摘 要:【目的】探究3個(gè)冬棗品種(系)在葉片形態(tài)與光合特性方面的差異,為冬棗優(yōu)良品種(系)的選育提供理論依據(jù)?!痉椒ā恳浴疂?rùn)陽(yáng)早紅’‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’和‘魯北冬棗’的高接植株為試材,分別測(cè)定枝葉形態(tài)特征、SPAD 值、葉片的光合參數(shù)、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及光響應(yīng)曲線(xiàn)特征參數(shù),并對(duì)所測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素檢驗(yàn)?!窘Y(jié)果】1)‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’的枝葉形態(tài)特征無(wú)顯著性差異,二者的棗頭枝長(zhǎng)度、棗吊葉片數(shù)、葉片長(zhǎng)度、葉周長(zhǎng)、葉形指數(shù)均顯著高于‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’;3 個(gè)品種(系)間的棗吊長(zhǎng)度、葉面積、SPAD 差異均不顯著。2)‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2 濃度均無(wú)顯著性差異,而‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2 濃度顯著高于‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’;3 個(gè)品種(系)的水分利用效率由大到小為‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’。3)光照強(qiáng)度在0 ~ 1 200 μmol/(m2·s) 時(shí),3 個(gè)冬棗品種(系)對(duì)光合有效輻射的響應(yīng)曲線(xiàn)基本一致,凈光合速率隨著光合有效輻射升高而增加,之后隨著光合有效輻射的增加‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’在光合有效輻射達(dá)飽和點(diǎn)后趨于平緩,而‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’和‘魯北冬棗’呈逐漸下降趨勢(shì);最大凈光合速率從高到低依次為‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’,光飽和點(diǎn)從高到低依次為‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘魯北冬棗’,光補(bǔ)償點(diǎn)和暗呼吸速率從高到低依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’。4)‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’的初始熒光值和最大熒光值均顯著高于‘魯北冬棗’,PS Ⅱ最大光化學(xué)效率、PS Ⅱ?qū)嶋H光化學(xué)效率、PS Ⅱ光化學(xué)淬滅系數(shù)、PS Ⅱ非光化學(xué)淬滅系數(shù)與‘魯北冬棗’無(wú)顯著性差異;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的初始熒光值、PS Ⅱ?qū)嶋H光化學(xué)效率、PS Ⅱ光化學(xué)淬滅系數(shù)均顯著高于‘魯北冬棗’,最大熒光值和PS Ⅱ非光化學(xué)淬滅系數(shù)與‘魯北冬棗’無(wú)顯著性差異?!窘Y(jié)論】‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’的葉片長(zhǎng)而窄,為橢圓形;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’葉片短而寬,為卵圓形?!疂?rùn)陽(yáng)早紅’的枝葉形態(tài)特征與‘魯北冬棗’差異性不顯著?!疂?rùn)陽(yáng)早紅’在強(qiáng)光條件下光能利用較強(qiáng)。較‘魯北冬棗’,‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’光合能力強(qiáng)、蒸騰速率高,有更高的光能轉(zhuǎn)化效率,具有高產(chǎn)潛力。
關(guān)鍵詞:冬棗;葉片結(jié)構(gòu);光合特性;葉綠素?zé)晒?/p>
中圖分類(lèi)號(hào):S722.5;S665.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1003—8981(2025)01—0086—08
冬棗Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao 作為我國(guó)棗樹(shù)栽培體系中的晚熟鮮食珍品,被認(rèn)為是具有最高品質(zhì)的鮮食棗品種。其果肉細(xì)脆無(wú)渣,風(fēng)味濃郁且甘甜爽口,富含多種維生素及鈣、鉀、鐵等元素,深受消費(fèi)者青睞,成為推動(dòng)我國(guó)鮮食棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心力量,同時(shí)也是山東省特色農(nóng)產(chǎn)品的杰出代表之一。然而,傳統(tǒng)冬棗品種亦面臨果實(shí)偏小、果核偏大、早果豐產(chǎn)性差、抗寒性和耐貯性不強(qiáng)以及易受病蟲(chóng)害侵襲等問(wèn)題,加之人為追求果實(shí)增大導(dǎo)致的果實(shí)品質(zhì)下滑,對(duì)冬棗的市場(chǎng)聲譽(yù)及競(jìng)爭(zhēng)力構(gòu)成了不容忽視的負(fù)面影響,嚴(yán)重限制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此,培育出具備高產(chǎn)、強(qiáng)抗逆性、果個(gè)大且品質(zhì)優(yōu)良、熟期多樣、綜合性狀優(yōu)良的冬棗新品種勢(shì)在必行。在眾多影響經(jīng)濟(jì)林樹(shù)種產(chǎn)量與品質(zhì)的因素中,光合作用作為植物干物質(zhì)積累的根本過(guò)程,其效率與持續(xù)時(shí)間對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育及最終產(chǎn)量品質(zhì)具有決定性作用[1–3]。
