干旱对“桂广薯1号”马铃薯叶片光合作用的影响

胡国瑞 郑 虚 邓英毅 吴 玉 刘 涛

（1.广西大学农学院，广西南宁 530004；2.广西农业科学院经济作物研究所，广西南宁 530007）

马铃薯（Solanum tuberosumL.）是茄科茄属多年生块茎植物。FAO统计数据表明：2017年全世界马铃薯收获面积为1 930.26万hm2，总产量为3.88亿t，单产量为20.11万t/hm2；全世界种植马铃薯的国家和地区有163个，中国是最大马铃薯生产国，收获面积和总产量分别占全球总量的29.88%和25.57%。马铃薯是我国四大粮食作物之一[1]。干旱已成为农业生产中的主要难题，全球有近43%的耕作区处于干旱或者半干旱地域，近年来由于受全球气候变暖等影响，干旱对农业生产的威胁越来越严重，严重影响马铃薯的生长发育和产量[2-5]。因此，研究干旱对马铃薯生长的影响有重要意义。“桂广薯1号”是广西大学和广西农业科学院经济作物研究所选育出来的品种，较耐旱[6]，但干旱对“桂广薯1号”叶片叶绿素含量和光合作用的影响还没有研究，因此开展此项研究对马铃薯生产具有重要的指导作用。

1 材料与方法

1.1 供试材料和地点供试材料为马铃薯品种“桂广薯1号”，试验在广西大学基地内进行。

1.2 田间试验设计与试验方法田间采用随机区组设计，试验有2个处理：干旱处理不灌水；CK为正常灌水，采用滴灌，每次滴2 h左右，7 d左右灌溉1次。干旱和对照处理分别种在水泥割开的沟槽里，相互间水分不能渗透。出苗后约30 d进行干旱处理，处理区距地面30 cm以上搭白色透明塑料大棚以防雨水、透光和空气流通。单垄双行种植，每小区面积为10 m2，种植80株，每组重复3次。

1.3 试验指标及其测定方法

1.3.1 测定土壤含水量 采用烘干法测定处理前2 d和处理后15 d的土壤深度为20 cm的土壤含水量。每小区采5个点，采用对角线法进行采样。

1.3.2 测定马铃薯叶片的叶绿素含量 干旱处理后15 d用日本产SPAD-502 plus测定叶片的叶绿素含量，测定部位为主茎上健康、无损伤的倒数第4张复叶（以展开叶算）的顶小叶中间部位，每个叶片测量3次，每个小区测量8株。

1.3.3 测定马铃薯叶片的光合作用 干旱处理后15 d采用LI-6400便携式光合作用测定仪，测定同部位的叶绿素，每个叶片测量3次，每个小区测量5株，晴天进行。净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率以及叶温下蒸汽压亏缺分别为：Pn、Cond、Ci、Tr、VpdL，叶片瞬间水分利用效率（WUE）=Pn/Tr，光能利用效率（LUE）=Pn/叶室内光合作用有效辐射PARi。

1.4 统计分析方法采用SPSS 18.0进行统计分析。线性回归分析采用逐步回归法。

2 结果与分析

2.1 干旱处理对土壤含水量的影响土壤含水量处理前差异不显著，处理后干旱处理的土壤含水量极显著降低（表1）。

表1 干旱处理对马铃薯地土壤含水量的影响

2.2 干旱处理对“桂广薯1号”马铃薯叶片叶绿素含量的影响干旱处理的马铃薯叶片叶绿素含量极显著降低，叶绿素合成量减少（表2）。

表2 干旱处理对马铃薯叶片叶绿素含量的影响

2.3 干旱处理对“桂广薯1号”马铃薯叶片光合效能的影响干旱处理极显著抑制了马铃薯叶片的光合作用，净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、瞬间水分利用效率和光能利用效率极显著降低，叶温下蒸汽压亏缺极显著提高，但胞间CO2浓度没有显著差异（表3）。

2.4 马铃薯“桂广薯1号”叶片光合作用各指标的相关性“桂广薯1号”马铃薯叶片光合作用各指标间存在极显著的相关性。其中，净光合速率与光能利用效率的相关性最大，净光合效率与气孔导度、胞间CO2浓度间呈极显著正相关性，与叶温下蒸汽压亏缺和叶片瞬间水分利用效率呈极显著负相关性。蒸腾速率也与气孔导度、胞间CO2浓度之间存在极显著正相关性，与叶温下蒸汽压亏缺呈极显著负相关（见表4）。

表3 干旱处理对马铃薯叶片光合作用各指标的的影响

根据相关性可建立马铃薯叶片净光合效率的线性回归方程：净光合速率Pn=39.834+2.575×蒸腾速率Tr-0.803×叶温下蒸汽压亏缺VpdL-0.05×胞间CO2浓度Ci-21.804×气孔导度Cond。

表4 马铃薯“桂广薯1号”叶片光合作用各指标间的相关性

3 结语

本试验结果表明干旱极显著抑制“桂广薯1号”马铃薯叶片的叶绿素含量和光合作用。这与前人研究结果一致，但不同品种对干旱的反应和适应能力不同[2-5]。利用“桂广薯1号”叶片光合作用各指标间的极显著相关性可建立净光合速率的回归方程：Pn=39.834+2.575×Tr-0.803×VpdL-0.05×Ci-21.804×Cond，但该方程对马铃薯其他品种和不同生育期的应用还有待进一步研究。