8個(gè)油橄欖品種光合特性研究

蘭波　羅思源　劉捷

摘要 ? ?為了研究油橄欖品種的光合特性，為栽培和推廣提供參考，利用GFS-3000便攜式光合儀對8個(gè)油橄欖品種的光合參數(shù)進(jìn)行測定，并應(yīng)用葉子飄模型進(jìn)行光響應(yīng)曲線擬合，得到油橄欖光響應(yīng)曲線特征指標(biāo)。結(jié)果表明，8個(gè)油橄欖品種的凈光合速率隨光合有效輻射的增強(qiáng)而上升，到達(dá)最高點(diǎn)后，隨著光合有效輻射繼續(xù)增強(qiáng)，凈光合速率小幅波動(dòng)后略有下降;蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用率、氣孔限制值對光合有效輻射的響應(yīng)趨勢與凈光合速率相似，胞間CO2濃度對光合有效輻射的響應(yīng)趨勢則與凈光合速率相反;8個(gè)油橄欖品種的光響應(yīng)曲線特征指標(biāo)差異較大，最大光合速率在12.34～39.86 μmol/（m2·s）之間，光飽和點(diǎn)在442.25～1 311.80 μmol/（m2·s）之間，光補(bǔ)償點(diǎn)在5.22～61.97 μmol/（m2·s）之間。因此，白橄欖和奧托卡有更強(qiáng)的光合能力和對干旱的適應(yīng)能力，并且對光環(huán)境的適應(yīng)性較寬。

關(guān)鍵詞 ? ?油橄欖;品種;光響應(yīng);光合特性

中圖分類號 ? ?Q945.79.037 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2019）19-0028-03 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

Study ?of ?Photosynthetic ?Characteristics ?of ?8 ?Olive ?Varieties

LAN Bo 1 ? ?LUO Si-yuan 2 ? ?LIU Jie 2

（1 Sichuan Jufenggu Agricultural Science & Technology Development Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 610041; 2 College of Life Sciences，Sichuan Agricultural University）

Abstract ? ?In order to provide reference for cultivation and extension，the photosynthetic characteristics of 8 olive varieties were studied. The light response curves of photosynthetic parameters of 8 olive varieties were measured by using GFS-3000 portable photosynthesis system. The olive characteristics index was analyzed through the model Farquhar light response curve. The results showed that Pn of 8 varieties reached the highest point with the increasing of PAR and then decreased slowly with the increasing of PAR. The change trend of light response of Tr，Gs，WUE，Ls was similar with Pn，and the change trend of light response of Ci was opposite with Pn. 8 olive varieties index of light response curves was quite different. Pnmax was between 12.34 μmol/（m2·s） and 39.86 μmol/（m2·s），LSP was between 442.25 μmol/（m2·s） and 1 311.80 μmol/（m2·s），and LCP was between 5.22 μmol/（m2·s） and 61.97 μmol/（m2·s）. Therefore，Barnea and Ottobratica had stronger photosynthetic capacity，drought resistance and wider adaptive ability to the environment light.

Key words ? ?olive;varieties;light response;photosynthetic characteristic

油橄欖（Olea europaea L.）是木犀科木犀欖屬常綠喬木，為世界著名油料作物，原產(chǎn)于地中海沿岸國家[1]。我國從1956年開始引種[2]，到2017年底，栽植面積已逾7萬hm2。近幾年，油橄欖引種栽培已不僅局限于四川、甘肅和云南，正迅速向外擴(kuò)張發(fā)展并成為農(nóng)村產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的重要產(chǎn)業(yè)之一[3]。但由于各種原因，我國引種的油橄欖品種混雜，良莠不齊，生產(chǎn)力低，經(jīng)濟(jì)效益不高，嚴(yán)重制約著我國油橄欖產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展[4]。因此，選育一批適合各地區(qū)種植發(fā)展的優(yōu)良品種顯得尤為重要。