葉片作為植物水分輸導(dǎo)、物質(zhì)交換及光合作用的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)器官,其形態(tài)特征與植物光合作用密切相關(guān)[4]。植物通過(guò)精細(xì)調(diào)控葉片的形態(tài)(如葉形、葉色)及其解剖結(jié)構(gòu)(如細(xì)胞層排列),展現(xiàn)出對(duì)多變光環(huán)境的適應(yīng)性機(jī)制[5]。具體而言,葉片的解剖構(gòu)造與光合性能之間存在著顯著的內(nèi)在聯(lián)系。有研究表明,凈光合速率與柵欄組織、海綿組織厚度以及氣孔分布密度正相關(guān)[6];孟暢等[7] 揭示了不同葉型膏桐幼苗間葉片面積的顯著差異,并指出這種差異直接導(dǎo)致了光捕獲、吸收及光能轉(zhuǎn)化效率的明顯不同;冮慧欣等[8] 的研究表明了綠化樹(shù)種的光飽和點(diǎn)與葉表皮厚度之間的正相關(guān)關(guān)系,同時(shí)指出胞間CO2 濃度與葉片上表皮氣孔密度的負(fù)相關(guān)現(xiàn)象。當(dāng)前,針對(duì)冬棗光合生理特性的研究已趨于深入,主要集中在以下幾個(gè)方面:1)鹽脅迫與施肥管理下光合特性的變化規(guī)律及機(jī)制[9–11];2)不同鮮食棗品種間光合能力差異及其遺傳背景影響[12-13];3)設(shè)施栽培模式對(duì)冬棗光合特性的影響及設(shè)施優(yōu)化策略[14-15];4)灌溉、整形修剪等管理措施對(duì)提升冬棗光合能力及果實(shí)產(chǎn)量品質(zhì)的影響[16-17]。
光合作用對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育至關(guān)重要。通過(guò)探究棗樹(shù)光合生理特性,優(yōu)化光合效能,延長(zhǎng)有效光合時(shí)間,增強(qiáng)養(yǎng)分合成與積累能力,進(jìn)而提升棗果實(shí)的整體品質(zhì),成為當(dāng)前棗樹(shù)育種與栽培管理領(lǐng)域的重要研究方向。本研究在前期的工作基礎(chǔ)上,以初選的2 個(gè)早熟、質(zhì)優(yōu)冬棗品系為試驗(yàn)材料,以主栽品種‘魯北冬棗’為對(duì)照,系統(tǒng)地對(duì)其葉片形態(tài)特征與光合性能進(jìn)行比較與分析,為冬棗優(yōu)良品種(系)的選育工作與實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、豐產(chǎn)的育種目標(biāo)提供理論支撐與科學(xué)依據(jù)。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1 試驗(yàn)地概況
試驗(yàn)地位于山東省濱州市無(wú)棣縣小泊頭鎮(zhèn)郭馬村棗園(117°60′E,38°5′N(xiāo)),屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,春天干燥少雨,夏天炎熱,冬季冷涼,晝夜溫差大;年平均氣溫12.7 ℃,最冷月為1月(平均氣溫-7 ℃),最熱月為7 月(平均氣溫33 ℃),無(wú)霜期205 d;年降水量564.8 mm;年平均日照時(shí)數(shù)2 642 h;年平均相對(duì)濕度66%,8 月最大(81%);年均蒸發(fā)量1 805 mm。
1.2 試驗(yàn)材料
供試冬棗品種‘魯北冬棗’為山東地區(qū)主栽品種,‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’為初選的冬棗優(yōu)良品系。2024 年春采集接穗,以5 年生‘金絲小棗’為砧木,采用枝接方法進(jìn)行高接換頭。2024 年7 月上旬,每個(gè)品種(系)選取3 株生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致、無(wú)病蟲(chóng)害的植株(表1)進(jìn)行測(cè)試。
1.3 試驗(yàn)方法
1.3.1 枝葉性狀特征測(cè)定
2024 年7 月10 日,用卷尺測(cè)量每株棗頭枝長(zhǎng)度和棗吊長(zhǎng)度。每個(gè)品種(系)隨機(jī)選取15 片葉片,將鮮樣帶回試驗(yàn)室統(tǒng)計(jì)棗吊葉片數(shù),用葉面積分析儀(萬(wàn)深LA 植物圖像分析儀系統(tǒng),中國(guó))測(cè)量葉面積、葉周長(zhǎng)、葉長(zhǎng)、葉寬,計(jì)算葉形指數(shù)。
1.3.2 光合生理指標(biāo)測(cè)定
2024 年7 月10 日,9:00—12:00 進(jìn)行光合參數(shù)測(cè)定。采用便捷式光合測(cè)定儀(Li-6800,美國(guó)),選取樹(shù)體東、南、西、北4 個(gè)不同方向,生長(zhǎng)狀態(tài)、枝條長(zhǎng)度一致的棗吊上第3 ~ 6 片葉進(jìn)行測(cè)定,設(shè)3 次生物學(xué)重復(fù)。測(cè)定指標(biāo)包括凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)、胞間CO2 濃度(Ci)、水分利用效率(EW=Pn/Tr)。
