避雨栽培对宫枣成熟期光合生态因子及光合作用的影响

杨俊强，陈红玉，申仲妹，马光跃

（山西省农业科学院园艺研究所，山西太原030031）

避雨栽培对宫枣成熟期光合生态因子及光合作用的影响

杨俊强，陈红玉，申仲妹，马光跃

（山西省农业科学院园艺研究所，山西太原030031）

探讨避雨栽培对宫枣果实成熟期生理生态因子及光合作用的影响，为宫枣高产优质避雨栽培提供参考依据。试验以避雨和露地栽培的宫枣为试材，利用光合测定系统测定宫枣果实成熟期叶片的净光合速率（Pn）及其他主要生理生态因子的日变化，并应用灰色关联系统理论分析宫枣避雨栽培条件下果实成熟期的净光合速率与其他主要生理生态因子的关联度。结果表明，避雨栽培条件下，宫枣果实成熟期冠层白天日均温度较露地低2.6%，相对湿度较露地高5.1%；光能利用率较露地高，表现为Pn与露地差异不明显。避雨条件下，Pn与气孔开张度（Cd）、蒸腾速率（Tr）关系最密切，露地栽培条件下则是与气孔开张度（Cd）、相对湿度（RH）关系密切。可见，在宫枣成熟期进行避雨栽培，对其光合作用没有显著影响，在生产中可利用架构避雨设施进行宫枣高产优质栽培。

避雨棚；光合有效辐射；设施栽培；净光合速率

枣（Ziziphus jujuba Mill.）是我国改革开放以来发展最快的果树之一，目前其栽培面积接近苹果和柑橘，产量（中国占世界99%）居干果中第1位[1]。红枣在进入成熟期后遇雨极易发生裂果，常造成严重的经济损失[2]。避雨栽培是通过聚乙烯薄膜等覆盖材料起到抵御自然灾害，实现避险栽植，可以消除雨水对果树的外力冲击，减少裂果，降低病害发生程度[3-5]。在枣白熟期通过避雨设施——防雨棚进行避雨栽培，避开雨水，保持土壤水分稳定，可以减少红枣裂果和病害。避雨栽培在易裂果鲜食枣品种种植方式上已经成为重要的防裂栽培方式[3，6-7]。

宫枣是山西省农业科学院园艺研究所从我国白枣种群中选育出的早熟、鲜食品质极佳的优良品种[8]。宫枣表皮脆嫩，露地栽培由于干湿交替频繁，尤其是雨后极易发生果皮皲裂，导致外观差，从而影响红枣商品价值，减少经济收入，造成丰产不丰收。为了解决红枣在成熟期遇雨造成的裂果等问题，笔者进行了宫枣避雨设施栽培，研究宫枣避雨栽培光合特性，以探索分析避雨栽培和露地栽培条件下宫枣光合特性变化，探讨宫枣果实生长期避雨栽培对其生态因子及光合作用的影响，旨在为利用避雨设施进行优质高产栽培提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验在山西省农业科学院园艺研究所运城市稷山县宫枣栽培示范园进行，试验地种植枣树株行距2 m×3 m，供试枣品种为高接换头6 a的宫枣，砧木为冬枣，树体生长良好。2015年7月20日开始对宫枣进行避雨栽培，直至果实采收。临时避雨设施棚高2.5 m，宽5.5 m，骨架由水泥立柱、竹杆搭建，上覆盖厚0.05 mm淡蓝色聚乙烯膜。试验以同一示范园中露地栽培为对照（CK）。

1.2 试验方法

设施内、外光合生理生态因子观测于2015年8月15日（晴天，枣果脆熟期）进行，选取避雨棚内、外植株中上部外围、生长基本一致的枣吊上无病虫害的典型功能叶（中部），利用全自动便携式光合测定仪（美国Li 6400），7：00—19：00每隔1 h测定其净光合速率（Pn）、光合有效辐射（PAR）、气孔导度（Cd）、水气压亏缺（Vp）、相对湿度（RH）、叶温（Tl）、胞间二氧化碳浓度（Ci）、气温（Ta）和蒸腾速率（Tr）等生理生态指标。测定时，按照上面所述选样标准选择叶片进行测定，重复5次进行数据采集。叶片水分利用率（WUE）及光能利用效率（LUE）计算方法[9-11]：WUE＝Pn/Tr；LUE＝Pn/PAR。

1.3 灰色关联度分析

根据灰色关联度分析方法[12-13]，将测得结果分别按照时间顺序排列形成原始序列，采用均值化处理法将各序列进行无量纲化处理，分辨系数ρ取值为0.5，依据灰色关联分析公式计算避雨棚内、外果实成熟期冬枣叶片的Pn与PAR，Ta，Tl，Cd，RH，Vp和Tr等生理生态因子的灰色关联度值（r），然后进行排序，根据关联程度分析这些生理生态因子对宫枣Pn的影响。

