎn)換處理可能對(duì)葡萄葉片的光合作用系統(tǒng)造成不可逆的傷害。

2.1.3弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄光合參數(shù)的影響由表1可見，隨弱光脅迫時(shí)間的延長和光強(qiáng)的減弱，葡萄葉片最大凈光合速、表觀量子效率(AQY)和蒸騰速率整體呈降低趨勢(shì)，其中，弱光脅迫3 d的AQY略有增加，可能是處理初期，葡萄葉片為適應(yīng)弱光環(huán)境而增強(qiáng)對(duì)弱光的利用能力所致；隨弱光脅迫時(shí)間的延長，氣孔限制值(Ls)呈先增加后減小的趨勢(shì)，弱光處理12 d的Ls與CK基本處于同一水平，表明弱光脅迫處理后期，限制光合作用的主要原因不是氣孔因素；隨弱光脅迫時(shí)間的延長，最大凈光合速、蒸騰速率有明顯下降，L1處理結(jié)束時(shí)分別降至CK的44.2%、25.5%；各處理經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)6 d，最大凈光合速率、表觀量子效率、氣孔限制值較弱光處理有所降低，蒸騰速率有所升高，表明對(duì)弱光處理過的葡萄葉片進(jìn)行強(qiáng)光恢復(fù)，可能會(huì)造成二次傷害。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，蒸騰速率與氣孔限制值的相關(guān)系數(shù)為-0.92，呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

2.2　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄熒光特性的影響

由表2可知，隨弱光脅迫時(shí)間的延長，葡萄葉片PSⅡ最大光能轉(zhuǎn)化效率(Fv/Fm)、 實(shí)際光量子效率(ФPSⅡ)和光化學(xué)淬滅系數(shù)(qP)呈下降趨勢(shì)；各處理間的Fv/Fm變化幅度相對(duì)較小，L1、L2弱光脅迫12 d時(shí)分別降至CK的96.2%、97.0%，表明葡萄葉片受到一定的光抑制；電子傳遞速率減弱，L1、L2弱光脅迫12 d時(shí)ФPSⅡ分別為CK的71.4%、89.5%，qP分別為CK的78.3%、88.4%。非光化學(xué)淬滅系數(shù)(NPQ)變化趨勢(shì)相反，隨弱光脅迫時(shí)間的延長，NPQ呈增加趨勢(shì)，L1、L2弱光脅迫結(jié)束，NPQ分別增至CK的2.1、1.2倍；脅迫處理相同時(shí)間下，L1脅迫比L2脅迫作用更為明顯，弱光環(huán)境下L2處理9 d時(shí)Fv/Fm、qP、NPQ才與CK差異顯著，而L1處理6 d即達(dá)到差異顯著(P<0.05)；弱光脅迫處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，各處理的Fv/Fm、ФPSⅡ、qP與弱光脅迫時(shí)相比進(jìn)一步下降，NPQ有明顯增加；L1處理12 d后經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，F(xiàn)v/Fm、ФPSⅡ、qP、NPQ分別為CK的77.6%、74.3%、47.2%、194.8%。

表1　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄光合參數(shù)的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)。表2同。

表2　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄熒光特性的影響

2.3　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量的影響

由圖4可見，弱光脅迫使葡萄葉片的MDA含量升高，且光強(qiáng)越弱，MDA含量上升越快；L1、L2弱光脅迫12 d時(shí)的MDA含量分別為CK的1.3、1.1倍，相差較?。蝗豕饷{迫處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，隨弱光脅迫時(shí)間的延長，各處理的MDA含量變化趨勢(shì)相同，整體呈上升趨勢(shì)，且高于弱光處理期；隨弱光脅迫時(shí)間的延長，可溶性蛋白含量先升后降，脅迫處理12 d時(shí)基本與CK處于同一水平；弱光脅迫處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，各處理可溶性蛋白含量隨弱光脅迫時(shí)間的延長而下降，除L2脅迫3 d可恢復(fù)至CK水平外，其他處理在恢復(fù)期與CK相比有顯著下降(P<0.05)。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，弱光脅迫時(shí)，葉片MDA含量和可溶性蛋白含量表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)(P>0.05)，經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)后，葉片MDA含量和可溶性蛋白含量的相關(guān)系數(shù)為-0.83，呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。

2.4　弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)對(duì)設(shè)施葡萄保護(hù)酶活性的影響

