栽培管理對‘和田紅’葡萄葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化的影響

蔣麗麗，王海鷗，楊小平，周龍*，杜展成

（1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園藝學(xué)院，新疆烏魯木齊 830052；2. 新疆芳香莊園酒業(yè)有限公司，新疆焉耆 841100）

和田紅葡萄是新疆古老的地方品種，栽培歷史超過兩千年，因該品種適應(yīng)性強，耐寒耐旱抗鹽堿，被南疆各族人民廣泛栽植?！吞锛t’葡萄不僅可以鮮食，還是新疆阿瓦提縣刀郎慕薩萊思保健酒的主要原料[1]。慕薩萊思是極具有市場潛力的葡萄酒飲品和保健品，有著很高的藥用價值，含有人體必需的氨基酸、維生素、葡萄糖等多種營養(yǎng)成分以及鉀、鈉、鐵等礦物質(zhì)，有安神活絡(luò)、活血調(diào)氣的功能[2]。

‘和田紅’在新疆南疆栽培多采用傾斜式小棚架，但是在建園過程中架口朝向混亂不一，栽培管理粗放，不利于‘和田紅’葡萄的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與慕薩萊思酒品質(zhì)的提高。目前，對于‘和田紅’的研究多集中在果實品質(zhì)分析、加工工藝和繁殖技術(shù)等方面[3]，而關(guān)于其在栽培架式、新梢處理等方面的研究鮮有報道。很多研究表明，葉幕的光合生產(chǎn)效率能夠提高果實產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。因此，在露地栽培中選擇適宜的栽培架式和人工修剪措施來改善光照條件，提高葉幕整體的光合效率就顯得尤為重要。

李志偉等[5]通過比較深溝栽植和常規(guī)平畦栽植兩種栽植方式下‘赤霞珠’‘美樂’等葡萄果實品質(zhì)的變化，發(fā)現(xiàn)深溝栽植葡萄其果實可溶性固形物、總糖、可滴定酸含量、糖酸比顯著高于常規(guī)平栽；趙海亮等[4]通過立體棚架、籬架、平棚三種架式對‘巨峰’葡萄光合特性與葉綠素?zé)晒鈪?shù)研究，發(fā)現(xiàn)立體棚架葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化較其他兩種架式平穩(wěn)，有更好的光合特性。萬昊等[6]對寧夏產(chǎn)區(qū)‘北紅’葡萄晚霜后修剪的研究發(fā)現(xiàn)，低負載量更利于糖分的積累和酸度的降低，也更有利于次生代謝產(chǎn)物的積累。

葉綠素是植物葉片的主要光合色素，其含量與光合作用密切相關(guān)，葉綠素?zé)晒馓N含著豐富的與光合原初反應(yīng)有關(guān)的信息，熒光檢測技術(shù)已經(jīng)被廣泛用于檢測PSII活性[7]。本研究在測定不同處理葉幕葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化的基礎(chǔ)上，探討葡萄不同架式和栽培管理技術(shù)與光合特性之間的關(guān)系，期望為生產(chǎn)中栽培技術(shù)的改進和提高提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗地位于新疆塔里木盆地西北部阿瓦提縣（北緯40.37°，東經(jīng)80.20°），年平均氣溫為10.4～11 ℃，極端最高氣溫39.4 ℃（7—8月），極端最低氣溫-25 ℃（1月），全年以南風(fēng)為主，無霜期205 d。

1.2 試驗材料

以‘和田紅’葡萄為試材，樹齡4年，傾斜式棚架栽培，基架高度1.8 m，梢架高度2.2 m。株行距1.0 m×2.5 m，獨龍干整形。

1.3 試驗方法

‘和田紅’葡萄漿果膨大期（5月底），選擇坐東朝西架式（A）和坐西朝東（B）架式各一行。在A架式和B架式中隨機選取健康、生長一致的營養(yǎng)枝（A1、B1）和結(jié)果枝，掛牌標(biāo)記。結(jié)果枝副梢摘心處理（A2、B2）和不摘心處理（A3、B3）。結(jié)果枝副梢摘心處理方法為：果穗以上副梢留2片葉反復(fù)摘心，果穗以下副梢全部抹除，每處理5株葡萄。營養(yǎng)枝不做摘心處理。