1.3.3 葉片葉綠素相對(duì)含量(SPAD)測(cè)定
2024 年7 月10 日,9:00—12:00 進(jìn)行葉片SPAD值測(cè)定。采用便攜式葉綠素儀(SPAD-502PLUS,日本)。測(cè)定的樣本與測(cè)定光合生理指標(biāo)的樣本一致。
1.3.3 葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定
2024 年7 月10 日,9:00—12:00 進(jìn)行葉綠素?zé)晒鈪?shù)測(cè)定。采用葉綠素?zé)晒鈨x(PAM-2500,德國(guó)),測(cè)定Fo(初始熒光值)、Fm(最大熒光值)、Fo′(光適應(yīng)下的最小熒光)、Fm′(光適應(yīng)下的最大熒光)和Fs(穩(wěn)態(tài)熒光),計(jì)算Fv(可變熒光)、Fv/Fm(PS Ⅱ最大光化學(xué)效率)、ΦPS Ⅱ(PS Ⅱ?qū)嶋H光化學(xué)效率)、CPQ(PS Ⅱ光化學(xué)淬滅系數(shù))與CNPQ(非光化學(xué)淬滅系數(shù))。測(cè)定的樣本與測(cè)定光合生理指標(biāo)的樣本一致。公式為:
Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm
ΦPS Ⅱ=(Fm′-Fs)/Fm′
CPQ=(Fm′-Fs)/(Fm′-F0′)
CNPQ=(Fm-Fm′)/Fm′
1.3.4 光響應(yīng)曲線(xiàn)測(cè)定
2024 年7 月10 日,9:00—12:00 進(jìn)行光響應(yīng)曲線(xiàn)測(cè)定。使用光合儀(Li-6800,美國(guó)),對(duì)部位、高度、方向等條件盡量一致的完整葉片進(jìn)行測(cè)定。儀器參數(shù)設(shè)定為:CO2 濃度為400 mmol/L;光照強(qiáng)度(PAR)設(shè)15 個(gè)梯度,依次為1 800、1 600、1 400、1 200、1 000、800、600、400、300、200、150、100、50、20、0 μmol/(m2·s),3次重復(fù),取平均值。采用直角雙曲線(xiàn)修正模型[18]進(jìn)行光響應(yīng)曲線(xiàn)擬合,求出光飽和點(diǎn)(LSP)、光補(bǔ)償點(diǎn)(LCP)、最大凈光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)。
1.3.5 數(shù)據(jù)處理
使用SPSS 26.0 和Microsoft Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和單因素方差分析,數(shù)據(jù)以“平均值± 標(biāo)準(zhǔn)差”來(lái)表示;相關(guān)繪圖由Origin2024.0軟件完成。
2 結(jié)果與分析
2.1 3 個(gè)冬棗品種(系)枝葉形態(tài)特征比較
對(duì)不同品種(系)枝葉形態(tài)特征統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表2。由表2 可以看出,‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’的棗頭枝長(zhǎng)度、棗吊長(zhǎng)度、棗吊葉片數(shù)、葉片長(zhǎng)度、葉片寬度、葉面積、葉周長(zhǎng)、葉形指數(shù)及SPAD均無(wú)顯著性差異,且兩者的棗頭枝長(zhǎng)度、棗吊葉片數(shù)、葉片長(zhǎng)度、葉周長(zhǎng)、葉形指數(shù)顯著高于‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’。3 個(gè)品種(系)間的棗吊長(zhǎng)度、葉面積、SPAD 差異均不顯著?!疂?rùn)陽(yáng)早紅’和‘魯北冬棗’的葉片長(zhǎng)而窄,為橢圓形;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’葉片短而寬,為卵圓形。
2.2 3 個(gè)冬棗品種(系)光合特性比較
對(duì)不同品種(系)光合特性的統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表3。從表3 可以看出,‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’的Pn(凈光合速率)、Ci(胞間CO2 濃度)、Gs(氣孔導(dǎo)度)、Tr(蒸騰速率)與‘魯北冬棗’無(wú)顯著性差異,‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的Pn、Ci、Gs、Tr 均顯著高于‘魯北冬棗’。3 個(gè)品種(系)的Pn 由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’,其中‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’達(dá)到20.87 μmol/(m2·s)。Ci 由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的Ci 最高,達(dá)到282.37 μmol/mol;‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’最低,為248.20 μmol/mol。3個(gè)品種(系)Gs由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的Gs 顯著高于其他品種(系),達(dá)到了0.65 mol/(m2·s);‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’最低,為0.30 mol/(m2·s)。Tr 由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’最高,為9.96 mmol/(m2·s)。3 個(gè)品種(系)的EW(水分利用效率)由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’;‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’最高,達(dá)到了2.91 mmol/mol;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’最低,為2.10mmol/mol。
