辽宁核桃品种光合特性研究

刘 枫，赵宝军，宫永红，刘振盼，王德会

（1.辽宁省经济林研究所，辽宁大连 116031；2.国营本溪县兰河峪林场，辽宁本溪 117000）

辽宁核桃品种光合特性研究

刘 枫1，赵宝军1，宫永红1，刘振盼1，王德会2

（1.辽宁省经济林研究所，辽宁大连 116031；2.国营本溪县兰河峪林场，辽宁本溪 117000）

以辽宁1号核桃等8种核桃为试材，使用Yaxin-1102便携式光合蒸腾仪，在田间条件下，对核桃光合作用进行了初步研究。结果表明：辽宁1号核桃净光合速率日变化呈双峰型曲线，有明显的光合“午休”现象。不同品种间净光合速率有差异；光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度和叶温均呈单峰型曲线，细胞间隙CO2浓度呈双谷型曲线；核桃净光合速率日变化与叶温极显著正相关，与胞间CO2浓度极显著负相关。

核桃；净光合速率；影响因子

核桃Juglans regia是我国重要的木本粮油作物，它与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”。因其含有丰富的营养及人体所必需的多种微量元素，越来越受到人们的喜爱。光合作用是植物生长发育的基础，是产量和品质形成的决定性因素，光合产物构成了果树树体90%～95%的干物质[1]。目前国际上对果树光合作用的研究在不断深入，国内对桃、草莓、枣、核桃等光合特性的研究相继有报道[2-5]，而关于辽宁核桃光合特性的研究报道较少。本文以辽宁1号核桃为试材，测定了光合参数的日变化，同时对辽宁1号、辽宁4号等8个品种的净光合速率进行比较，以期为辽宁核桃的丰产、优质栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

2016年5 月在辽宁省大连市普湾新区松木岛村辽宁省经济林研究所科研示范基地进行试验。该地区属北温带季风性大陆性气候，年均气温9.3℃，最低气温-21.6℃，无霜期169.2 d，年降水量623.5 mm，年日照时数2 850.9 h。棕壤土，肥力中等。2001年栽植，‘辽宁 1 号’、‘辽宁 4 号’、‘辽宁5号’、‘辽宁6号’、‘辽宁7号’、‘辽宁10号’、‘寒丰’、‘辽瑞丰’8个早实核桃品种。株行距3 m×4 m，南北行向，树势生长健壮。

1.2 试验方法

1.2.1 核桃光合生理指标的测定

叶片净光合速率用Yaxin-1102便携式光合蒸腾仪（北京雅欣礼仪科技有限公司生产）开路系统测定，在田间条件下进行，参考气源采自3 m高处。7月上旬晴天6:00-17:00，每隔1 h测定1次。选树冠向阳面中部枝条中部复叶的成熟顶叶进行测定，树势较一致的辽宁1号5株，每株选2片叶，每片叶重复3次。主要测定叶片净光合速率（Pn）、光合有效辐射（PAR）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、蒸腾速率（E）、气孔导度（Gs）和叶温（T）等。

1.2.2 核桃不同品种净光合速率的测定

7月上旬晴天9:00-11:00，选择树冠向阳面中部枝条中部复叶的成熟顶叶进行测定，不同品种各选3株，每株选2片叶，每片叶重复3次。

1.3 数据处理

试验数据采用Microsoft Excel 2007及SPSS 20.0软件进行处理。

2 结果与分析

2.1 辽宁1号核桃净光合速率、光合有效辐射日变化曲线

由图1可见，辽宁1号核桃叶片净光合速率日变化呈双峰曲线，第1次高峰出现在10：00前后，12：00前后降至谷底，第2次高峰出现在14：00前后，最大值出现在10：00前后。辽宁1号核桃光合有“午休”现象，“午休”期间净光合速率下降趋势比较明显。而光合有效辐射呈单峰型曲线，即先升高后下降，在12：00前后达到峰值。

