3個生態(tài)區(qū)域內(nèi)5個油橄欖品種的葉片生理特征及開花座果率研究*

李欣欣，葉敏，王麗華，慕長龍，鄧小兵，王澤亮，杜晉城

(1.四川省林業(yè)科學研究院，四川 成都 610081；2.四川師大附屬第一學校，四川 成都 610066)

油橄欖(OleaeuropaeaL.)，又名齊墩果、阿列布，屬木樨科(Oleaceae)木犀欖屬(Olea)常綠小喬木，是世界上著名的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和高效的木本油料樹種，具有很高的經(jīng)濟價值，素有“植物油皇后”的美譽[1]。中國自1956 年起開始引種油橄欖，成功確定并劃分了油橄欖在中國的適生區(qū)，選育出了一批適合中國栽培的優(yōu)良品種[2-4]。國內(nèi)外專家大多認為中國引種油橄欖等經(jīng)濟林木影響其生長和發(fā)展的最大問題是其生長環(huán)境的改變[5-6]。油橄欖生長發(fā)育有著不同特性，對環(huán)境、溫度和土壤條件都有著相應的要求[7]。如根據(jù)生態(tài)環(huán)境因子的分析，對油橄欖在原產(chǎn)地和漢中地區(qū)引種的氣溫、降雨量和日照及土壤條件的分析研究表明漢中地區(qū)不適宜于油橄欖生長，需要補充某些生態(tài)因子的不足，并需選擇適應我國氣候條件的品種[8]。川中丘陵地區(qū)光照相對較好的陽坡，沙性紫色高鈣土更適宜油橄欖生長和結(jié)果[9]。對巴中地區(qū)近40 a油橄欖生長氣候條件分析發(fā)現(xiàn)，日照時數(shù)增加對油橄欖的生長是有利的，年均溫度上升，將會促進該地區(qū)油橄欖的生長[10]，但溫度升高過多，會抑制其開花座果率[11]。四川省作為其主要栽培地區(qū)，由于引種地的年日照時數(shù)不足和空氣相對濕度較大等造成油橄欖單株產(chǎn)量和果實含油率遠低于國外油橄欖生產(chǎn)大國[12-13]。

因此，本試驗以四川主栽油橄欖品種‘豆果’(‘Arbequina’) 、‘皮瓜爾’(‘Picual’)、‘克羅萊卡’(‘Koroneiki’)、‘小蘋果’(‘Manzanillo’)和‘科拉蒂’(‘Coratina’)為研究對象，在不同種植生態(tài)區(qū)測定油橄欖葉片光合速率和葉片光合色素含量等葉片功能性指標，結(jié)合各種植生態(tài)區(qū)各品種相應的開花和座果情況，為川內(nèi)油橄欖適生生態(tài)區(qū)及品種選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

西昌冕寧縣處于101°38′～102°25′E，28°05′～29°02′ N之間，屬亞熱帶季風氣候，具有氣候溫和、雨熱同季、雨量充沛、日照充足和立體差異明顯等氣候特點。年平均氣溫17.2 ℃，年均降水量1 150 mm；無霜期長，年平均達240 d；年平均日照2 398 h，平均相對濕度69%左右。

廣元利州地處105°27′～106°04′E，32°19′～32°37′N之間，屬亞熱帶濕潤季風氣候，春暖、夏熱、秋涼、冬寒，四季分明，年均氣溫16.1 ℃，年均降雨量698 mm，生長期平均310 d，無霜期共263 d，年日照時數(shù)1 342 h。

金堂淮口鎮(zhèn)介于104°20′～104°52′E，30°29′～30°57′N之間，屬亞熱季風氣候，氣候溫和，四季分明，雨量充沛，濕度大，云霧多，乏日照，平均風速小，無霜期長，大陸性季風氣候顯著，年均氣溫為16.6 ℃，年平均降雨量為920.5 mm，年均日照時數(shù)1 268.7 h。

