不同灌溉量對(duì)枸杞夏果形成期光合日變化特性的影響

陳星宜 王璐 蘇雨弦 吳榮

摘要：在中寧縣小鹽池灘璽贊枸杞莊園，研究了寧杞7號(hào)枸杞在不同灌溉量下枸杞在夏果形成期時(shí)的光合日變化特性。結(jié)果表明，在枸杞夏果形成期，不同灌溉量處理下寧杞7號(hào)的凈光合速率呈雙峰型，峰值出現(xiàn)在11：30、16：00時(shí)前后，出現(xiàn)了光合午休現(xiàn)象。枸杞受到水分脅迫之后，光合有效輻射較低，光合作用有所減弱。枸杞蒸騰速率和凈光合速率的變化趨勢(shì)較為一致，而葉片胞間CO2濃度與凈光合速率的變化趨勢(shì)相反，呈先降后升再降，最后有所上升的趨勢(shì)。隨著灌溉量的減少，枸杞的蒸騰速率降低，胞間CO2濃度增高。

關(guān)鍵詞：枸杞;灌溉量;光合

中圖分類號(hào)：S567.1? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1001-1463（2022）01-0049-04

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2022.01.011

Effect of Different Irrigation Amount on Photosynthetic Diurnal Variation Characteristics of Lycium Barbarum Summer Fruit during the

Formation Period

CHEN Xingyi 1，2，3， WANG Lu 1，2，4， SU Yuxian 1，2，5， WU Rong 1，2，4

（1. Key Laboratory of Monitoring， Early Warning and Risk Management of Agricultural Meteorological Disasters in Arid Areas， China Meteorological Administration， Yinchuan Ningxia 750002， China; 2. Ningxia Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Mitigation， Yinchuan Ningxia 750002， China; 3. Zhongwei Meteorological Bureau， Zhongwei Ningxia 755000， China; 4. Zhongning County Meteorological Bureau， Zhongning Ningxia 755100， China; 5. Tongxin County Meteorological Bureau， Tongxin Ningxia 751300， China）

Abstract：The diurnal photosynthetic characteristics of Ningqi No.7 Lyciumbarbarum at summer fruit formation stage under different irrigation in Xizanwolfberry manor，Xiaoyanchi Beach， Zhongning County. The results showed that the net photosynthetic rate of“Ningqi No.7” Lyciumbarbarum under different water treatments during the summer fruit formation period of Lyciumbarbarum showed a double-peak pattern， with the peak at 11：30 and 16：00， and the photosynthetic lunch break occurred. After the wolfberry is exposed to water stress， the photosynthetic active radiation is lower， and the photosynthesis is weakened. The change trend of the transpiration rate and net photosynthetic rate of Lyciumbarbarum was relatively consistent. The intercellular CO2 concentration of Lyciumbarbarum leaves had the opposite trend to the net photosynthetic rate. As the amount of irrigation decreases， the transpiration rate of wolfberry decreases， and the intercellular CO2 concentration increases.

Key words：Lyciumbarbarum;Irrigation volume;Photosynthesis

枸杞屬于茄科類植物，主要分布于寧夏、青海、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等地[1 ]。寧夏中寧是枸杞的原產(chǎn)地，也是枸杞的主產(chǎn)區(qū)，種植枸杞約有600年歷史，悠久的種植歷史、得天獨(dú)厚的氣候條件、地理環(huán)境，形成了枸杞藥食同源的優(yōu)良品質(zhì)。隨著時(shí)間的推移，中寧的枸杞主栽品種由過(guò)去的寧杞4號(hào)、寧杞1號(hào)逐漸變?yōu)閷庤?號(hào)。水在枸杞的新陳代謝中起著關(guān)鍵作用，是枸杞的重要組成部分，對(duì)枸杞的生長(zhǎng)發(fā)育起到重要的作用。很多學(xué)者研究了不同灌溉量對(duì)于枸杞光合及生長(zhǎng)特性的影響，如馬愛娟等[2? ]、朱金霞等[3 ]研究了小管出流灌溉下不同灌溉量對(duì)枸杞光合的影響，李智等[4 ]研究了覆膜滴灌下不同灌溉對(duì)枸杞光合、產(chǎn)量的影響，鄭國(guó)琦等[5 ]探究了不同灌溉量對(duì)寧杞1號(hào)的光合、葉片結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量的影響，趙建華等[6 ]探究了寧杞1號(hào)在不同程度干旱脅迫下的枸杞光合特性。中寧地區(qū)每年5月之后，氣溫逐步升高，土壤蒸發(fā)量加大，加之枸杞春梢生長(zhǎng)進(jìn)入旺盛階段，蒸騰速率逐漸增加，枸杞在夏果形成期時(shí)對(duì)水分的需求迅速增大[7 ]。我們?cè)阼坭较墓_花至夏果形成期，對(duì)不同灌溉量處理下枸杞光合參數(shù)的日變化特性進(jìn)行測(cè)定分析，以期為枸杞科學(xué)灌溉提供理論依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗(yàn)材料