图1 辽宁1号核桃光合有效辐射和净光合速率日变化曲线

2.2 辽宁1号核桃光合特性相关参数日变化

从图2、3可以看出，叶片蒸腾速率、气孔导度和温度日变化均呈“单峰”曲线。从6：00开始，蒸腾速率随着气温的升高和光照强度的增强而逐渐增大，11：00 达到最大值 3.18 mmol·m-2·s-1，而后逐渐下降。气孔导度的变化趋势与蒸腾速率相近，在11：00达到最大值72.01 mmol·m-2·s-1，之后逐渐下降。叶片温度在12：00达到最大值36.76℃。细胞间隙CO2浓度全天呈现“降-升-降-升”的趋势，从6：00开始逐渐下降，9：00出现第1谷值204.48 μmol·m-2·s-1，之后继续上升，13：00之后又继续下降，16：00出现第 2谷值 217.09 μmol·m-2·s-1，且第1个谷值低于第2个谷值，16：00之后又开始上升。

图2 辽宁1号核桃蒸腾速率和气孔导度日变化曲线

图3 辽宁1号核桃叶片温度和细胞间隙CO2浓度日变化曲线

2.3 辽宁1号核桃净光合速率日变化的影响因子

通过SPSS软件对光合速率日变化及光合特性相关参数的日变化分析，结果表明，核桃叶净光合速率日变化与叶温极显著正相关，与气孔导度、光合有效辐射、蒸腾速率显著正相关；核桃叶净光合速率日变化与胞间CO2浓度极显著负相关（表1）。

表1 核桃光合特性参数相关性分析

2.4 不同品种核桃净光合速率的比较

核桃不同品种在10:00的净光合速率见图4。

图4 不同核桃品种在10∶00的净光合速率

辽宁1号净光合速率最高17.525 μmol·m-2·s-1，是辽宁4号的1.53倍。辽宁4号净光合速率最低，为 11.48 μmol·m-2·s-1。其他品种净光合速率16.14～12.48 μmol·m-2·s-1。

3 结论与讨论

植物光合作用是一个复杂的生理生化过程，不同植物叶片的净光合速率曲线存在差异。自然条件下植物的光合作用日变化曲线多表现为单峰型或双峰型。Farquhar等[6]认为，气孔导度是影响光合速率的主要因子，但气孔导度下降不是光合速率降低的唯一因素，气孔和非气孔因素的调节均会导致光合作用变化。本研究结果表明，核桃的净光合速率曲线日变化为双峰型曲线，有明显的“午休”现象。蒸腾速率和气孔导度的日变化规律相近，与光合有效辐射有显著的相关性。早上光照强度和温度逐渐增强，大气湿度下降，气孔开放程度增强，蒸腾速率也随之加快，正午时蒸腾速率达到最大值；之后光照逐渐减弱，植株体内水分减少，气孔逐渐关闭，蒸腾速率随之下降。本试验数据与王红霞等研究结果有一定差异[5]，栽植地域自然条件的不同可能是导致测定结果产生差异。在生产实践中，可采取合理的栽植密度和修剪模式达到更好的通风透光，进而提高核桃树体的光合速率，达到丰产稳产的目的。

［1］李天忠，张志宏.现代果树生物学[M].北京：科学出版社，2008.

［2］陈晓强.不同桃品种光合特性研究[D].南京：南京农业大学，2006.

［3］杨文，于泽源，李兴国.三个草莓品种光合特性的研究[J].北方园艺，2015（10）：50-53.

［4］张舟，吕芳德，王森.不同枣品种光合特性的比较研究[J].中南林业科技大学学报，2014（8）：78-81.

［5］王红霞，张志华，王文江，等.田间条件下核桃光合特性的研究[J].华北农学报，2007，22（2）：125-128.

［6］Farquhar G D,Sharkey T D.Stomatal conductance and photosynthesis[J].Ann Rev Plant Physiol,1982,33:317-345.

（责任编辑：张素清）

S792.13

A

1001-1714（2017）05-0024-03

2017-07-04

刘枫（1985-），男，工程师，主要从事核桃育种及栽培方面的研究。E-mail：liufeng0427@sina.cn。