寧夏地區(qū)引種葡萄光合效率及果實(shí)品質(zhì)研究

智紅寧，潘 靜

（寧夏葡萄酒與防沙治沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏永寧 750100）

生產(chǎn)引種，即從生產(chǎn)需要出發(fā)，引入能供生產(chǎn)上推廣栽培的優(yōu)良品種，以達(dá)到提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量的目的[1]。對(duì)于引種作物，了解其與引種區(qū)環(huán)境之間的關(guān)系，對(duì)引種是否能夠成功起著至關(guān)重要的作用[2]。光合作用是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，也是果樹(shù)產(chǎn)量和品質(zhì)形成的關(guān)鍵因素[3]。所以，人們?cè)絹?lái)越廣泛地把光合效率作為選育和鑒定優(yōu)良品種的重要指標(biāo)[4]。為此，通過(guò)測(cè)定栽培植物不同月份的光合特性，對(duì)進(jìn)一步研究它們的栽培技術(shù)與良種繁育具有重要意義[5-6]?！凹t地球”葡萄屬歐亞種，原產(chǎn)美國(guó)，由美國(guó)加州大學(xué)育種學(xué)家歐姆教授通過(guò)雜交選育而成，是全國(guó)鮮食葡萄的主栽品種[7]?！白咸?88”為“紅地球”葡萄的芽變品種，現(xiàn)已將此品種引入寧夏銀川進(jìn)行設(shè)施栽培，單果穗平均質(zhì)量1000g，最大3540g。果實(shí)具有耐貯運(yùn)、抗性強(qiáng)、宜鮮食和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。以“紫提988”、“紅地球”為研究對(duì)象，分別從果實(shí)品質(zhì)、光合作用、葉綠素含量等3 方面對(duì)“紫提988”、紅地球葡萄品種進(jìn)行了測(cè)定和評(píng)價(jià)。通過(guò)研究，為當(dāng)?shù)剡M(jìn)一步引種合適葡萄品種，擴(kuò)大種植規(guī)模提供重要的依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018 年在寧夏永寧縣進(jìn)行，該地區(qū)光照充足，日照時(shí)數(shù)2800～3300h，年平均氣溫7.5℃，年平均降雨量203mm，蒸發(fā)量3000mm。供試品種“紫提988”、紅地球均為3 年生。株行距為1m×3m，南北行向，籬架獨(dú)龍干整形，苗木生長(zhǎng)期間正常管理。紅地球和“紫提988”果實(shí)均在9 月下旬成熟，所以本研究在2018年9 月中旬對(duì)2 個(gè)品種各采摘30 粒成熟果實(shí)測(cè)定其果實(shí)品質(zhì)，3 次重復(fù)，并在5～9 月中旬的晴天測(cè)定光合特征參數(shù)和葉綠素含量，2 個(gè)品種均選取長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害的植株，在植株上部，取新梢第5～8 片葉（從枝梢向基部數(shù)）向陽(yáng)葉片標(biāo)記，每次測(cè)定3 次重復(fù)，每株為1 次重復(fù)。

1.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

1.2.1 果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定。在9 月中旬采摘紅地球、“紫提988”的成熟果粒測(cè)定其果實(shí)品質(zhì)，2 個(gè)品種均采摘30粒果實(shí)。用重量法測(cè)定單果質(zhì)量。果皮肉搗碎后，用手持糖度計(jì)測(cè)定可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)[8]。采用氫氧化鈉滴定法測(cè)定總酸含量。采用3,5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定總糖含量。采用碘量法測(cè)定Vc 含量。

1.2.2 光合指標(biāo)的測(cè)定。在2018 年6 月中旬至葡萄采收期間，每月中旬選擇晴天用Yaxin-1102 光合儀，在自然光條件下[9]，進(jìn)行光合作用日變化的觀測(cè)。葉片選取莖尖向下第5～8 片功能葉片，每次測(cè)量選不同葉片，從8：00～18：00，每2h 測(cè)定1 次凈光合速率，全天觀測(cè)6 次，測(cè)定供試品種葡萄葉片凈光合速率（Pn，μmol/m2·s），氣孔導(dǎo)度（Gs，mmol/m2·s），蒸騰速率（E，mmol/m2·s），水分利用效率（WUE，mmol/mmol）等參數(shù)。