由圖5可見，弱光脅迫和強(qiáng)光恢復(fù)下葡萄葉片過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均有不同程度的變化；弱光脅迫下，CAT活性均高于CK，并隨弱光脅迫時(shí)間的延長呈先升高后降低趨勢(shì)，L1、L2脅迫處理6 d時(shí)CAT活性達(dá)到最大值，分別為CK的2.2、2.1倍；POD變化趨勢(shì)與CAT類似，最大值出現(xiàn)在弱光脅迫9 d時(shí)，較CAT響應(yīng)有所延遲；弱光脅迫初期，SOD活性變化不顯著(P>0.05)，隨弱光脅迫時(shí)間的延長SOD活性整體呈上升的趨勢(shì)，L1處理 9d、L2處理12 d時(shí)，SOD活性始與CK差異顯著(P<0.05)；L1、L2脅迫處理12 d時(shí)，SOD活性分別為CK的1.7、1.6倍；弱光處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，各處理的CAT、POD、SOD活性隨弱光脅迫時(shí)間的延長呈減小趨勢(shì)，且整體上略高于弱光處理階段、同一脅迫時(shí)間下L2處理的酶活性要高于L1；弱光處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，L1、L2脅迫處理3 d的CAT活性略高于CK，脅迫12 d時(shí)分別為CK的56.4%、59.8%，而POD活性最大值出現(xiàn)在L2脅迫處理3 d，且恢復(fù)期POD活性整體明顯高于弱光處理期，處理期POD最大活性為恢復(fù)期最大活性的60.5%；弱光處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，其SOD活性變化趨勢(shì)與POD基本相同，L1脅迫處理3、6、9、12 d的SOD活性分別為CK的96.3%、82.3%、62.1%、51.4%，相互間差異較為明顯。經(jīng)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)光恢復(fù)階段，CAT、POD、SOD這3種保護(hù)酶有良好的相關(guān)性，POD和SOD之間的相關(guān)系數(shù)為0.61，呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

2.5　設(shè)施葡萄弱光脅迫及強(qiáng)光恢復(fù)生理參數(shù)隸屬度分析

設(shè)施葡萄對(duì)弱光脅迫和強(qiáng)光恢復(fù)的響應(yīng)是一個(gè)較為復(fù)雜的綜合性狀，單一的生理生化指標(biāo)往往不能完成對(duì)植株整體響應(yīng)機(jī)制的描述，不同指標(biāo)對(duì)脅迫的響應(yīng)從時(shí)間到程度上存在一定差異，運(yùn)用隸屬函數(shù)方法將測得的指標(biāo)綜合分析得到各處理的隸屬度值，可以反映設(shè)施葡萄在不同光環(huán)境下的生長狀況。由圖6可見，弱光脅迫階段，隨脅迫時(shí)間的延長，隸屬度值下降相對(duì)較快，L1脅迫處理下隸屬度值每天遞減率為-0.068 7，L2為-0.038 8，隸屬度值在弱光脅迫3～6 d時(shí)下降速率相對(duì)最快；L1、L2處理經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)后遞減率有所變大，隸屬度值每天遞減率分別為-0.077 6、-0.062 0，除L2脅迫3 d、L1脅迫6 d處理經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)后的隸屬度值接近弱光處理階段，其他處理均有明顯下降。L2弱光脅迫3 d對(duì)設(shè)施葡萄的生理生化狀態(tài)影響相對(duì)較弱，經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)能達(dá)到弱光處理階段水平且與CK接近。

3　結(jié)論與討論

為適應(yīng)弱光環(huán)境，設(shè)施葡萄葉片葉綠素含量會(huì)增加，并以葉綠素b增加為主，從而導(dǎo)致葉綠素a/b隨弱光脅迫時(shí)間的延長而減小，耐弱光能力增強(qiáng)[15]，這是植株對(duì)弱光環(huán)境適應(yīng)的表現(xiàn)[16]。葉綠素含量的減小和凈光合速率的下降是葉片衰老的重要特征[17]。弱光脅迫后經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，葡萄葉片葉綠素含量降低，并以葉綠素a降低為主，使得葉綠素a/b進(jìn)一步減小，這可能是恢復(fù)期強(qiáng)光抑制了植株葉綠素的合成或是加速了葉綠素的降解。類胡蘿卜素含量與葉綠素總量保持一定的比例，有利于光合機(jī)構(gòu)的相對(duì)穩(wěn)定。不同光環(huán)境下，類胡蘿卜素含量與葉綠素總含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，與戰(zhàn)吉成等研究結(jié)果[18]一致。葡萄葉片在不同光脅迫下的光響應(yīng)曲線有明顯差異。隨弱光脅迫程度的加深，葡萄葉片凈光合速率在光合有效輻射(PAR)在100～400 μmol/(m2·s)時(shí)增速減緩，表觀量子效率降低，同時(shí)光飽和點(diǎn)和最大凈光合速率減小，表明植株對(duì)光的利用能力在減弱。隨弱光脅迫時(shí)間的延長，蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度下降，但氣孔限制值卻呈先增加后減小的趨勢(shì)，并最終與CK保持同一水平，說明弱光脅迫初期，限制光合作用的可能是氣孔因素，而造成光合速率降低的因素可能是光合系統(tǒng)遭到破壞[19]；經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)后，葉片的凈光合速率和表觀量子效率率較弱光處理時(shí)進(jìn)一步減小。