指示枸杞品種為寧杞7號(hào)，試驗(yàn)選取樹齡3 a、長(zhǎng)勢(shì)一致的寧杞7號(hào)枸杞樹，每個(gè)小區(qū)選8株。

1.2? ?試驗(yàn)方法

試驗(yàn)在中寧縣小鹽池灘璽贊枸杞莊園進(jìn)行，建有移動(dòng)式滑軌遮雨棚水分試驗(yàn)場(chǎng)。

采用漫灌的方式灌溉，枸杞全生育期設(shè)計(jì)4個(gè)節(jié)水灌溉定額。處理A1，節(jié)水灌溉5 763.45 m3/hm2;處理A2，節(jié)水灌溉4 525.95 m3/hm2;處理A3，節(jié)水灌溉3 288.45 m3/hm2;處理A4，節(jié)水灌溉2 050.95 m3/hm2。以充分灌溉7 000.95 m3/hm2為對(duì)照（CK），3次重復(fù)。全年灌溉次數(shù)均為5次。

2021年6月枸杞夏果形成期選擇晴朗天氣，用CIRAS-3便攜式植物光合作用測(cè)定儀測(cè)定枸杞樹光合有效輻射（PAR）、凈光合速率（A）、蒸騰速率（E）、胞間CO2濃度（Ci）。從10：00時(shí)開始，每隔1.5 h測(cè)定1次，重復(fù)5次。采用t檢驗(yàn)法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析[8 ]。

1.3? ?數(shù)據(jù)分析

使用Excel 2010處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?不同灌溉量下枸杞的光合有效輻射日變化

從圖1可以看出，枸杞夏果形成期不同灌溉量下枸杞的光合有效輻射PAR日變化曲線呈單峰型，均在11：30時(shí)達(dá)到最高值，各處理最大光合有效輻射達(dá)1 871.8～2 118.2 μmol/（m2·s），之后光合有效輻射逐漸下降，各處理的光合有效輻射降至795.2～961.8 μmol/（m2·s）。在11：30時(shí)之前，處理A2的枸杞光合有效輻射高于其他各處理，11：30時(shí)對(duì)照的枸杞光合有效輻射最高，11：30時(shí)之后各處理間的光合有效輻射差距逐漸減小。13：00 — 16：00時(shí)，處理A2的枸杞光合有效輻射最高，17：30時(shí)處理A1的枸杞光合有效輻射最高。11：30 — 13：00時(shí)處理A3的枸杞光合有效輻射最低，16：00時(shí)對(duì)照最低，其他各時(shí)段均為處理A4最低。一天中各時(shí)段的平均值由大到小依次為處理A2、處理A1、對(duì)照、處理A3、處理A4。各處理間差異不顯著。

2.2? ? 不同灌溉量下枸杞的凈光合速率日變化

從圖2可以看出，枸杞夏果形成期的凈光合速率的日變化均呈雙峰型，處理A2在13：00時(shí)達(dá)到最高值，其他各處理的凈光合速率均在11：30時(shí)最高，為24.0～28.7 μmol/（m2·s）。由于午后高溫使枸杞葉片氣孔導(dǎo)度降低、光呼吸消耗增多[9 ]，各處理的枸杞凈光合速率在逐漸下降，14：30時(shí)降至低谷，之后高溫對(duì)枸杞的影響逐漸減弱，枸杞的氣孔導(dǎo)度增加，凈光合速率緩慢上升，16：00時(shí)達(dá)到第2個(gè)峰值，各處理的枸杞凈光合速率為20.4～23.0 μmol/（m2·s），16：00時(shí)之后緩慢下降。13：00時(shí)處理A2的枸杞凈光合速率明顯高于其他處理，17：30時(shí)處理A1高于其他處理，其他時(shí)段對(duì)照的枸杞凈光合速率高于其他處理。一天中各時(shí)段的平均值由大小依次為對(duì)照、處理A1、處理A2、處理A3=處理A4，處理A1與處理A3、A4、對(duì)照有顯著性差異，對(duì)照與處理A3、處理A4有顯著差異。對(duì)照、處理A1、處理A2的枸杞凈光合速率與處理A3、處理A4相比分別增加了13.8%、7.5%、6.6%。凈光合速率隨灌水減少而降低趨勢(shì)，主要是由于枸杞受到水分脅迫之后光合作用有所減弱。