1.2.3 葉綠素的測(cè)定。葡萄葉片葉綠素含量使用SPAD葉綠素儀測(cè)定，從5 月中旬開(kāi)始到9 月中旬結(jié)束，每月測(cè)定1 次。在處理和對(duì)照的每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)選擇長(zhǎng)勢(shì)基本一致的10 片葉片測(cè)定其SPAD 值。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用DPS7.0 軟件進(jìn)行分析處理，差異顯著性分析采用Duncan’s 新復(fù)極差法（p≤0.05），做圖采用Excel2016 軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同葡萄品種果實(shí)品質(zhì)比較

由表1 可知，比較紅地球和紫提“988”2 個(gè)葡萄品種成熟果實(shí)品質(zhì)，其中單果質(zhì)量，紫提“988”顯著高于紅地球，比紅地球高9.2%；而紅地球的總酸含量顯著高于紫提“988”，比紫提“988”高3.0%。2 種葡萄的可溶性固形物含量、總酸和Vc 含量均無(wú)顯著性差異。

表1 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種成熟果實(shí)品質(zhì)比較

2.2 不同葡萄品種葉片SPAD 值的比較

由圖1 可知，紫提“988”和紅地球的葉綠素含量的變化趨勢(shì)基本一致，除7 月中旬外，紫提“988”的葉綠素含量均高于紅地球；8 月份以后，紫提“988”和紅地球的葉綠素含量增長(zhǎng)趨勢(shì)趨于平緩，但整個(gè)生育期表現(xiàn)為紫提“988”的葉綠素含量要高于紅地球。

圖1 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種葉片SPAD 值的比較

2.3 不同葡萄品種葉片光合作用的比較

2.3.1 不同葡萄品種生長(zhǎng)期凈光合速率Pn 日變化的比較。由圖2 可知，6 月測(cè)量期間，紫提“988”和紅地球葉片Pn 日變化均呈單峰型曲線，峰值均出現(xiàn)在12:00，且紫提“988”的Pn 高于紅地球；8 月，紫提“988”和紅地球葉片Pn 日變化呈雙峰型，有明顯的光合“午休”現(xiàn)象，且紫提“988”的Pn 高于紅地球；7 月，紅地球的Pn高于紫提“988”。

圖2 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種生長(zhǎng)期凈光合速率Pn 日變化的比較

2.3.2 不同葡萄品種生長(zhǎng)期氣孔導(dǎo)度Gs 日變化的比較。由圖3 可知，2 個(gè)葡萄品種的Gs 日變化曲線未呈現(xiàn)出規(guī)律性，6 月測(cè)量期間，紫提“988”和紅地球葉片Gs 日變化均呈單峰型曲線，紫提“988”峰值出現(xiàn)在10：00，而紅球球峰值出現(xiàn)在12：00；7 月和8 月紫提“988”和紅地球葉片Gs 日變化均呈雙峰型。

圖3 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種生長(zhǎng)期氣孔導(dǎo)度Gs 日變化的比較

圖4 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種生長(zhǎng)期蒸騰速率E 日變化的比較

2.3.3 不同葡萄品種生長(zhǎng)期蒸騰速率E 日變化的比較。由圖4 可知，6 月測(cè)量期間，紫提“988”和紅地球葉片E 日變化均呈單峰型曲線，峰值均出現(xiàn)在12:00，且紫提“988”的E 高于紅地球；7 月，紅地球的E 日變化稍高于紫提“988”，8 月，紫提“988”和紅地球葉片E 日變化呈雙峰型，紫提“988”的峰值出現(xiàn)在早上10：00，而紅地球的峰值出現(xiàn)在14：00。

2.3.4 不同葡萄品種生長(zhǎng)期水分利用效率WUE 日變化的比較。水分利用效率反映植物消耗1 個(gè)單位水分所能固定光合產(chǎn)物大少的指標(biāo)，是植物光合、蒸騰特性的綜合表現(xiàn)。由圖5 可知，2 個(gè)葡萄品種的Gs 日變化曲線未呈現(xiàn)出規(guī)律性，6月 和 8 月WUE 日變化曲線均在8：00 達(dá)到全天最大值。