2.3 3 個(gè)冬棗品種(系)光響應(yīng)曲線(xiàn)比較
光響應(yīng)曲線(xiàn)反映植物光合速率隨光照強(qiáng)度的改變而變化的規(guī)律。采用直角雙曲線(xiàn)修正模型對(duì)3 個(gè)冬棗品種(系)的光響應(yīng)曲線(xiàn)進(jìn)行擬合(見(jiàn)圖1)。由圖1 可知,PAR(光照強(qiáng)度)在0 ~ 1 200 μmol/(m2·s)時(shí),3 個(gè)冬棗品種(系)對(duì)光合有效輻射的響應(yīng)曲線(xiàn)基本一致,凈光合速率隨著光合有效輻射升高而增加;1 200 μmol/(m2·s)之后,隨著光合有效輻射的增加‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’在光合有效輻射達(dá)飽和點(diǎn)后趨于平緩,而‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’和‘魯北冬棗’呈逐漸下降趨勢(shì)。從表4 可知,‘魯北冬棗’的LSP(光飽和點(diǎn))最低,為1 076.66 μmol/(m2·s);‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’最高,為1 712.57 μmol/(m2·s)。LCP(光補(bǔ)償點(diǎn))由大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’,分別為162.15、78.90、55.68 μmol/(m2·s)?!疂?rùn)陽(yáng)早紅’Pnmax(最大凈光合速率)最高,為17.52 μmol/(m2·s);‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’最低,為14.60 μmol/(m2·s)。3 個(gè)冬棗品種(系)的Rd(暗呼吸速率)從大到小依次為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’‘魯北冬棗’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’最大,為4.34 μmol/(m2·s)。
2.4 3 個(gè)冬棗品種(系)葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較
葉綠素?zé)晒鈪?shù)能夠反映植物的光合特性,是測(cè)定植物葉片光合能力的天然探針[19]。對(duì)不同品種(系)冬棗葉綠素?zé)晒鈪?shù)統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果見(jiàn)表5。由表5 可知,‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’和‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的Fo(初始熒光值)顯著高于‘魯北冬棗’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的Fo 最高,比‘魯北冬棗’高13%?!疂?rùn)陽(yáng)早紅’的Fm(最大熒光值)顯著高于‘魯北冬棗’和‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’,達(dá)到1 106.80;‘魯北冬棗’和‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’沒(méi)有顯著性差異。‘魯北冬棗’和‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’的Fv/Fm(PS Ⅱ最大光學(xué)效率)顯著高于‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’,表明前兩者對(duì)光能的捕獲能力更強(qiáng),光抑制現(xiàn)象較為緩和;而‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’表現(xiàn)出較低的Fv/Fm 值,說(shuō)明伴隨較高的光抑制水平。3 個(gè)品種(系)的ΦPS Ⅱ(PS Ⅱ?qū)嶋H光化學(xué)效率)、CPQ(PS Ⅱ光化學(xué)淬滅系數(shù))由大到小依次均為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’‘魯北冬棗’‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’ΦPS Ⅱ和CPQ 值分別為0.28 和0.61,顯著高于‘魯北冬棗’和‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’(與實(shí)際光合能力相符),表明‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’在暗反應(yīng)階段能更有效地利用光能,促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的積累;‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’的CPQ值顯著高于其他2 個(gè)品種(系),進(jìn)一步證實(shí)了其在光合效率上的優(yōu)越性。3 個(gè)品種(系)的CNPQ(PS Ⅱ非光化學(xué)淬滅系數(shù))沒(méi)有顯著性差異,表明它們光保護(hù)能力相似。