光合作用是作物干物質(zhì)積累和產(chǎn)量的基礎(chǔ)，光合作用能力的高低直接決定了植物的生長力，高光效育種已成為育種工作者關(guān)注的主要問題之一。油橄欖光合特性的研究甚少，僅見水分脅迫對油橄欖光合生理的影響[5]。本試驗(yàn)以8個(gè)油橄欖品種為材料，分析其光合作用的有關(guān)生理指標(biāo)，比較各品種間的光合特性差異，為選育高光效品種提供一定的理論依據(jù)，也為品種的栽培和推廣提供參考。

1 ? ?材料與方法

1.1 ? ?試驗(yàn)概況

試驗(yàn)材料為8個(gè)五年生的油橄欖品種（表1），種植于四川聚峰谷農(nóng)業(yè)科技開發(fā)有限公司金堂縣淮口基地。光響應(yīng)測定試驗(yàn)于2017年3月21—23日進(jìn)行，每個(gè)品種隨機(jī)選擇長勢基本一致的3株進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 ? ?研究方法

選取3個(gè)連續(xù)晴天，測定時(shí)間為10：00—12：00[6]。選取所測植株中上部葉片，設(shè)定一系列光合有效輻射（PAR）梯度：30、50、100、200、400、600、800、1 000、1 200 μmol/（m2·s）。用GFS-3000便攜式光合儀進(jìn)行光響應(yīng)測定，測定指標(biāo)有凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）等，測定環(huán)境溫度為（18.79±4.92）℃，大氣相對濕度為（56.15±13.09）%，CO2濃度（Ca）為（431.90±29.07）μmol/mol。每次測量進(jìn)行3次重復(fù)。采用葉子飄模型（非直線雙曲線模型）進(jìn)行光響應(yīng)曲線擬合，并將所測凈光合速率與低光合有效輻射[低于200 μmol/（m2·s）]的成對值進(jìn)行直線回歸，得到光響應(yīng)曲線特征參數(shù)值。

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 13.0分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 ? ?結(jié)果與分析

2.1 ? ?油橄欖的光響應(yīng)曲線

2.1.1 ? ?葉片凈光合速率（Pn）對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。8個(gè)油橄欖品種的Pn隨著PAR的增強(qiáng)而上升，到達(dá)最高點(diǎn)后，隨著PAR繼續(xù)增強(qiáng)，Pn小幅波動(dòng)后略有下降（圖1）。當(dāng)PAR在100～600 μmol/（m2·s）時(shí)Pn增幅最大，表明油橄欖的葉片在弱光下對光強(qiáng)度的變化比較敏感。8個(gè)油橄欖品種都在PAR為800～1 000 μmol/（m2·s）時(shí)Pn達(dá)到最高點(diǎn)，然后小幅波動(dòng)，最后略有下降。柴勝豐等[7]對毛瓣金花茶光合特性的研究表明，煙草光合速率隨處理光強(qiáng)增加而到達(dá)最高點(diǎn)之后，若繼續(xù)增加光強(qiáng)，光合效率顯著下降;董合忠等[8]對棉花光合特性的研究表明，棉花光合速率隨光強(qiáng)增加而到達(dá)最高點(diǎn)后，若光強(qiáng)繼續(xù)增加，光合速率小幅波動(dòng)后略有下降。本試驗(yàn)結(jié)果與董合忠等對棉花光合特性的研究基本一致。從最大Pn來看，其由大至小順序?yàn)榘组蠙?奧托卡>坦彩>阿布桑娜>配多靈>云臺(tái)>皮瓜爾>小蘋果，說明白橄欖的光合能力最強(qiáng)，其次是奧托卡，小蘋果的光合能力最低。

