信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片光合特性季節(jié)動(dòng)態(tài)變化探究

梁祥鵬 胡 強(qiáng) 付滿意 馬桂花

（信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 河南信陽(yáng) 464000）

信陽(yáng)地跨淮河，位于中國(guó)亞熱帶和暖溫帶的地理分界線（秦嶺—淮河線）上，屬亞熱帶向暖溫帶過(guò)渡區(qū)。信陽(yáng)市氣候四季分明，雨熱同季，雨量充沛，光照充足，適合各種作物生長(zhǎng)[1]，但是信陽(yáng)市季節(jié)性氣候?qū)r(nóng)業(yè)的發(fā)展有一定的制約作用[2]。信陽(yáng)五月鮮桃是信陽(yáng)市平橋區(qū)林科所從普通五月鮮桃中發(fā)現(xiàn)的優(yōu)良品種，經(jīng)過(guò)多年培育，表現(xiàn)出外形美、品質(zhì)優(yōu)的特點(diǎn)，屬于優(yōu)良鄉(xiāng)土品種[3～4]。因此，研究信陽(yáng)五月鮮桃光合特性季節(jié)變化對(duì)不同季節(jié)的信陽(yáng)五月鮮桃生產(chǎn)管理具有重要意義。

光合作用是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受植物本身內(nèi)部因素和外界環(huán)境因子的影響，研究植物光合特性也主要是從植物的生理因子如氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度等方面展開。例如趙敏[5]等就以幼齡黃柏樹為研究對(duì)象，探究了幼齡黃柏樹葉片在生長(zhǎng)季后期凈光合速率日變化。

光合生理特性可作為評(píng)價(jià)植物生產(chǎn)力和適應(yīng)性的重要指標(biāo)。在桃樹光合生理特性研究上，劉文海[6]等研究了不同光照處理對(duì)設(shè)施桃樹及熒光特性的影響。王秋曉[7]等研究了不同樹形光合特性，發(fā)現(xiàn)了紡錘形桃樹光合性能強(qiáng)于開心形。本研究以6a 齡信陽(yáng)五月鮮桃為試材，測(cè)定了信陽(yáng)五月鮮桃不同季節(jié)的光合特性生理因子的變化規(guī)律，期望對(duì)不同季節(jié)的信陽(yáng)五月鮮桃生產(chǎn)管理指導(dǎo)提供幫助。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

在信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院桃李園內(nèi)選取一株生長(zhǎng)狀況良好的6a齡信陽(yáng)五月鮮桃。

1.2 試驗(yàn)地概況

實(shí)驗(yàn)地園區(qū)典型氣候?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)性濕潤(rùn)氣候，其全年冷暖適中，年平均氣溫15.3 ℃，無(wú)霜期平均時(shí)長(zhǎng)220～230 d；試驗(yàn)地園區(qū)降雨豐沛，年平均降雨量約1 100 mm，空氣濕潤(rùn)，年均相對(duì)濕度77 %。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

在5月份、7月份、9月份選擇晴朗無(wú)風(fēng)少云且光照充足的一天，在生長(zhǎng)狀況良好的6年齡的信陽(yáng)五月鮮桃植株上選擇正常成熟葉片并做記號(hào)，用CIRASE 光合分析儀測(cè)定信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）光合有效輻射（Qar），每個(gè)葉片重復(fù)測(cè)定3 次，從8∶00 至18∶00，每隔2h 測(cè)一次。水分利用效率（WUE）=凈光合速率（Pn）/蒸騰速率（Tr）。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用Microsoft Excel 2003 SPSSAU 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與處理

2 結(jié)果與分析

2.1 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)光合有效輻射日變化比較

由圖1可知，不同季節(jié)的信陽(yáng)五月鮮桃光合有效輻射日變化趨勢(shì)均呈現(xiàn)先上升后下降的“單峰”曲線，均在12∶00 時(shí)達(dá)到最大值。夏季光合有效輻射＞春季光合有效輻射＞秋季光合有效輻射。

2.2 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)凈光合速率日變化比較

凈光合速率是反映植物光合特性的重要指標(biāo)，反映植物積累有機(jī)物能力大小[8]。由圖2可知，信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片凈光合速率（Pn）在季節(jié)上具有明顯差異，春季凈光合速率＞夏季凈光合速率＞秋季凈光合速率。春季和夏季的信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片凈光合速率日變化趨勢(shì)呈現(xiàn)先上升再下降、再上升再下降的“雙峰型”曲線。秋季的信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片凈光合速率日變化趨勢(shì)呈現(xiàn)先下降再上升、再下降的“雙峰型”曲線。春季頂峰峰值與夏季頂峰峰值均出現(xiàn)在10∶00，為4.2 μmol·m-2·s-1，而秋季的頂峰出現(xiàn)在14∶00，為2.6 μmol·m-2·s-1。春季、夏季、秋季的凈光合速率曲線雙峰低谷時(shí)間都出現(xiàn)在12∶00，存在著明顯的“光合午休”現(xiàn)象。