1.3.1 葉綠素含量測定

在確定的架式內(nèi)，選擇結(jié)果枝（摘心5組和不摘心5組）、營養(yǎng)枝（5組）新梢上長勢健康的第3節(jié)葉片，用SPAD-502進行葉綠素含量的測定。

1.3.2 熒光參數(shù)測定方法

于‘和田紅’葡萄漿果迅速膨大期選擇晴朗天氣進行，采用FMS-2便攜式脈沖調(diào)節(jié)式進行熒光參數(shù)的測定，從11：00—19：00每2 h測定1次，各個處理分別取上、中、下各部位長勢一致的葉片，將選擇的葉片經(jīng)過充足的自然光照射，先測定自然光下葉片葉綠素?zé)晒鈪?shù)，然后暗適應(yīng)20 min，測定葉片初始熒光（Fo）、最大熒光產(chǎn)量（Fm），最大光化學(xué)效率Fv/Fm，并計算出光化學(xué)淬滅（qP）。

PSII最大光化學(xué)效率：Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm

實際光化學(xué)效率：ΦPSII=(F'm-Fs)/F'm

光化學(xué)淬滅：qP=(F'm-Fs)/F'v

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)處理和繪圖采用Excel軟件完成，SPSS 20.0軟件進行單因素方差分析（one-way ANOVA）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同摘心處理對‘和田紅’葡萄葉綠素含量的影響

從圖1葉片葉綠素相對含量（SPAD值）變化可以看出，不同架口朝向?qū)Α吞锛t’葡萄漿果膨大期葉綠素含量變化的影響差異明顯。坐東朝西架式結(jié)果枝葉片葉綠素的含量明顯高于坐西朝東的，而在營養(yǎng)枝上的結(jié)果則截然相反；生長季摘心與否對葉綠素含量沒有影響，但是結(jié)果枝上葉片的葉綠素含量明顯高于營養(yǎng)枝。

圖1 不同處理下葡萄葉片葉綠素含量變化Figure 1 Variation of chlorophyll content under the different treatments leaves of grapevine

2.2 不同摘心處理對 ‘和田紅’葡萄葉綠素?zé)晒鈪?shù)日變化的影響

2.2.1 對初始熒光Fo的影響

初始熒光Fo是PSII反應(yīng)中心處于完全開放時的熒光產(chǎn)量，它與葉綠素濃度有關(guān)，與光化學(xué)無關(guān)。從圖2葉片初始熒光Fo日變化可以看出，一天中除A2和A1外其他各個處理總的變化趨勢均呈現(xiàn)“降-升-降”的單“S”曲線變化。其中B2和B3的Fo明顯高于其他處理，F(xiàn)o最低的為A1處理，A3、A2和B1處理從13：00—17：00點Fo值很接近，沒有明顯的差異，但是A3處理始終大于A2和B1處理。

圖2 不同處理下葡萄葉片初始熒光Fo日變化Figure 2 Diurnal variation of initial fluorescence(Fo) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.2 對最大熒光產(chǎn)量Fm日變化的影響

最大熒光產(chǎn)量Fm反映經(jīng)過PSII的電子傳遞情況，從圖3葉片最大熒光Fm日變化可以看出，除了B2處理外，各個處理的Fm總體呈現(xiàn)上升趨勢，說明其PSII的電子傳遞系統(tǒng)沒有受到抑制，A處理的Fm上升幅度明顯大于B處理，而B處理除了B2之外變化幅度不明顯，從各個處理一天中的變化趨勢發(fā)現(xiàn)拐點主要出現(xiàn)在13：00—17：00。

圖3 不同處理下葡萄葉片最大熒光Fm日變化Figure 3 Diurnal variation of maximal fluorescence (Fm) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.3 對最大光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm日變化的影響