3 討 論
在生物進(jìn)化的漫長(zhǎng)歷程中,不同植物種群在生長(zhǎng)習(xí)性、形態(tài)解剖學(xué)特征以及生理生化代謝等方面展現(xiàn)了對(duì)多樣環(huán)境條件的適應(yīng)性變化,以?xún)?yōu)化其生存策略[20]。光合作用參與植物生長(zhǎng)生理過(guò)程,作為植物適應(yīng)環(huán)境變化的直接生理響應(yīng),為植物提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ)與能量支持。夏季作為植物生長(zhǎng)高峰期,其光合特性的量化參數(shù),如光合速率,能夠直觀反映植物對(duì)光照與溫度條件的適應(yīng)能力[21]。杜振濤等[13] 針對(duì)鮮食棗品種光合特性的研究表明,不同品種間葉片光合特性參數(shù)存在顯著差異,最大凈光合速率達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著水平。張露荷等[22] 的研究表明光合速率在不同棗樹(shù)品種之間存在差異。其他學(xué)者在研究山楂[23]、薄皮山核桃[24]等樹(shù)種不同品種的光合特性中也有類(lèi)似的發(fā)現(xiàn)。本試驗(yàn)研究了3 個(gè)冬棗品種(系)當(dāng)年嫁接植株的葉片形態(tài)學(xué)、光合生理機(jī)能及葉綠素?zé)晒馓匦缘龋到y(tǒng)地分析了品種(系)間形態(tài)與光合差異。其中,‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’展現(xiàn)出較強(qiáng)的光合效能,較高的蒸騰速率與氣孔導(dǎo)度,有利于其在充足CO2條件下高效合成有機(jī)物,具有高產(chǎn)潛力。但是其水分利用效率較低,在夏季高溫時(shí)段需更多水分以維持光合生產(chǎn)。因此,在水肥條件優(yōu)越的造林區(qū)域種植‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’更為適宜。有研究表明,蒸騰速率與抗旱能力呈負(fù)相關(guān)[25],本試驗(yàn)中Tr 表現(xiàn)為‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’>‘普通冬棗’>‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’,因此可進(jìn)一步對(duì)3 個(gè)品種(系)進(jìn)行抗旱比較研究。值得注意的是,盡管葉綠素相對(duì)含量(SPAD值)在3 個(gè)品種間未表現(xiàn)出顯著差異,但光合速率并未因此呈現(xiàn)一致性變化。這表明葉綠素含量并非決定光合速率高低的直接指標(biāo),這與杜振濤等[13] 的研究結(jié)果一致。光照強(qiáng)度作為光合作用的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素,其對(duì)不同生態(tài)型植物及同一植物不同生長(zhǎng)階段的光合性能具有顯著影響。光飽和點(diǎn)與光補(bǔ)償點(diǎn)作為衡量植物光利用能力的重要指標(biāo),揭示了植物在強(qiáng)光與弱光環(huán)境下的適應(yīng)性差異。本研究中,‘魯北冬棗’較低的光補(bǔ)償點(diǎn)表明其較強(qiáng)的耐陰性與弱光利用能力,而‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’較高的光飽和點(diǎn)則體現(xiàn)了其在強(qiáng)光條件下的高效光合潛力,且‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’表現(xiàn)出較高的最大凈光合速率,表明其光能利用較強(qiáng)。
葉綠素?zé)晒鈪?shù)作為評(píng)估光合效能與栽培適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo),不僅深刻揭示了植物葉片在光化學(xué)反應(yīng)中的活力狀態(tài),還直接關(guān)聯(lián)到其內(nèi)在的防御與保護(hù)機(jī)制[12]。耿瑜欣等[26] 研究指出,‘秦仲4 號(hào)’杜仲Pn、Fv/Fm 等指標(biāo)均相對(duì)較高,具有較高的光合能力。本研究發(fā)現(xiàn)‘魯北冬棗’與‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’在最大光化學(xué)效率(Fv/Fm)上顯著優(yōu)于‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’。CPQ 代表植物光合活性,值高代表植物光合電子傳遞活性高。CNPQ 是光保護(hù)機(jī)制的重要指標(biāo)?!疂?rùn)陽(yáng)美紅’在ΦPS Ⅱ與CPQ 方面的優(yōu)勢(shì),凸顯了其在光能利用上的高效性,相較于‘魯北冬棗’與‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’,展現(xiàn)出更為優(yōu)化的光合性能與能量分配策略。
