不同品种桃叶片光合特性日变化的研究

唐俊煜，冉 丽，张 琦

（1 新疆维吾尔自治区野马繁殖研究中心，乌鲁木齐840000；2 达坂城区旅游景区管委会，乌鲁木齐840000；3 兵团塔里木盆地生物资源保护利用重点实验室，新疆 阿拉尔843300）

桃（Prunns ersica L.）隶属蔷薇科（Rosaceae L.）、桃属（Amygdalu Linn.），是一种落叶小乔木[1]。桃具有极其丰富的营养，果实颜色鲜艳，味道甜美，深受人们喜爱。近年来，国内学者对桃的光合作用进行了大量研究，而对南疆地区生态环境条件下桃树光合特性的研究则较少。赵雪辉等[2]对3 个不同桃品种光合特性的研究得出：‘桃王九九’和‘美香’净光合速率8:00—10:00 上升，10:00后出现最高峰；而‘大久保’净光合速率8∶00—10:00 小幅度下降，10:00 后出现低谷。杨江山[3]研究得出：3 个樱桃品种的Pn日变化均为典型的中午降低型双峰曲线，最高峰出现在上午9:30，次高峰出现在下午15:30 前后。郑月萍等[4]发现，4 种苦苣苔科植物的净光合速率日变化曲线都显示为不明显的双峰曲线，即具有“午休”现象。陈晓强等[5]人选择4 个不同类型的桃品种对不同叶位的叶片光合作用进行研究，结果表明，不同品种和不同叶位叶片的净光合速率有所不同。因此，树种、品种和环境条件不同，光合速率不同，其“午休”时间也不同。基于此，本试验对引进阿拉尔垦区桃品种的光合特性进行了研究，对其胞间CO2浓度、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率、叶绿素含量等生理指标进行测定和分析，掌握其光合生理特性，为南疆地区桃树品种选择、栽培管理、提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

试验在塔里木大学园艺试验站进行。试验树为2年生桃树，品种有‘中蟠10号’‘中蟠11号’‘锦绣’‘元春9’‘中农金辉’‘春美’‘中红’‘春蜜’‘中桃2-24’，共9个。株行距2 m×4 m，南北行向。桃园按常规进行栽培管理。

1.2 方法

试验于2016年7月上旬开始，选择生长势基本一致的植株，每个品种2 株，每株树取同侧、无病虫害的新梢5 个，以中部成熟功能叶为对象，每个新梢各取1片叶进行测定。使用Li-6400 便携式光合作用测定仪（Li-6400 portable photosynthesis system）在田间条件下开放式气路测定光合性能指标，每隔2 h 测定1 次，时间从早上8:00 至20:00；用丙酮提取法测定其叶绿素含量；计算其比叶重。

2 结果与分析

2.1 不同品种桃比叶重的比较

由图1可以看出，不同品种桃比叶重为561.53～843.13 mg/dm2，品种间比叶重从大到小依次为‘元春’‘春美’‘中农金辉’‘ 中桃2-24’‘ 中蟠11 号’‘ 中蟠10 号’‘ 锦绣’‘ 春蜜’‘ 中红’。从显著性分析可以看出：‘元春’的比叶重最高，与‘春美’差异不显著，但显著高于其他品种；‘中蟠10 号’‘中蟠11 号’和‘锦绣’间的比叶重无显著差异，‘中桃2-24’与‘中农金辉’的比叶重也无显著差异；‘中红’的比叶重最小，且与其他品种差异显著。

图1 不同品种桃比叶重的平均值

2.2 不同品种桃叶绿素含量的比较

由表1可知，‘锦绣’在9个桃品种中叶绿素总含量最高，平均值为4.24 mg/g；‘元春’叶绿素总含量最低，仅为2.40 mg/g；‘春美’与‘中红’差异不显著，‘春蜜’与‘中桃2-24’差异不显著，‘中蟠11 号’与‘中农金辉’也无显著差异。‘锦绣’的叶绿素a 含量最高，平均值为2.73 mg/g，极显著大于‘春美’‘中红’‘中农金辉’和‘元春’；‘元春’含量最低，为1.64 mg/g，极显著小于‘中蟠10 号’。‘锦绣’的叶绿素b 含量最高，与‘中蟠10 号’差异显著，与其他各品种差异极显著；‘元春’ 最低；‘春美’与‘中红’差异不明显，‘春蜜’‘中桃2-24’‘中蟠11号’‘中农金辉’均无显著差异。叶绿素a/b 值最高为‘春美’，最低为‘锦绣’。