3個試驗地所處地理位置、日照時數(shù)、溫度以及降水量等存在較明顯的差異，不同品種的油橄欖在不同的生長環(huán)境下會對其生長狀態(tài)、開花結(jié)果等造成不同的影響。

1.2 試驗材料

油橄欖供試品種為2 a生扦插營養(yǎng)袋苗，定干高度為60～80 cm的‘豆果’‘皮瓜爾’‘克羅萊卡’‘小蘋果’和‘科拉蒂’品種的苗木。

1.3 試驗方法

分別在西昌冕寧、廣元利州和金堂淮口選擇2015年10月栽植的已有5 a苗齡的油橄欖園。3個園區(qū)土質(zhì)疏松，地形開闊、背風向陽；園區(qū)種植密度分別為2 m×5 m、3 m×5 m和3 m×4 m，園區(qū)采用高垅或壘堆方法進行栽植，主枝開心形，形成圓頭樹冠，每年施肥2～3次，以有機肥為主，冬春季降雨量較少時進行滴管補水，進行常規(guī)病蟲害預防控制；3個園區(qū)內(nèi)油橄欖樹生長均健壯。在園區(qū)內(nèi)選擇‘豆果’‘皮瓜爾’‘克羅萊卡’‘小蘋果’和‘科拉蒂’共5個品種，每個品種選擇東、南、西、北4個不同種植方位的6株長勢基本一致的油橄欖樹作為試驗對象。于6月1日、15日和30日早上用光合測定儀測5個品種不同方位的葉片光合作用，采樣測定葉片光合色素含量和抗氧化酶活性。并于開花結(jié)果時期調(diào)查不同生態(tài)區(qū)的各品種油橄欖的開花座果數(shù)，以研究不同生態(tài)區(qū)油橄欖葉片光合特征與開花座果的相關(guān)性。

1.4 測定內(nèi)容與方法

(1)光合參數(shù)測定 每次取樣時，采用LI-6400便攜式光合作用測定儀(LI-COR Inc.,USA)測定選取的每個品種的6株樣樹上健康、完整、朝南向陽方位的10片葉子的凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、胞間CO2濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)、葉溫下蒸氣壓虧缺值(VpdL)，重復測定3次，取平均值。測定時間8:00—10:30，測定過程中光強約1 000 μmol/(m2·s-1)，空氣溫度(28±2)℃，空氣CO2濃度變化范圍(400±10)μmol/mol。

(2)生理生化指標測定 采用李合生[14]的方法測定各項生理指標，在9:00—10:00測定完全展開的第3片真葉。用丙酮-乙醇混合(1︰1)浸提法測定光合色素含量(葉綠素a、葉綠素b、類胡蘿卜素)，用氮藍四唑(NBT)光還原法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性，用愈創(chuàng)木酚比色法測定過氧化物酶(POD)活性，用高錳酸鉀滴定H2O2法測定過氧化氫酶(CAT)活性，用考馬斯亮藍法測定可溶性蛋白含量。

(3)開花座果率調(diào)查 3個區(qū)域的開花時間存在差異，根據(jù)前期經(jīng)驗及試驗時間的觀察，分別于4月19日、5月2日和5月5日在西昌冕寧、廣元利州和金堂淮口開始進行開花座果率調(diào)查。對掛牌試驗樹的開花情況進行調(diào)查統(tǒng)計，分別于花后7 d和15 d進行果實數(shù)量調(diào)查統(tǒng)計。

1.5 數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2007軟件處理，SPSS 20.0進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片光合特征

由表1可知，在西昌冕寧、廣元利州和金堂淮口園區(qū)內(nèi)選擇的‘豆果’‘皮瓜爾’‘克羅萊卡’‘小蘋果’和‘科拉蒂’品種的葉片凈光合速率總體表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口，表明在西昌冕寧更有利于油橄欖葉片進行光合作用，且5個品種中‘豆果’葉片光合作用較強，‘科拉蒂次’次之。