葉片是光合作用的主要場(chǎng)所。作為長(zhǎng)期暴露于外界環(huán)境中,面積最大且持續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)的器官,葉片形態(tài)直接反映了植物對(duì)環(huán)境因子的適應(yīng)性響應(yīng)[27]。通過(guò)對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’以其卵圓形的葉片形態(tài),在光合能力上表現(xiàn)出優(yōu)越性。具體體現(xiàn)為較高的蒸騰速率及光能轉(zhuǎn)化效率ΦPS Ⅱ。這一發(fā)現(xiàn)與代雅琦[28]、張丹丹[29] 對(duì)胡楊葉片的研究結(jié)果一致。葉片形態(tài)及解剖結(jié)構(gòu)在不同環(huán)境下的響應(yīng)與適應(yīng)存在多樣性,不僅在不同物種間存在極大差異,同一物種在不同生境中也會(huì)形成較大差異。因此可進(jìn)一步結(jié)合3 個(gè)冬棗品種(系)的光合特性對(duì)其葉形與葉片生理結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。
4 結(jié) 論
通過(guò)對(duì)3 個(gè)冬棗品種(系)當(dāng)年嫁接植株的葉片形態(tài)、光合生理特性、SPAD 值及葉綠素?zé)晒鈪?shù)等多項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)分析,結(jié)果表明‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’與‘魯北冬棗’在枝葉形態(tài)上趨于相似;‘潤(rùn)陽(yáng)早紅’在強(qiáng)光條件下光能利用較強(qiáng);‘潤(rùn)陽(yáng)美紅’有較強(qiáng)的光能轉(zhuǎn)化效率,光合能力較高,蒸騰速率較快,具有更優(yōu)的有機(jī)物累積能力和潛在的高產(chǎn)性。
參考文獻(xiàn):
[1] 張洋, 王克勤, 段旭, 等. 等高反坡階措施下玉米水分利用效率對(duì)坡耕地土壤水分變化的響應(yīng)[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版),2022,50(1):112-125.
ZHANG Y, WANG K Q, DUAN X, et al. Response of crop wateruse efficiency to soil water changes on contour-reverse slope[J].Journal of Northwest A amp; F University (Natural Science Edition),2022,50(1):112-125.
[2] 張軍, 付穎, 魯珊珊, 等. 不同旱地小麥品種( 系) 光合特性與產(chǎn)量差異研究[J]. 作物研究,2022,36(2):108-111.
ZHANG J, FU Y, LU S S, et al. Research on photosyntheticcharacteristics and yield differences of different dryland wheatvarieties (lines)[J]. Crop Research,2022,36(2):108-111.
[3] 彭勇菲, 李學(xué)營(yíng), 彭建營(yíng).19 個(gè)早中熟鮮食棗品種果實(shí)品質(zhì)分析與綜合評(píng)價(jià)[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2019,42(6):51-56,64.
PENG Y F, LI X Y, PENG J Y. Analysis of fruit quality of 19 earlyand medium ripening fresh jujube varieties and comprehensiveevaluation[J]. Journal of Hebei Agricultural University,2019,42(6):51-56,64.
[4] JIANG Y Q, ZENG Q L, WEI J G, et al. Growth, fruityield, photosynthetic characteristics, and leaf microelementconcentration of two blueberry cultivars under different longtermsoil pH treatments[J]. Agronomy,2019,9(7):357.
[5] 周媛, 葛亞英. 光強(qiáng)對(duì)秋海棠‘ 冬云’ 葉片生長(zhǎng)和光合特性的影響[J]. 分子植物育種,2023,21(23):7860-7866.
ZHOU Y, GE Y Y. Effects of different light intensities on theleaf growth and photosynthetic characteristics of Begonia‘Dongyun’[J]. Molecular Plant Breeding,2023,21(23):7860-7866.
[6] 馮瑞芳, 閆雷玉, 孫建春, 等.‘ 瑞雪’ 蘋(píng)果脫毒幼苗接穗采集區(qū)的研究[J]. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2021,30(7):1028-1036.
FENG R F, YAN L Y, SUN J C, et al. Study on scion cutting areaof virus-free seedlings of ‘Ruixue’ apple[J]. Acta AgriculturaeBoreali-occidentalis Sinica,2021,30(7):1028-1036.
[7] 孟暢, 彭洋, 趙楊, 等.2 種葉型膏桐幼苗的形態(tài)結(jié)構(gòu)和光合特性[J]. 林業(yè)科學(xué),2022,58(12):32-41.