2 结果与分析

2.1 避雨栽培对宫枣冠层温湿度的影响

在晴天连续测定避雨棚内外气温得到避雨棚内外温度变化（图1-A），结果显示，7：00—17：00，露地气温除8：00，10：00比避雨棚内气温略低外，其他时间均比棚内气温高，在9：00温差最高达2.41℃，在17：00时温差最低为0.10℃。从12：00开始，避雨棚内＞35℃的气温可持续到16：00，露地持续到17：00。晴天7：00—19：00避雨栽培宫枣冠层日间平均气温为31.82℃，相对露地栽培（平均32.69℃）降低约2.6%，说明避雨栽培总体对宫枣冠层日间平均积温没有影响。避雨棚内外湿度对比（图1-B）结果表明，在避雨栽培条件下，宫枣树体冠层9：00—17：00除10：00，12：00以外，其他观测点均表现出显著高于露地，白天7：00—19：00相对湿度平均增加5.1%，9：00—17：00相对湿度平均增加9.1%，表明避雨设施提高了宫枣树体冠层的相对湿度。

2.2 避雨栽培对宫枣叶片Pn的影响

由图2可知，在晴朗无云的天气条件下，宫枣避雨棚内外Pn从7：00开始快速提高，其中，棚外Pn于10：00到达一天中顶峰，为23.02 μmol/（m2·s），棚内滞后1 h到达顶峰，为22.60 μmol/（m2·s），随即棚内外Pn持续下降，15：00达到最低值，16：00棚内外Pn又同时出现明显的小高峰，其中，棚内为13.56 μmol/（m2·s），棚外为11.60 μmol/（m2·s），随后由于光照强度的下降，Pn持续下降，到19：00时，Pn为负值。7：00—19：00时Pn出现2个峰值，表现出明显的光合午休双峰曲线，相对棚外来讲，避雨棚内不明显。晴天7：00—19：00，避雨栽培宫枣叶片Pn平均为12.91 μmol/（m2·s），相对露地栽培（平均12.95 μmol/（m2·s））降低不足0.3%，且差异不显著。说明避雨栽培总体对宫枣树的Pn没有影响。

2.3 避雨栽培对宫枣叶片PAR，Vp，WUE，LUE的影响

由图3-A可知，避雨设施内、外的PAR日变化表现均为抛物线型，且8：00—18：00避雨设施内较露地降低25.6%，使设施内形成相对显著的弱光照环境；避雨设施内外叶片Vp的日变化呈近似单峰型，露地栽培叶片Vp高于避雨棚内，13：00—17：00避雨棚内叶片Vp显著低于露地，说明进行宫枣避雨设施栽培降低了叶片Vp，使得避雨栽培条件下宫枣叶片水气压亏缺下降（图3-B）。植株对光能和水分的利用效率反映了体内干物质积累量，利用效率提高表明植株更容易获得高产[14]。从图3-C可以看出，晴天避雨栽培与露地栽培的WUE相近，差异较小，但是避雨栽培LUE显著高于露地（图3-D），8：00—18：00，避雨栽培条件下LUE较露地提高5.3%，说明避雨设施栽培条件下，环境的改变使得宫枣果实成熟期叶片对弱光的利用率提高。

2.4 宫枣叶片净光合速率与其他因子间的关联度

将宫枣叶片Pn与其他主要生理生态因子的日变化结果进行灰色关联度分析，结果表明，影响露地栽培条件下Pn大小的主要生理生态因子排序为Cd＞RH＞PAR＞Tr＞Ci＞Ta＞Tl＞Vp，对避雨栽培条件下Pn影响因子排序是Cd＞Tr＞PAR＞RH＞Ta＞Tl＞Ci＞Vp。说明宫枣果实成熟期影响避雨栽培和露地叶片Pn的主要因子有差异，露地栽培下相对湿度是主要影响因子，排序为第2位；但是避雨栽培条件下，蒸腾速率成为第2个影响因子（表1）。PAR虽然是主要影响因子，但是其影响要低于Cd，且露地条件下低于RH，避雨条件下低于Tr，可见，由避雨措施造成的光强度减弱对避雨条件下宫枣叶片的Pn的影响不会很大。

