芝麻新品種商芝156花后光合能力研究

張建超 郭書亞 呂樹立

（1.武陟縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 河南武陟454000；2.商丘市農(nóng)林科學(xué)院 河南商丘476000）

芝麻是我國的一種重要油料作物，河南省是我國芝麻的主產(chǎn)區(qū)[1-2]，以商丘為代表的的豫東地區(qū)大面積種植芝麻。目前，豫東地區(qū)芝麻生產(chǎn)發(fā)展存在著一些問題，當(dāng)?shù)剞r(nóng)民多年或長期使用1～2個農(nóng)家品種，造成品種退化、老化，產(chǎn)量低、品質(zhì)差、抗逆性差，最終導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益差[3]。商芝156是商丘市農(nóng)林科學(xué)院選育的優(yōu)良芝麻新品種，具有產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)、品質(zhì)優(yōu)的特點(diǎn)。光合作用是作物生長發(fā)育和產(chǎn)量形成的基礎(chǔ)[4]，外部環(huán)境因素和作物本身共同影響著光合作用[5]。以前研究芝麻的光合作用主要集中在逆境條件（干旱、澇害、高溫等）[6-8]、栽培措施[9]、種質(zhì)材料鑒定和選育[10-11]、間套作等方面[12]，而在正常大田生產(chǎn)條件下優(yōu)良品種的光合作用能力研究較少。在正常大田水肥條件下，筆者通過研究商芝156的光合特性及葉綠素變化規(guī)律，為商芝156的高產(chǎn)高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

試驗于2019年在商丘市農(nóng)林科學(xué)院試驗示范中心（34°31’N、115°42’E）進(jìn)行。該地屬于暖溫帶亞濕潤季風(fēng)氣候，試驗田土壤為黃潮土，質(zhì)地中壤，地勢平坦，土壤肥力均勻。試驗地基本理化性質(zhì)見表1。

表1 試驗地基本理化性質(zhì)

1.2 試驗設(shè)計

供試品種為商芝156，對照品種為豫芝4號，試驗采取隨機(jī)區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，0.4 m等行距種植，15萬株/hm2，行長6 m，8行區(qū)，小區(qū)面積19.2 m2。田間管理同高產(chǎn)大田，成熟期分小區(qū)收獲，統(tǒng)計單株產(chǎn)量。

1.3 測定項目與方法

在芝麻初花期（7月17日）、盛花期（7月24日、8月3日、8月17日）、終花期（8月29日）、蒴果成熟期（9月8日）分別測定各項指標(biāo)。每處理選取長勢一致，具有相同葉位葉片（中上完整葉片）的植株5株，選擇晴天上午9:00～11:00，采用光合測定系統(tǒng)測定其光合速率（Pn）、氣孔導(dǎo)度（Gs）、蒸騰速率（Tr）,計算葉片水分利用效率（WUE）（光合速率/蒸騰速率）。在測定光合特性的同時用FM S2脈沖調(diào)制式熒光儀（英國，Han satech）測定葉綠素?zé)晒鈪?shù)，以及測定光適應(yīng)下最大熒光（Fm′）、光適應(yīng)下的穩(wěn)態(tài)熒光（Fs）和暗適應(yīng)30 min后的最大熒光（Fm）、初始熒光（Fo）等熒光參數(shù)。光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率Fv/Fm=(Fm-Fo）/Fm，光系統(tǒng)Ⅱ的實(shí)際光化學(xué)效率ΦPSⅡ=(Fm′-Fs）/Fm′。

2 結(jié)果與分析

2.1 光合速率的變化

從表2可以看出，商芝156與對照不同時期光合速率變化趨勢基本一致，整體上呈震蕩下降趨勢，在8月3日出現(xiàn)一個峰值。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日、8月29日，商芝156的光合速率均高于豫芝4號，分別比對照高2.39%、4.30%、3.51%、3.38%、2.58%；在9月8日低于商芝4號，低1.47%。

表2 芝麻不同時期光合速率變化（單位：μmol/m2·s）

2.2 氣孔導(dǎo)度的變化

從表3可以看出，商芝156與對照不同時期氣孔導(dǎo)度變化趨勢基本一致，整體上呈震蕩下降趨勢，8月3日出現(xiàn)一個峰值。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的氣孔導(dǎo)度均高于豫芝4號，分別比對照高3.13%、10.53%、4.17%、12.50%；在8月29日、9月8日低于豫芝4號，分別低12.50%、16.67%。

表3 芝麻不同時期氣孔導(dǎo)度的變化（單位：mol/m2·s）

2.3 蒸騰速率和水分利用效率的變化

從表4可以看出，商芝156與對照不同時期蒸騰速率變化趨勢基本一致，呈先升高后下降趨勢，8月3日蒸騰速率最大。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，豫芝4號的蒸騰速率均高于商芝156，分別比商芝156高1.33%、4.59%、4.05%、12.50%；在8月29日、9月8日，商芝156的蒸騰速率均高于豫芝4號，分別高5.97%、3.57%。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的水分利用效率均高于豫芝4號，而在8月29、9月8日均低于豫芝4號。

表4 芝麻不同時期蒸騰速率和水分利用效率的變化

2.4 光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）和實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）的變化

從表5可以看出，商芝156與對照不同時期Fv/Fm和ΦPSⅡ變化趨勢基本一致，呈先升高后下降趨勢，8月3日Fv/Fm和ΦPSⅡ值最大。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的Fv/Fm均高于豫芝4號，分別比對照高24.48%、59.81%、24.57%、39.58%；在8月29日、9月8日均低于豫芝4號，分別低13.99%、58.22%。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的ΦPSⅡ均高于豫芝4號，而在8月29、9月8日均低于豫芝4號。

2.5 籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

從表6可以看出，商芝156的單株蒴數(shù)、單蒴粒數(shù)、千粒重均高于豫芝4號，分別較對照高13.06%、2.92%、2.93%，最終單株產(chǎn)量比豫芝4號高11.63%。

表6 芝麻籽粒產(chǎn)量及其構(gòu)成因素

3 結(jié)論與討論

本試驗在正常生長和栽培條件下，研究了芝麻新品種商芝156花后的光合能力。試驗結(jié)果表明，在初花期和盛花期（7月24日、8月3日、8月17日），其光合速率、氣孔導(dǎo)度、水分利用效率、光系統(tǒng)Ⅱ的最大光化學(xué)效率（Fv/Fm）和實(shí)際光化學(xué)效率（ΦPSⅡ）均高于對照品種豫芝4號，在成熟期低于對照，但差別不大。說明商芝156相較于對照有著較高的光合能力，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的能力高。在商芝156的栽培過程中，根據(jù)其初花期、盛花期光合能力強(qiáng)的特點(diǎn)，在初花期、盛花期應(yīng)加強(qiáng)水肥管理、改善通風(fēng)條件，以獲得高產(chǎn)。最終，商芝156的單株蒴數(shù)、單蒴粒數(shù)、千粒重均高于豫芝4號，分別較對照高13.06%、2.92%、2.93%，單株產(chǎn)量比對照高11.63%。這與2016年和2017年區(qū)域試驗較對照豫芝4號增產(chǎn)3.81%和11.20%[3]，以及2018年品種展示試驗較對照豫芝4號增產(chǎn)12.96%[3]的結(jié)果基本一致。