2.1.2 ? ?葉片蒸騰速率（Tr）對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。PAR是直接影響Tr的最大因子，而其他因子主要是通過PAR間接地影響蒸騰速率變化[9]。由圖2可知，Tr的變化趨勢與Pn大體相同，但隨著PAR增加而變化的曲線幅度則略小于Pn。在PAR為1 000 μmol/（m2·s）左右時(shí)，8個(gè)油橄欖品種的Tr達(dá)到最高點(diǎn)后出現(xiàn)下降，其原因可能是在高PAR下，溫度升高、大氣濕度降低、CO2供應(yīng)不足導(dǎo)致其通過減少蒸騰作用來進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。奧托卡、白橄欖的Tr對PAR響應(yīng)的變化曲線呈波浪形，其余品種Tr的變化趨勢均隨PAR的增強(qiáng)而逐漸上升，到達(dá)最大值后略有下降。從最大Tr來看，8個(gè)品種由大至小順序?yàn)樾√O果>阿布桑娜>云臺(tái)>坦彩>白橄欖>奧托卡>皮瓜爾>配多靈。

2.1.3 ? ?葉片氣孔導(dǎo)度（Gs）對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。植物的光合作用是生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力形成與演化的基礎(chǔ)，也是全球碳循環(huán)及其他物質(zhì)循環(huán)最重要的環(huán)節(jié)。氣孔是水汽和CO2進(jìn)出的門戶，是連接生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)和水循環(huán)的結(jié)合點(diǎn)[10]。由圖3可知，奧托卡、白橄欖的Gs對PAR響應(yīng)的變化曲線呈波浪形，其余品種的Gs變化趨勢均隨PAR的增強(qiáng)而緩慢上升，到達(dá)最大值后略有下降。白橄欖的Gs最大，為395.42 μmol/（m2·s）;小蘋果的Gs最小，為87.05 μmol/（m2·s）。8個(gè)油橄欖品種的氣孔導(dǎo)度對PAR的響應(yīng)變化趨勢與蒸騰速率對PAR的響應(yīng)變化趨勢基本一致，其中白橄欖和奧托卡2個(gè)品種的Gs和Tr的變化趨勢一致性最為明顯。

2.1.4 ? ?葉片胞間CO2濃度（Ci）對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。Ci是光合生理生態(tài)研究中經(jīng)常用到的一個(gè)參數(shù)，特別是在光合作用的氣孔限制分析中，Ci的變化趨勢是確定光合速率變化的主要原因是否為氣孔因素的必不可少的判斷依據(jù)[11]。由圖4可知，當(dāng)PAR為0～600 μmol/（m2·s）時(shí)，8個(gè)油橄欖品種的Ci逐漸下降，隨后趨于平緩并略有波動(dòng)。這與Pn對PAR響應(yīng)的變化趨勢相反。參試的8個(gè)油橄欖品種的Ci大小比較接近，差異不大。

2.1.5 ? ?葉片水分利用率對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。由圖5可知，8個(gè)油橄欖品種葉片的水分利用率（WUE）隨著PAR的增加而上升，當(dāng)PAR小于600 μmol/（m2·s）時(shí)，WUE上升較快;當(dāng)PAR大于600 μmol/（m2·s）時(shí)，WUE的變化趨于平緩。從最大WUE的大小來看，各品種表現(xiàn)為白橄欖>奧托卡>配多靈>皮瓜爾>坦彩>阿布桑娜>小蘋果>云臺(tái)。

2.1.6 ? ?葉片氣孔限制值對光照強(qiáng)度的響應(yīng)。由圖6可知，8個(gè)油橄欖品種葉片的氣孔限制值（Ls）隨著PAR的增加而上升，當(dāng)PAR為0～400 μmol/（m2·s）時(shí)，Ls快速上升;之后隨著PAR的增強(qiáng)，Ls的變化趨于平緩并略有波動(dòng);在PAR超過50 μmol/（m2·s）后，阿布桑娜、云臺(tái)、小蘋果的Ls明顯高于其他品種。在PAR為1 200 μmol/（m2·s）時(shí)，白橄欖、奧托卡的Ls明顯低于其他品種。Ls對PAR的響應(yīng)與Ci對PAR響應(yīng)的變化趨勢相反。