最大光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm表示PSII的潛在量子產(chǎn)量，是植物光合表現(xiàn)的一個敏感指標(biāo)，從圖4葉片最大光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm日變化可以看出，從11：00到19：00各個處理之間變化幅度不大，總體都保持在0.74～0.86，只是在15：00時各個處理略有下降，下降幅度相對較大的為B1和B3處理，分別降低了7.5%和7.2%。

圖4 不同處理下葡萄葉片最大光能轉(zhuǎn)換效率日變化Figure 4 Diurnal variation of optimal/maximal photochemical efficiency (Fv/Fm) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.4 對光化學(xué)淬滅系數(shù)qP日變化的影響

光化學(xué)淬滅系數(shù)是PSII激發(fā)能捕獲效率的體現(xiàn)，在一定程度上反映了PSII反應(yīng)中心的開放程度，一般情況下qP值愈高說明熱耗散能力愈強。從圖5葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)qP值的日變化可以看出，不同架式之間變化趨勢明顯不同，坐東朝西架式總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，而坐西朝東架式呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。其中qP值最高的是A1處理，光化學(xué)淬滅系數(shù)為1.06；qP值最低的是B1處理，光化學(xué)淬滅系數(shù)僅僅為0.67。

圖5 不同處理下葡萄葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)日變化Figure 5 Diurnal variation of photochemical quenching coefficient (qP) under the different treatments leaves of grape

3 討論

光照強度會影響植物葉片葉綠素的生物合成，而葉綠素的含量也同時影響PSII反應(yīng)中心的電子傳遞。本研究發(fā)現(xiàn)，架式不同朝向之間葡萄葉片的葉綠素含量差異顯著，且坐東朝西架式明顯高于坐西朝東。關(guān)銳潔等研究遮陰對金蕎麥生長的影響時發(fā)現(xiàn)，隨遮陰強度增加，金蕎麥葉片葉綠素含量逐漸增加[8]。兩種架式不同時段的受光不同，上午坐東朝西架式的光合作用要強，而下午坐西朝東的受光面大，看似受光面和受光時間差別不大，但是下午的溫度高于上午，推測認為產(chǎn)生葉綠素含量差異的主要原因除了受光面和受光照時間外，溫度也會影響葉綠素的合成。何勇等在研究低溫和弱光對辣椒葉片葉綠素含量時也發(fā)現(xiàn)低溫會影響葉綠素的生物合成，使其含量降低[9]。

不同的架式和不同的葉幕厚度會明顯影響植物的光合特性與葉綠素?zé)晒鈪?shù)，進而影響到果實的產(chǎn)量和品質(zhì)，因此葉綠素?zé)晒饪梢宰鳛楣夂献饔玫挠行结?，能夠反映一些光合生理的重要指?biāo)[10]。Fv/Fm是指經(jīng)過充分暗適應(yīng)的植物葉片PSII最大光化學(xué)效率，是表示PSII光化學(xué)效率的重要指標(biāo)，一般來說Fv/Fm值越大，表明該植物的光能利用潛力越大[11]。而本研究中發(fā)現(xiàn)不同處理下‘和田紅’葡萄葉片最大光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm日變化從11：00到19：00各個處理之間變化幅度不大，說明不同架式、摘心強度和果枝類型對‘和田紅’葡萄的最大光合能力影響不大。分析認為新疆的環(huán)塔里木盆地夏季光照充足，氣溫高，光熱輻射強度大，獨特的氣候條件導(dǎo)致不同栽培措施處理后葉綠素?zé)晒鈪?shù)變化不明顯。

4 結(jié)論

在相同的光照條件下，采用不同的架式和栽培措施后‘和田紅’葡萄葉片葉綠素含量和葉綠素?zé)晒鈪?shù)存在一定的差異。坐東朝西架式結(jié)果枝葉片葉綠素的含量明顯高于坐西朝東的；對葉綠素?zé)晒鈪?shù)的分析發(fā)現(xiàn)，初始熒光Fo、最大熒光產(chǎn)量Fm、最大光能轉(zhuǎn)換效率Fv/Fm和葉片光化學(xué)淬滅系數(shù)qP值雖然隨著架式和栽培措施不同有一定的變化，但是變化不明顯。