表1 宫枣叶片净光合速率与其他因子间的关联度

3 讨论

3.1 避雨设施栽培条件对宫枣净光合速率的影响

红枣成熟期常遭遇低温阴雨天气，雨水常导致果皮发生皲裂，造成果实外观受损，商品价值降低；避雨栽培能在很大程度上防止红枣裂果[7]。避雨栽培条件下，PAR在8：00—18：00时棚内较对照降低25.6%，使棚内形成了相对显著的弱光照环境，同时宫枣冠层白天平均气温比露地栽培低0.87℃，平均相对湿度比露地高2.60%，但是相对露地栽培，避雨栽培的Pn降低不足0.3%。李延菊等[15]研究认为，大樱桃在避雨栽培条件下白天平均湿度较露地高6.4%，平均温度较露地低2.6℃。而Rohloff等[16]研究认为，草莓避雨栽培条件下的温湿度与对照无显著差异。许文天等[5]的研究结果相反，认为避雨栽培条件下芒果花期冠层日平均温度比露地栽培高0.2～1.3℃，日平均相对湿度比露地降低1.7%～12.0%。后者可能与避雨栽培设施及所处的南方多雨等地理位置等有关。宫枣成熟期肥水管理要求控水，促进果实中的淀粉等积累物质向糖转化，同时枣果作为光合产物库的能力开始下降，因此，对较高PAR的需求已经开始减弱。本研究中避雨设施的使用，确实降低了PAR，但是同时改变了树体冠层环境条件，使得树体叶片对弱光的利用率提高，光抑制现象减弱，最终表现出Pn受影响不明显。露地栽培气温偏高、光照过强、空气湿度过小可能是导致枣树叶片光合作用“午休”的主要原因，但由于棚内气温在此期间总体比棚外低，尽管受PAR降低影响，但是其他生理生态因子相对较为适宜，使得避雨栽培条件下与露地相比二者平均净光合速率接近，说明扣棚后总体对枣树的Pn影响不明显。

3.2 净光合速率与其他生理生态因子的关系

叶片的光合作用是果树产量和品质形成的物质基础，同时光合作用过程是一个对环境条件变化十分敏感的生理过程[17]。研究结果表明，宫枣果实成熟期叶片Pn在避雨设施条件下与露地相比，对生理生态因子的响应有差异，王志强等[18]、姜卫兵等[19]的研究结果也表明，设施栽培条件下果树叶片光合作用受设施栽培的模式、形成的小气候条件以及果树种类等因素影响。宫枣叶片Pn与其他主要因子灰色关联结果表明，影响露地栽培条件下Pn的主要生理生态因子为Cd，RH，避雨栽培条件下是Cd，Tr。说明影响宫枣成熟期叶片Pn的主要因子是Cd。本研究的宫枣避雨栽培虽然降低了PAR，但同时增加了叶片RH，使得Cd具有更为适宜的环境条件，叶片气体交换顺利进行，为光合作用提供了良好的条件。露地栽培宫枣叶片由于成熟期的控水管理措施使得RH较低，成为影响Pn的主要制约因子。避雨设施栽培条件下，RH较露地高，Tr反而降低，树体水分及矿质营养等的运输成为影响叶片Pn的主要制约因子。所以，进行宫枣避雨栽培应该增加通风措施，在修剪的时候应该保证树体相比露地通风透光性更好。

4 结论

本研究结果表明，避雨栽培降低了宫枣成熟期冠层光合有效辐射和白天日均温度，提高了空气相对湿度，对宫枣净光合速率没有显著影响，栽培宫枣可利用避雨设施进行高产优质栽培。

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Effects of Rain-shelter Cultivation on Ecological Factors and Photosynthesis of Gongzao at Mature Stages

YANGJunqiang，CHENHongyu，SHENZhongmei，MAGuangyue
（Institute ofHorticulture，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

The present experiment was conducted to investigate the effects of rain-shelter cultivation on physiological and ecological factors and photosynthesis of Gongzao at mature stage，in order to provide theoretical basis of cultivation technology for high-yield and high-quality Gongzao.Using Gongzao cultivated in rain-shelter and open field as materials,the diurnal changes of net photosynthetic rate（Pn）in leafand other physiological and ecological factors were investigated byusingphotosynthetic measure system at mature stages.Besides,the relational degree between Pn of Gongzao leaf and main factors were analyzed based on grey system theory. The results showed that the daily average temperature in canopy at mature stages was 2.6%lower than that in the open field,and the average daily relative humidity in canopy was 5.1%higher than that in the open field.Moreover,there was no significant difference between Pn of leaf in rain-shelter and open field.And the Pn of leaf inside rain-shelter were closely associated with stomatal opening strength（Cd）and transpiration rate（Tr），while Cd and relative humidity（RH）had the closest relations on Pn of leaf in open field. Conclusion is that the rain-shelter cultivation will effectively reduce daily average temperature and PAR ofGongzao canopy,yet it has no negative effect on photosynthesis of Gongzao.Therefore,the rain-shelter facilities can be used to cultivate high-yield and high-quality Gongzao.

rain-shelter greenhouse;photosyntheticallyactive radiation;facilitycultivation;net photosynthetic rate

S665.1

A

1002-2481（2016）09-1268-05

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.09.09

2016-03-24

山西省农业科技成果转化和推广示范工程（2015CGZH028）；山西省农业科学院攻关项目（2013GG42）

杨俊强（1980-），男，山西太原人，助理研究员，硕士，主要从事枣树品种选育与技术推广工作。马光跃为通信作者。