MENG C, PENG Y, ZHAO Y, et al. Morphological structure andphotosynthetic characteristics of Jatropha nigroviensrugosuscv.Yang and Jatropha curcas seedlings with different leaftypes[J]. Scientia Silvae Sinicae,2022,58(12):32-41.
[8] 冮慧欣, 王嘉琪, 黃春巖, 等.8 種綠化樹(shù)種光合特性及葉片解剖結(jié)構(gòu)比較[J]. 植物研究,2019,39(1):10-16.
GANG H X, WANG J Q, HUANG C Y, et al. Photosyntheticcharacteristics and leaf anatomical structure of eight treespecies[J]. Bulletin of Botanical Research,2019,39(1):10-16.
[9] 張櫪分, 張麗娜, 王曉玲, 等. 噴施納米鐵和納米鋅葉面肥對(duì)冬棗葉片及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝,2024(11):23-30.
ZHANG L F, ZHANG L N, WANG X L, et al. Effects of sprayingnano-iron and nano-zinc foliar fertilizer on leaf and fruit qualityof Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao[J]. Northern Horticulture,2024(11):23-30.
[10] 彭玲, 馮璐, 宋愛(ài)云, 等. 不同濃度鹽和氮處理對(duì)冬棗果實(shí)品質(zhì)形成的交互作用[J]. 園藝學(xué)報(bào),2023,50(10):2192-2206.
PENG L, FENG L, SONG A Y, et al. Interaction of differentconcentrations of salt and nitrogen treatment on fruit qualityformation of Ziziphus jujuba ‘Dongzao’[J]. Acta HorticulturaeSinica,2023,50(10):2192-2206.
[11] 劉毅, 左力翔, 王藝燎, 等. 硒、硼、鋅微肥對(duì)設(shè)施冬棗坐果及果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝,2023(7):52-60.
LIU Y, ZUO L X, WANG Y L, et al. Effects of selenium, boronand zinc micronutrient fertilizers on fruit setting and fruit qualityof winter jujube in facility cultivation[J]. Northern Horticulture,2023(7):52-60.
[12] 呼亞捷, 孫英華, 吳正保, 等. 南疆地區(qū)4 個(gè)鮮食棗品種( 系)光合特性研究[J]. 貴州農(nóng)業(yè)科學(xué),2024,52(4):73-80.
HU Y J, SUN Y H, WU Z B, et al. Study on photosyntheticcharacteristics of four fresh jujube varieties (lines) in southernXinjiang[J]. Guizhou Agricultural Sciences,2024,52(4):73-80.
[13] 杜振濤, 韓春暉, 李麗莉, 等. 十五個(gè)鮮食棗品種光合特性和產(chǎn)量的比較[J]. 北方園藝,2024(12):28-33.
DU Z T, HAN C H, LI L L, et al. Comparison of photosyntheticcharacteristics and yield of 15 fresh jujube varieties[J]. NorthernHorticulture,2024(12):28-33.
[14] 康晨煊. 設(shè)施條件下冬棗品質(zhì)特性研究[D]. 咸陽(yáng): 西北農(nóng)林科技大學(xué),2019.
KANG C X. Fruit quality of Ziziphus jujuba ‘Dongzao’ underfacility conditions[D]. Xianyang: Northwest A amp; F University,2019.
[15] 劉毅, 牛艷, 安曉寧, 等. 不同栽培設(shè)施對(duì)冬棗葉片生理特性與果實(shí)品質(zhì)的影響[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究,2021,39(4):41-50.
LIU Y, NIU Y, AN X N, et al. Effects of different cultivationfacilities on leaf physiological characteristics and fruit quality offresh jujube (Ziziphus jujuba Mill. cv. Dongzao)[J]. Non-woodForest Research,2021,39(4):41-50.
[16] 叢鑫, 王通, 龐桂斌, 等. 微咸水灌溉下冬棗光合生理性狀與光響應(yīng)模型研究[J]. 灌溉排水學(xué)報(bào),2024,43(6):18-25.
CONG X, WANG T, PANG G B, et al. Effect of brackish waterirrigation on photosynthesis of winter jujube[J]. Journal of Irrigationand Drainage,2024,43(6):18-25.
[17] 崔鈺雪, 吳玉蓉, 張棟海, 等. 不同樹(shù)形對(duì)設(shè)施冬棗生長(zhǎng)發(fā)育、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科技通訊,2023(10):112-115.
CUI Y X, WU Y R, ZHANG D H, et al. Effects of different treeshapes on the growth and development, yield and quality ofwinter jujube in facilities[J]. Bulletin of Agricultural Science andTechnology,2023(10):112-115.