2.3? ?不同灌溉量下枸杞的蒸騰速率日變化

從圖3可知，枸杞夏果形成期13：00時(shí)前，各處理的枸杞蒸騰速率均逐漸升高，在13：00時(shí)達(dá)到最大值，為13.9～14.6 mmol/（m2·s）;13：00時(shí)之后對(duì)照、處理A4持續(xù)下降，其他處理降至14：30時(shí)后有所回升，在16：00后又繼續(xù)下降，各處理的枸杞蒸騰速率最低降至10.7～13.1 mmol/（m2·s）。一天中各時(shí)段的平均值由大到小依次為對(duì)照=處理A1、處理A2=處理A4、處理A3。處理A1與處理A3差異顯著。

2.4? ?不同灌溉量下枸杞的胞間CO2濃度日變化

從圖4可以看出，夏果形成期各處理的枸杞葉片胞間CO2濃度日變化趨勢(shì)與凈光合速率的變化趨勢(shì)相反，呈先降后升再降，最后有所上升的趨勢(shì)。這是由于植物光合作用較強(qiáng)時(shí)，會(huì)吸收大量葉片胞間CO2，導(dǎo)致胞間CO2濃度隨之下降[1 ]。在11：30時(shí)各處理降至低值，11：30時(shí)后大幅升高，13：00時(shí)各處理的葉片胞間CO2濃度升至310.4～322.4 μmol/mol，13：00時(shí)后各處理逐漸下降;16：00時(shí)達(dá)到低谷，各處理的葉片胞間CO2濃度降至277.7～297.2 μmol/mol，之后再次上升。一天中各時(shí)段的平均值由大到小依次為處理A4、處理A3、處理A1、對(duì)照、處理A2。各處理間差異不顯著。枸杞的胞間CO2濃度隨著土壤水分的降低而增加趨勢(shì)，這是因?yàn)槭艿剿置{迫之后，枸杞光合作用變?nèi)?，從而使葉片利用CO2的能力減弱。

3? ?結(jié)論與討論

植物的凈光合速率能夠反映其光合能力的強(qiáng)弱。本研究表明，在枸杞夏果形成期，不同灌溉量處理下寧杞7號(hào)枸杞的凈光合速率的日變化均呈雙峰型，峰值出現(xiàn)在11：30、16：00時(shí)前后，說(shuō)明枸杞出現(xiàn)了午休現(xiàn)象。主要是由于11：30時(shí)之后光合有效輻射有所減弱，溫度逐漸升高，氣孔限制增大，部分氣孔關(guān)閉，凈光合速率下降，枸杞出現(xiàn)光合午休[9 - 10 ]。

灌溉量對(duì)枸杞的凈光合速率、光合有效輻射、蒸騰速率、胞間CO2濃度有一定的影響。充分灌溉7 000.95 m3/hm2、節(jié)水灌溉5 763.45 m3/hm2、節(jié)水灌溉4 525.95 m3/hm2的枸杞凈光合速率與節(jié)水灌溉3 288.45 m3/hm2、節(jié)水灌溉2 050.95 m3/hm2相比分別增加了13.8%、7.5%、6.6%，說(shuō)明枸杞受到水分脅迫之后，光合作用會(huì)有所減弱。枸杞光合有效輻射在中午11：30時(shí)達(dá)到最高值，各處理最大光合有效輻射達(dá)1 871.8～2 118.2 μmol/（m2·s），之后逐漸下降，灌溉較高的處理光合有效輻射也較高。枸杞蒸騰速率和凈光合速率的變化趨勢(shì)較為一致，均為雙峰曲線，第1個(gè)峰值出現(xiàn)時(shí)間較凈光合速率偏晚為13：00時(shí)，第2個(gè)峰值出現(xiàn)時(shí)間與凈光合速率相同。枸杞葉片胞間CO2濃度與凈光合速率的變化趨勢(shì)相反，呈先降后升再降，最后有所上升的趨勢(shì)。隨著灌溉量的減少，枸杞的蒸騰速率降低，胞間CO2濃度增高，這與吳秀玲等[11 ]的結(jié)論一致。

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