2.3 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)蒸騰速率日變化比較

蒸騰速率（Tr）是單位時(shí)間內(nèi)單位葉面積因?yàn)檎趄v作用而散失的水量[9]，反映植物體內(nèi)的水分代謝情況。由圖3可知，夏季與秋季蒸騰速率相近，明顯大于春季蒸騰速率。春季蒸騰速率日變化呈“雙峰型”曲線，在10∶00 和14∶00 分別達(dá)到2 個(gè)峰值，夏季蒸騰速率日變化趨勢(shì)是上升再下降，在14∶00 達(dá)到峰值，秋季蒸騰速率日變化趨勢(shì)也是先上升再下降，在14∶00 達(dá)到峰值。

2.4 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)氣孔導(dǎo)度日變化比較

由圖4可知，信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)的氣孔導(dǎo)度的日變化處于動(dòng)態(tài)變化中。不同季節(jié)的信陽(yáng)五月鮮桃氣孔導(dǎo)度日變化趨勢(shì)均呈現(xiàn)“雙峰”型曲線，在12∶00時(shí)，不同季節(jié)的氣孔導(dǎo)度均會(huì)下降。春季氣孔導(dǎo)度日變化為8∶00 開始升高，至10∶00 達(dá)到第一個(gè)峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達(dá)到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達(dá)到第二個(gè)峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達(dá)到最低點(diǎn)。夏季氣孔導(dǎo)度日變化為8∶00 開始升高，至10∶00達(dá)到第一個(gè)峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達(dá)到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達(dá)到第二個(gè)峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達(dá)到最低點(diǎn)。秋季氣孔導(dǎo)度變化為8∶00 開始升高，至10∶00 達(dá)到第一個(gè)峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達(dá)到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達(dá)到第二個(gè)峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達(dá)到最低點(diǎn)。

2.5 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)胞間二氧化碳濃度日變化比較

胞間CO2濃度（Ci）是大氣輸入與細(xì)胞光合利用、光呼吸的CO2動(dòng)態(tài)平衡瞬間的濃度。

由圖5可知，春季、夏季、秋季的信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片胞間CO2濃度在12∶00 時(shí)有明顯下降。從14∶00 至18∶00，不同季節(jié)的胞間CO2濃度發(fā)生變化，不同季節(jié)的胞間CO2濃度均升高。

2.6 信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)水分利用效率日變化比較

由圖6可知，信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片水分利用效率不同季節(jié)存在著明顯差異，春季的水分效率利用數(shù)據(jù)曲線高于夏季水分利用效率曲線，夏季水分利用效率曲線高于秋季的水分利用效率曲線，說(shuō)明春季水分利用效率最高，夏季水分利用效率次之，秋季水分利用效率最低。

2.7 信陽(yáng)五月鮮桃不同季節(jié)凈光合速率與生理生態(tài)因子的關(guān)系

用春季、夏季、秋季測(cè)定的凈光合速率數(shù)據(jù)與光合有效輻射、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度進(jìn)行相關(guān)性分析。

表1 凈光合速率與生理生態(tài)因子的相關(guān)系數(shù)

不同季節(jié)信陽(yáng)五月鮮桃的凈光合速率與胞間CO2濃度、氣孔導(dǎo)度之間呈顯著性相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

信陽(yáng)五月鮮桃樹體葉片不同季節(jié)的凈光合速率變化表現(xiàn)為，春季凈光合速率最高，夏季凈光合速率次之，秋季凈光合速率最低，光合性能春季＞夏季＞秋季。不同季節(jié)的凈光合速率日變化在12∶00 時(shí)均存在著明顯的“光合午休”現(xiàn)象，這與張宏輝[10]等研究的日光溫室油桃凈光合速率日變化存在明顯的“光合午休”現(xiàn)象一致。

信陽(yáng)五月鮮桃水分利用效率季節(jié)變化春季至秋季呈下降趨勢(shì)，且不同季節(jié)的水分利用效率日變化曲線變化不同，春季的水分利用效率日變化曲線呈現(xiàn)“W”形，在10∶00 和14∶00 水分利用效率低，在12∶00 和16∶00 水分利用效率高。夏季和秋季的水分利用效率日變化曲線呈“U”形，夏季水分利用效率最低點(diǎn)出現(xiàn)在14∶00，而秋季水分利用效率曲線最低點(diǎn)出現(xiàn)在12∶00。

本研究發(fā)現(xiàn)信陽(yáng)五月鮮桃不同季節(jié)凈光合速率與胞間CO2濃度有著顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，凈光合速率與氣孔導(dǎo)度有著顯著的正相關(guān)關(guān)系。根據(jù)陳根云[11]等關(guān)于凈光合速率和胞間CO2濃度關(guān)系的思考，光合速率隨光強(qiáng)的增加而增高主要是葉肉細(xì)胞的光合活性增大的結(jié)果，而不是胞間CO2濃度降低的結(jié)果。因此不能由負(fù)相關(guān)而得出胞間CO2濃度越低光合速率會(huì)越高的錯(cuò)誤結(jié)論，只能說(shuō)明凈光合速率與胞間CO2濃度有著顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系。

文章對(duì)信陽(yáng)五月鮮桃光合特性季節(jié)變化的研究期望能對(duì)不同季節(jié)的信陽(yáng)五月鮮桃生產(chǎn)管理提供幫助。