[18] 葉子飄. 光合作用對(duì)光和CO2 響應(yīng)模型的研究進(jìn)展[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào),2010,34(6):727-740.
YE Z P. A review on modeling of responses of photosynthesis tolight and CO2[J]. Chinese Journal of Plant Ecology,2010,34(6):727-740.
[19] ALEXANDER I L, ALEXANDER K Z, ERHARD E P, et al.Features and applications of a field imaging chlorophyll fluorometerto measure stress in agricultural plants[J]. Precision Agriculture,2021,22(3):947-963.
[20] 朱昌春, 管銘, 李月靈. 不同品種牡丹光合生理特性及葉綠素?zé)晒鈪?shù)比較[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(6):143-147.
ZHU C C, GUAN M, LI Y L. Comparison of photosyntheticphysiological characteristics and chlorophyll fluorescenceparameters of different varieties of Paeonia suffruticosa[J]. JiangsuAgricultural Sciences,2015,43(6):143-147.
[21] 傅松玲, 丁之恩, 周根土, 等. 安徽山核桃適生條件及豐產(chǎn)栽培研究[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究,2003,21(2):1-4.
FU S L, DING Z E, ZHOU G T, et al. The Suitable condition andcultivation technique of Cauya cathayensis[J]. Non-wood ForestResearch,2003,21(2):1-4.
[22] 張露荷, 黃華梨, 張廣忠, 等. 甘肅沿黃灌區(qū)30 個(gè)棗樹(shù)品種光合及水分利用特性[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究,2018,36(4):160-164.
ZHANG L H, HUANG H L, ZHANG G Z, et al. Photosyntheticand water use characteristics of 30 cultivars of jujube in YellowRiver irrigation regions of Gansu[J]. Non-wood Forest Research,2018,36(4):160-164.
[23] 張華.2 個(gè)山楂品種的光合特性研究[J]. 果樹(shù)資源學(xué)報(bào),2023,4(3):47-51.
ZHANG H. The study of photosynthetic characteristics of twohawthorn cultivars[J]. Journal of Fruit Resources,2023,4(3):47-51.
[24] 楊先裕, 潘永柱, 范芳娟, 等. 不同品種薄殼山核桃苗光合熒光特性比較分析[J]. 北方園藝,2024(10):32-38.
YANG X Y, PAN Y Z, FAN F J, et al. Comparative analysisof photosynthetic physiology and chlorophyl"fluorescencecharacteristics of different varieties of Carya illinoensis[J]. NorthernHorticulture,2024(10):32-38.
[25] JERRY L H, CHRISTIAN D. Water-use efficiency: advances andchallenges in a changing climate[J]. Frontiers in Plant Science,2019,10:103.
[26] 耿瑜欣, 劉澤, 仲連青, 等. 不同品種杜仲生長(zhǎng)動(dòng)態(tài)和光合、葉綠素?zé)晒鈪?shù)的差異[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2021,44(6):63-68.
GENG Y X, LIU Z, ZHONG L Q, et al. Differences in growthdynamics, photosynthesis and chlorophyll fluorescence parametersof different varieties of Eucommia ulmoides[J]. Journal of HebeiAgricultural University,2021,44(6):63-68.
[27] 楊賀雨, 衛(wèi)海燕, 桑滿(mǎn)杰, 等. 華中五味子葉表型可塑性及環(huán)境因子對(duì)葉表型的影響[J]. 植物學(xué)報(bào),2016,51(3):322-334.
YANG H Y, WEI H Y, SANG M J, et al. Phenotypic plasticityof Schisandra sphenanthera leaf and the effect of environmentalfactors on leaf phenotype[J]. Chinese Bulletin of Botany,2016,51(3):322-334.
[28] 代雅琦. 胡楊異形葉光抑制特性與光破壞防御機(jī)制研究[D].阿拉爾: 塔里木大學(xué),2022.
DAI Y Q. Studies on photoinhibition and photoprotectionmechanisms of Populus euphratica leaves[D]. Ala’er: TarimUniversity,2022.
[29] 張丹丹. 胡楊異形葉葉脈網(wǎng)絡(luò)性狀與葉形態(tài)、光合生理功能的關(guān)系[D]. 阿拉爾: 塔里木大學(xué),2023.
ZHANG D D. Relationship between leaf vein network traitsand leaf morphology, photosynthetic physiological function ofheteromorphic leaves of Populus euphratica[D]. Ala’er: TarimUniversity,2023.
[ 本文編校:張雨朦]
基金項(xiàng)目:山東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2023LZGC016)。