表1 不同品种桃叶片叶绿素含量的比较

2.3 不同品种桃净光合速率的日变化

由图2可知，各品种桃叶片净光合速率日变化均呈双峰变化趋势。8:00 左右净光合速率较低，随后急剧上升。第1 次净光合速率最大值集中在10:00 和12:00，其中‘春蜜’在10:00 左右达到21.13 μmol·m-2·s-1，‘锦绣’在12:00 左右达到25.47 μmol·m-2·s-1。多数品种在18:00 左右净光合速率又达到峰值，最高值为‘中幡10号’，达到14.38 μmol·m-2·s-1；此后，桃品种净光合速率又急剧降低，至20:00 左右少数桃品种达到负值，‘元春’为-5.14 μmol·m-2·s-1。

图2 不同品种桃净光合速率日变化

2.4 不同品种桃气孔导度的日变化

从图3可知，大部分桃品种的气孔导度日变化曲线为“双峰”型，出现在10:00和14:00，‘中蟠10号’的2次峰值分别出现在10:00和18:00，‘中桃2-24’ 的2次峰值分别出现在10:00和16:00。各品种桃气孔导度的日变化均值从大到小依次为‘中蟠10’‘ 锦绣’‘中农金辉’‘中蟠11号’‘中红’‘ 春蜜’‘ 元春’‘ 春美’‘中桃2-24’。气孔导度早晨随着光照强度的增强逐渐增大，到正午光照最强时减小，过后又有不同程度的上升[6]。9个品种中，‘中蟠10号’的气孔导度在1 d内较高，气孔交换能力较强，光合能力也较强。

图3 不同品种桃气孔导度日变化

2.5 不同品种桃胞间CO2 浓度的日变化

如图4所示，从8:00 开始各品种胞间CO2浓度呈下降趋势，12:00 时均达到最低点，之后又缓慢上升。18:00 以后，多数桃品种剧烈上升。‘中桃2-24’在18:00 时达到最大值随后又急剧下降；‘中农金辉’ 的平均胞间CO 浓度最大，而‘春蜜’的平均胞间CO2浓度最小；各品种胞间CO2浓度日变化均值从大到小依次为 ‘中农金辉’‘中桃2-24’‘春美’‘ 中蟠10 号’‘ 中蟠11 号’‘中红’‘锦绣’‘元春’‘春蜜’。

图4 不同品种桃胞间CO2 浓度日变化

2.6 不同品种桃蒸腾速率的日变化

桃树蒸腾的耗水量不仅受光照强度、温度、湿度等外部环境因素的影响，也受植物自身的调节与控制，蒸腾速率的变化是外部环境因素与植物生理因素综合作用的结果[7]。从图5可以看出，各品种的蒸腾速率均在12:00 左右呈现1 个高峰值，随后开始缓慢下降，到16:00 左右部分品种出现第2 次高峰。‘春美’全天的蒸腾速率最低。各品种的日均蒸腾速率从大到小依次为‘中蟠10 号’‘锦绣’‘中蟠11 号’‘春蜜’‘元春’‘ 中红’‘ 中桃2-24’‘ 中农金辉’‘ 春美’。

图5 不同品种桃蒸腾速率日变化

2.7 不同品种桃水分利用率的日变化

如图6所示，多数品种水分利用效率在10:00—18:00 变化平稳；‘春美’‘中农金辉’ 均在14:00 左右出现水分利用效率最高点，‘锦绣’在18:00 左右出现最大值；‘元春’‘春蜜’‘中红’和‘中桃2-24’皆出现2次峰值；‘中蟠10号’则有3次峰值，分别出现在10:00、14:00和18:00。

图6 不同品种桃水分利用率日变化

3 讨论

3.1 不同品种桃叶绿素含量

叶绿素含量的高低是叶片发挥其光合功能的基础[15]。9 个桃品种的叶绿素含量呈显著性差异。吴秀等[16]研究结果表明，桃树和碧桃的总叶绿素含量相差不大，均在1.5 mg/g 左右。本试验所得结果均大于前者。谢玲[17]研究得出，5 种观赏桃叶片叶绿素总含量以帚型最高，平均值为2.64 mg/g。本试验中，观赏桃‘元春’的叶绿素含量与之较为接近。耐荫性强的植物叶绿素含量较高，a 与b 的比值较低。阴生植物的叶绿素b 含量较阳生植物高[18]。本试验中‘锦绣’的叶绿素a/b 值最小，表明‘锦绣’具有一定的耐阴性。叶绿素含量较高的是‘锦绣’，较低的是‘元春’，可能与品种有关。蟠桃品种和油桃品种的叶绿素含量明显高于普通桃品种和观赏桃品种。