有研究表明，光抑制不僅在強(qiáng)光下發(fā)生，經(jīng)過一定程度的環(huán)境脅迫后中等光強(qiáng)也可以引發(fā)光抑制[20]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，PAR大于400 μmol/(m2·s)時(shí)，葡萄葉片的凈光合速率隨光強(qiáng)增加趨于平穩(wěn)；隨弱光脅迫時(shí)間的延長，100 μmol/(m2·s)(L1)、300 μmol/(m2·s)(L2)弱光脅迫處理的Fv/Fm、ФPSⅡ、qP呈下降趨勢(shì)，L1處理的qP下降幅度比L2大，說明弱光脅迫后的葡萄葉片會(huì)產(chǎn)生一定程度的光抑制，與Deng等的研究結(jié)果[21-22]一致；弱光處理的葡萄葉片經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，除L2脅迫處理3 d、L2脅迫處理6 d的Fv/Fm有較好的恢復(fù)外，其他各處理較弱光脅迫階段有進(jìn)一步下降；強(qiáng)光恢復(fù)下，各處理的ФPSⅡ和qP較弱光處理時(shí)有所下降，導(dǎo)致光系統(tǒng)Ⅱ的電子傳遞速率降低，反應(yīng)中心關(guān)閉比例上升，實(shí)際光化學(xué)效率降低。植物葉片NPQ與葉黃素循環(huán)存在明顯相關(guān)性，葉黃素循環(huán)在非輻射能耗散及活性氧清除過程中起著重要作用[23]。本研究中，隨弱光脅迫程度的加深，NPQ上升，經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)有明顯增加，且弱光脅迫越嚴(yán)重NPQ值越大，說明弱光脅迫提高了葡萄葉片對(duì)光抑制的敏感性，葡萄葉片會(huì)通過啟動(dòng)葉黃素循環(huán)系統(tǒng)來減少過剩光能對(duì)植物的傷害。

采用隸屬函數(shù)方法對(duì)所測指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，弱光脅迫3 d的隸屬度值在同一水平且接近CK，脅迫處理3～6 d時(shí)隸屬度值迅速下降，并以L1下降較為明顯，此時(shí)植株可能受到傷害；脅迫處理6～12 d時(shí)隸屬度下降速率減緩，L2處理趨于穩(wěn)定，表現(xiàn)出對(duì)弱光環(huán)境一定的適應(yīng)能力；經(jīng)強(qiáng)光恢復(fù)，L1、L2處理未能恢復(fù)至對(duì)照水平，隸屬度值反而較弱光脅迫階段有所降低，推斷葡萄植株在強(qiáng)光下受到了二次傷害。

總之，設(shè)施葡萄對(duì)弱光脅迫有一定的抵抗能力，可通過自身調(diào)節(jié)表現(xiàn)出對(duì)弱光脅迫一定的適應(yīng)性；當(dāng)弱光脅迫超過6 d時(shí)，可能會(huì)對(duì)葡萄葉片細(xì)胞產(chǎn)生破壞，且光強(qiáng)越弱破壞越嚴(yán)重；強(qiáng)光恢復(fù)會(huì)使弱光脅迫后的植株產(chǎn)生較嚴(yán)重的光抑制，弱光脅迫提高了設(shè)施葡萄對(duì)光抑制的敏感性，加速葡萄葉片衰老。因此，100 μmol/(m2·s)弱光脅迫3 d后轉(zhuǎn)強(qiáng)光恢復(fù)須采取遮陰措施，以避免強(qiáng)光對(duì)植株的二次傷害。

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