表1 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片光合特征Tab.1 Effects of different ecological areas on leaf photosynthetic characteristics of olive varieties

從相同品種不同生態(tài)區(qū)來看：就凈光合速率而言，‘豆果’‘皮瓜爾’‘克羅萊卡’‘小蘋果’和‘科拉蒂’在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別提高33.76%(P<0.05)、51.11%(P<0.05)、126.92%(P<0.05)、8.61%(P<0.05)和81.99%(P<0.05)；就蒸騰速率而言，‘豆果’‘皮瓜爾’‘克羅萊卡’‘小蘋果’和‘科拉蒂’在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別提高1.242、2.57、9.47、3.45和0.59倍；就氣孔導度而言，‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別提高96.86%(P<0.05)、67.71%(P<0.05)、86.94%(P<0.05)、39.38%(P<0.05)和86.70%(P<0.05)；就胞間CO2濃度而言，‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別提高33.46%(P<0.05)、26.56%(P<0.05)、2.50%(P<0.05)、7.30%(P<0.05)和60.98%(P<0.05)；就葉溫下蒸氣壓虧缺而言，‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別提高2.30、1.44、1.48、1.88和1.71倍。從相同區(qū)域不同品種來看：西昌冕寧區(qū)域中，‘豆果’凈光合速率最高，‘科拉蒂’次之；廣元利州區(qū)域中，‘科拉蒂’凈光合速率最高，‘豆果’次之;金堂淮口區(qū)域中，‘豆果’凈光合速率最高，‘小蘋果’次之。

2.2 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片光合特征

在不同的生態(tài)區(qū)域內(nèi)油橄欖葉片光合色素含量均出現(xiàn)顯著性差異(表2)，總體變化趨勢和光合特性相同，表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口，且西昌冕寧與金堂淮口的差異較大，尤其是‘皮瓜爾’，表明在西昌冕寧更有利于油橄欖葉片光合色素的合成。

表2 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片光合色素含量Tab.2 Effects of different ecological zones on the content of photosynthetic pigment in leaves of olive varieties

從相同品種不同生態(tài)區(qū)來看：‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’的葉綠素總量在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別增加26.79%(P<0.05)、34.09%(P<0.05)、45.44%(P<0.05)、55.38%(P<0.05)和82.51%(P<0.05)；‘克羅萊卡’‘豆果’‘小蘋果’和‘科拉蒂’類胡蘿卜素含量在西昌冕寧達到最大值，‘皮瓜爾’在廣元利州達到最大值，‘克羅萊卡’和‘豆果’在金堂淮口時優(yōu)于廣元利州。從相同區(qū)域不同品種來看：西昌冕寧區(qū)域中，‘小蘋果’葉綠素總量最高，‘豆果’次之，‘豆果’類胡蘿卜素含量最高，‘克羅萊卡’次之；廣元利州區(qū)域中，‘豆果’葉綠素總量最高，‘克羅萊卡’次之，‘小蘋果’類胡蘿卜素含量最高，‘克羅萊卡’次之；金堂淮口區(qū)域中，‘豆果’葉綠素總量最高，‘克羅萊卡’次之，‘克羅萊卡’類胡蘿卜素含量最高，‘豆果’次之。因此，綜合來看，不同生態(tài)區(qū)中油橄欖葉片光合色素含量，西昌冕寧優(yōu)于廣元利州優(yōu)于金堂淮口，相同區(qū)域不同品種中，‘豆果’最優(yōu)。

2.3 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量

由表3可以看出，在不同的生態(tài)區(qū)域內(nèi)油橄欖葉片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量均呈現(xiàn)顯著性差異，總體變化趨勢表現(xiàn)為西昌冕寧<廣元利州<金堂淮口，且西昌冕寧與金堂淮口在葉片CAT活性及可溶性蛋白含量上的差異較大，表明油橄欖的適生地最優(yōu)的為西昌冕寧，相對較差的是金堂淮口。