3.2 不同品种桃净光合速率

果树的净光合速率因树种和品种的不同而异。栗媛等[8]研究得出，不同生长发育阶段‘轮台白杏’叶片的净光合速率（Pn）的日变化趋势基本一致，皆呈双峰曲线，均出现光合“午休”现象。其叶片Pn日变化大致可分为上升、下降、缓慢上升、下降4 个阶段。本试验结果与其一致。赵进红[9]研究得出，2 种肥桃的叶片光合速率日变化均呈双峰曲线，也与本试验一致。‘锦绣’和‘中蟠10 号’的光合性能最好，这与桃品种叶绿素含量成正比。9 个桃品种的净光合速率均是上午明显高于下午，在7月初的阿拉尔地区，其光合作用主要是在上午进行。本试验中叶绿素含量与光合作用呈正相关。

3.3 不同品种桃气孔导度的日变化

不同种源的山杏气孔导度日变化出现单峰型、双峰型和多峰型的峰值时间以及峰值大小并不相同[10]。本试验中9 个桃品种气孔导度的日变化为“双峰”曲线。桃品种气孔导度和净光合速率的第1 次峰值基本接近。各品种桃中，‘中蟠10 号’和‘锦绣’的气孔导度和蒸腾速率的日变化均值较大，变化一致。

3.4 不同品种桃胞间CO2 浓度

刘娟等[11]提到，各杏品种的胞间CO2浓度随PAR增加呈现出下降趋势。与本试验结果一致。12:00 左右桃品种的Pn 上升到最大值，而胞间CO2浓度却下降到最低点。在Pn 较低的情况下，叶片的胞间CO2浓度较高，可能是由于光强太低时桃树的呼吸作用大于光合作用所引起的。随着Pn 的增加，光合作用增强，消耗大量CO2，使胞间CO2浓度逐渐减小。

3.5 不同品种桃蒸腾速率

净光合速率与蒸腾速率的关系可能与树种、 环境和地势等诸多因素有关。王成霞[12]研究得出，2 种类型桃蒸腾速率日变化均呈单峰曲线，在13:00 前后出现高峰。而本试验中，‘锦绣’‘中红’‘中蟠10 号’‘元春’的蒸腾速率日变化也表现为单峰曲线，其余品种则有两次峰值，与其结果不同。各品种的日均蒸腾速率从小到大依次为‘中蟠10 号’‘锦绣’‘中蟠11 号’‘春蜜’‘元春’‘中红’‘中桃2-24’‘中农金辉’‘春美’。蒸腾速率越高，说明对环境的增湿效应越好。南疆地区经常出现沙尘暴天气，不仅影响光强，还落在桃叶片表面，可能会对桃树的光合作用产生影响。这方面还有待进一步研究。本试验中不同品种桃净光合速率的日变化，全天维持在较高水平。

3.6 不同品种桃水分利用率

9 个桃品种的水分利用率[13]日变化有一定的差异，大多桃品种水分利用率日变化呈现2 个峰值，‘中蟠10号’则出现3 次峰值，‘中蟠11 号’无明显峰值。植物叶片水分利用效率（WUE）是反映植物光合、蒸腾特性的综合指标，反映植物的水分利用状况和抗旱性能[14]。分析9 个桃品种水分利用效率的结果表明，‘春美’ 的水分利用效率最高，说明在相同条件下，其抗旱能力要强于其他桃品种。

4 结论

桃品种叶绿素含量平均值为4.24 mg/g； 比叶重从大到小依次为‘元春’‘春美’‘中农金辉’‘ 中桃2-24’‘中蟠11 号’‘ 中蟠10 号’‘锦绣’‘春蜜’‘中红’；9 个桃品种的净光合速率均呈双峰型曲线，净光合速率从大到小依次为‘中蟠10 号’‘ 锦绣’‘ 春蜜’‘ 中蟠11 号’‘ 中桃2-24’‘ 中红’‘ 元春’‘中农金辉’‘ 春美’；水分利用率出现2 次峰值，‘中蟠11 号’无明显峰值，‘中农金辉’和‘春美’只出现1 次峰值，‘中蟠10 号’却有3次峰值； 水分利用率从大到小依次为 ‘春美’‘中农金辉’‘中桃2-24’‘中红’‘元春’‘ 中蟠11 号’‘锦绣’‘春蜜’‘中蟠10 号’。9 个桃品种在阿拉尔垦区表现出优良的品质和较强的适应性，适合在垦区推广。