圖5 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種生長(zhǎng)期水分利用效率WUE 日變化的比較

2.3.5 不同葡萄品種光合特性指標(biāo)日均值的比較。由表2 可知，6 月，紫提“988”葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）和氣孔導(dǎo)度（Gs）日均值明顯高于紅地球，經(jīng)方差分析可知，其中凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）兩者相比較差異極顯著，氣孔導(dǎo)度（Gs）差異不顯著；7月，紅地球的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）極顯著高于紫提“988”，氣孔導(dǎo)度（Gs）和水分利用效率（WUE）無(wú)顯著差異；8 月，紫提“988”葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和水分利用效率（WUE）日均值高于紅地球，但差異不顯著；紫提“988”和紅地球3 個(gè)月的Pn日均值表現(xiàn)為7 月＞8 月＞6 月。

表2 紅地球與紫提“988”2 個(gè)葡萄品種光合特性指標(biāo)日均值的比較

3 結(jié)論與討論

本研究中，紅地球已為寧夏地區(qū)鮮食葡萄的主栽品種，而紫提“988”已在寧夏地區(qū)日光溫室中引種成功，且果實(shí)耐貯運(yùn)、宜鮮食、抗性和適應(yīng)性強(qiáng)。從果實(shí)品質(zhì)的測(cè)定結(jié)果可以看出，紫提“988”的單果重、可溶性固形物含量和Vc 的含量均高于紅地球，適宜在寧夏地區(qū)推廣種植。

植物的光合日動(dòng)態(tài)變化反映了植物一天中光合作用隨著環(huán)境改變而發(fā)生的變化，是植物對(duì)特定環(huán)境條件的適應(yīng)結(jié)果[10]。植物光合作用的日變化可以分為單峰型和雙峰型光合“午休”[11-12]。所謂光合“午休”是由于外界日照強(qiáng)度大后使得葉面溫度高，相對(duì)濕度低，蒸騰速率高而導(dǎo)致凈光合速率下降[13]。紫提“988”和紅地球葉片光合作用日變?cè)? 月測(cè)量期間表現(xiàn)出典型的雙峰型，反映出其對(duì)當(dāng)?shù)馗邷?、干旱環(huán)境較強(qiáng)的適應(yīng)能力。

氣孔導(dǎo)度是指植物氣孔傳導(dǎo)CO2和水分的能力。植物通過(guò)氣孔運(yùn)動(dòng)來(lái)控制與外界的CO2和水交換，從而調(diào)節(jié)光合速率和蒸騰速率以適應(yīng)不同的環(huán)境條件[14]。寧夏地區(qū)7 月氣候炎熱干旱，6 月和8 月則相對(duì)適宜。研究結(jié)果表明，6 月和8 月紫提“988”Gs 和E 高于紅地球，7 月則相反。

水分利用效率是Pn 與E 的比值，其高低不僅取決于CO2同化效率和蒸騰效率的相對(duì)大小，同時(shí)與光強(qiáng)、大氣溫度、葉溫、濕度、氣壓、氣孔導(dǎo)度以及土壤水分等環(huán)境因子密切相關(guān)[15]。本研究表明，7 月和8 月紫提“988”的WUE 均高于紅地球。紫提“988”的高WUE是其良好的光合適應(yīng)性以及完善的氣孔調(diào)節(jié)作用的結(jié)果。

本研究結(jié)果表明，紫提“988”在其單果重、可溶性固形物、Vc 及光合作用等方面的表現(xiàn)均優(yōu)于紅地球。在其生長(zhǎng)期中，紫提“988”可以通過(guò)光合“午休”、有效的氣孔調(diào)節(jié)和提高光呼吸速率來(lái)應(yīng)對(duì)當(dāng)?shù)馗邷?、干旱和?qiáng)光等脅迫環(huán)境，顯示出其對(duì)寧夏地區(qū)環(huán)境良好的適應(yīng)性。