表3 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的葉片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量Tab.3 Effects of different ecological zones on antioxidant enzyme activity and soluble protein content in leaves of olive varieties

從相同品種不同生態(tài)區(qū)來看：‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’葉片POD活性在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別降低17.01%(P<0.05)、26.41%(P<0.05)、414.61%(P<0.05)、328.06%(P<0.05)和54.21%(P<0.05)，科拉蒂和小蘋果在金堂淮口園區(qū)適生性較差；‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’葉片CAT活性在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別降低84.79%(P<0.05)、328.06%(P<0.05)、307.20%(P<0.05)、297.73%(P<0.05)和527.33%(P<0.05)，‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’在金堂淮口園區(qū)適生性較差；‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’葉片SOD活性在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別降低20.91 %(P<0.05)、2.49%(P<0.05)、4.93%(P<0.05)、70.45%(P<0.05)和6.55%(P<0.05)；‘豆果’‘克羅萊卡’‘科拉蒂’‘小蘋果’和‘皮瓜爾’葉片可溶性蛋白在西昌冕寧較金堂淮口園區(qū)分別降低4.05、6.97、3.38、2.19和4.49(P<0.05)倍。綜合來看，5個品種油橄欖在金堂淮口園區(qū)適生性較差，處于逆境生長環(huán)境。

2.4 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的開花座果率

開花座果率最能直接反應油橄欖在不同的生態(tài)區(qū)域內(nèi)油橄欖適應性強弱和產(chǎn)量的高低。5個品種的油橄欖開花數(shù)均較多，其中最少的是金堂淮口的‘皮瓜爾’每株開花共1 422朵?；ê? d果實個數(shù)與開花數(shù)相比顯著減少，花后15 d果實個數(shù)與花后7 d果實個數(shù)相比也顯著減少，其中最多的是西昌冕寧的‘豆果’(162個果實)?；ê? d及花后15 d座果率就區(qū)域而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口；就品種而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為‘豆果’>‘克羅萊卡’>‘科拉蒂’>‘小蘋果’>‘皮瓜爾’ (表4)。表明西昌冕寧更有利于油橄欖生長，‘豆果’品種更優(yōu)。

表4 不同生態(tài)區(qū)參試油橄欖品種的開花座果率Tab.4 Effects of different ecological zones on fruit setting rate of olive varieties

‘豆果’在3個區(qū)域的花后7 d座果率差異不明顯，但15 d后出現(xiàn)顯著性差異變化，西昌冕寧較廣元利州和金堂淮口分別提高1.21%和2.17%?！肆_萊卡’在3個區(qū)域的花后7 d座果率差異較小，西昌冕寧略低于其它2個區(qū)域，但15 d后出現(xiàn)較大變化，西昌冕寧較廣元利州和金堂淮口分別提高1.38%和1.38%。其它3個品種在3個區(qū)域的花后7 d座果率及花后15 d座果率差異不明顯。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

葉片是植物進行光合作用、蒸騰作用的主要場所[15]，是植物進化過程中對環(huán)境變化較敏感且可塑性較大的重要器官，其在不同環(huán)境梯度下已經(jīng)形成各種適應類型和生態(tài)策略，其功能性狀最能體現(xiàn)環(huán)境因子的影響或植物對環(huán)境的適應性[16-26]。有研究表明，溫度較適宜時珍貴樹種格木(Erythrophleumfordii)、降香黃檀(Dalbergiaodorifera)、閩楠(Phoebebournei)、檀香(Santalumalbum)、鐵刀木(Cassiasiamea)等苗木葉片光合色素含量增加[27]，光照強度較高時三江平原12種濕地植物葉片光合色素含量相對較高[28]，從而使植物光合能力增強[29]。本試驗中，在3個不同的研究區(qū)域內(nèi)，油橄欖葉片光合特性總體表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口，表明油橄欖在西昌冕寧適生性更強，這可能與西昌冕寧的溫度和光照時長優(yōu)于其它2個地方有關(guān)。溫度相對更加適宜，光照時間相對較長使得植物葉片能捕獲利用更多的太陽輻射，葉片光資源獲取更具優(yōu)勢，更有利于葉片生長發(fā)育和干物質(zhì)積累；提高葉綠素含量，捕獲光能量的能力更強，葉片光合同化效率更高，更有利于油橄欖葉片進行光合作用，油橄欖生理代謝更為活躍。且5個品種中‘豆果’葉片光合作用較強，‘科拉蒂’次之。

油橄欖在不同生態(tài)環(huán)境下，其葉片抗氧化酶活性表現(xiàn)出較大差異[30]。油橄欖在不適宜的生態(tài)環(huán)境下生長時，自身通過調(diào)節(jié)抗氧化酶活性，清除植物體內(nèi)積累的ROS，減輕ROS對膜系統(tǒng)造成傷害，提高其適應能力[31]。本試驗中，在不同的生態(tài)區(qū)域內(nèi)油橄欖葉片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量均出現(xiàn)顯著性差異，總體變化趨勢表現(xiàn)為西昌冕寧<廣元利州<金堂淮口，且西昌冕寧與金堂淮口在葉片CAT活性及可溶性蛋白含量上的差異較大。表明油橄欖的適生地最優(yōu)的為西昌冕寧，相對較差的是金堂淮口。

植物開花座果率的高低受到生態(tài)區(qū)域內(nèi)氣候條件的影響[32-34]，如對引種植物開花結(jié)果進行物候觀測，發(fā)現(xiàn)原產(chǎn)澳大利亞的引種植物在西雙版納適應性較差，其存活率和果熟率分別為5.0%和3.6%，原產(chǎn)馬來西亞的引種植物，存活率和果熟率分別為19.8%和5.7%[10]；藍花楹(Jacarandamimosifolia)開花物候期前后光照強度對其開花有顯著影響[29]。同時，植物開花座果率的高低還與樹體質(zhì)量等有關(guān)，如研究表明光合色素變化跟山茶花花期有一定相關(guān)性，四季金花茶(Camelliaperpetua)在盛花期是光合色素含量多[35]，綠豆產(chǎn)量與開花后葉片凈光合速率、SOD活性、POD活性和CAT活性呈顯著正相關(guān)[36]。本試驗中，在西昌冕寧、廣元利州和金堂淮口的花后7 d及花后15 d座果率就區(qū)域而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口，就品種而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為‘豆果’>‘克羅萊卡’>‘科拉蒂’>‘小蘋果’>‘皮瓜爾’，表明油橄欖引種到西昌冕寧更利于其開花座果，這可能是因為西昌冕寧氣候條件相對較優(yōu)，使得油橄欖葉片光合特性和抗性增強，樹體質(zhì)量提高。5個品種中‘豆果’品種更優(yōu)，這可能與品種的生長、適生性等差異有關(guān)。

3.2 結(jié)論

在不同的生態(tài)區(qū)域內(nèi)油橄欖葉片光合色素含量、光合能力及抗氧化酶活性均呈現(xiàn)顯著性差異，油橄欖的適生地最優(yōu)的為西昌冕寧，相對較差的是金堂淮口。西昌冕寧、廣元利州和金堂淮口的花后7 d及花后15 d座果率就區(qū)域而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為西昌冕寧>廣元利州>金堂淮口；就品種而言，優(yōu)劣表現(xiàn)為‘豆果’>‘克羅萊卡’>‘科拉蒂’>‘小蘋果’>‘皮瓜爾’，表明在西昌冕寧更有利于油橄欖生長，‘豆果’品種更優(yōu)，‘科拉蒂’次之。