设施栽培下两个软枣猕猴桃品种光合特性研究

2023-05-30周守航王海珍陈苗马蕊袁林闫福军吕瑞恒

山西果树 2023年2期

周守航王海珍陈苗马蕊袁林闫福军吕瑞恒

摘要：【目的】分析设施栽培下2个软枣猕猴桃品种‘龙城2号‘魁绿的光合生理特性，为阿拉尔垦区设施软枣猕猴桃种植提供理论依据。【方法】以2年生‘龙城2号和‘魁绿嫁接苗为试材，使用Li-6400xt测定叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）、胞间二氧化碳浓度（Ci），采用乙醇浸提法测定叶绿素含量。【结果】1）‘龙城2号软枣猕猴桃叶片叶绿素a、叶绿素b、类胡罗卜素含量高于‘魁绿，叶绿素a/b低于‘魁绿，2）2个软枣猕猴桃品种叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）均呈“双峰型”曲线变化，胞间二氧化碳浓度（Ci）呈“U”字型曲线变化。【结论】设施栽培中‘龙城2号光合能力高于‘魁绿；“光合午休现象”是由午间设施环境高温、低湿造成。

关键词：软枣猕猴桃；光合特性；叶绿素；净光合速率

文章编号：2096-8108（2023）02-0020-04 中图分类号：S 663.4 文献标识码：A

Study on Photosynthetic Characteristics of Two Actinidia arguta （Sieb & Zucc） under Facility Cultivation

ZHOU Shouhang， WANG Haizhen， CHEN Miao， MA Rui， YUAN Lin， YAN Fujun， LV Ruiheng *

（College of Horticulture and Forestry， Tarim University， Alar 843300，China）

Abstract：【Objective】The photosynthetic physiological characteristics of two kinds of Actinidia arguta （Sieb & Zucc） ‘Longcheng 2 and ‘Kuilv in the cultivation environment of the facility were analyzed to provide the basis for the cultivation of jujube Actinidia arguta （Sieb & Zucc） in the Aral reclamation area. 【Methods】The leaf photosynthetic parameters net photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance （Gs）， transpiration rate （Tr）， intercellular carbon dioxide concentration （Ci） were determined by Li-6400xt， and the chlorophyll content was determined by ethanol extraction method. 【Results】The results showed that： 1） The contents of chlorophyll a， chlorophyll b

and carotenoids in the leaves of ‘Longcheng 2 of the two Actinidia arguta （Sieb & Zucc） were higher than those of ‘Kuilv， and chlorophyll a/b were lower than those of ‘Kuilv. 2） The leaf net photosynthetic rate， stomatal conductance and transpiration rate of the two kinds of Actinidia arguta （Sieb & Zucc） showed a ‘bimodal curve change， and the intercellular carbon dioxide concentration showed a “U” curve change. 【Conclusion】The photosynthetic capacity of ‘Longcheng 2 is higher than that of ‘Kuilv in facility cultivation. The phenomenon of “photosynthetic lunch break” is caused by high temperature and low humidity in the environment at noon.

Keywords： Actinidia arguta （Sieb & Zucc）; photosynthetic characteristics; chlorophyll; net photosynthetic rate

軟枣猕猴桃（Actinidia arguta （Sieb & Zucc））又名奇异果、奇异莓、软枣子等，是猕猴桃科猕猴桃属大型落叶藤本果树，是我国珍贵耐寒果树资源 [1] ，果实光滑无毛，柔软多汁且营养丰富，富含丰富的维生素C、维生素P以及多种矿物质，素有第3代“水果之王”的美誉 [2-3] 。截止2018年我国

软枣猕猴桃在栽培面积仅有2 800 hm 2，具有很大的发展潜力 [4] ，但由于其货架期短，不耐贮藏，严重制约了其产业发展。软枣猕猴桃设施栽培技术研究，对于调控鲜果市场，延长果实供应期具有重要意义 [6] 。

光合作用是植物发育的基础生物化学过程，果树90%～95%的干物质来自于光合作用，高效的光合作用是果树高产优质的前提 [6] 。目前，对软枣猕猴桃的光合特性研究已有报道，多集中在不同生境光合日变化 [7] 、叶片PSⅡ系统活性对温度的响应 [8] 、光合模型筛选 [9] 、雌雄株光合特性 [10] 等方面，而对设施栽培下软枣猕猴桃光合特性研究鲜有报道。

本研究通过对设施栽培下环境因子与2个软枣猕猴桃品种光合特性进行测定，明确设施内部软枣猕猴桃光合特性与环境因子的响应规律，对软枣猕猴桃设施高产优质栽培具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验地点位于新疆生产建设兵团第一师阿拉尔市十六团八连，供试品种为 2 年生嫁接苗‘龙城2号和‘魁绿，棚架模式栽培，架高 2 m，株行距 1 ｍ× 4 ｍ，南北行向种植。设施结构半面坡式，坐北朝南，长度70 m，跨度12 m，脊高3.5 m，单棚面积 840 m 2 （1.3 亩），聚乙烯薄膜覆盖，自动卷帘棉毡覆盖保温，采用滴灌灌溉。

1.2 仪器与方法

试验地设施内环境因子由大连云动力科技有限公司研发的水温湿度光照记录仪进行监测，每隔 5 min 进行一次数据采集。

光合参数测定在4月下旬采用Li-6400xt便携式光合仪测定，每个品种选取3片成熟健康叶片，10：00-20：00每2 h测定1次。测定指标为净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO 2浓度（Ci）等参数。

光合参数测量完后摘取所测叶片，立即放入冰盒中带回，擦拭干净后称取叶片0.2 g，剪碎后放入10 mL离心管中，加入95%乙醇，盖塞，用锡箔纸包裹浸提24 h。叶片全部发白后，在470 nm、649 nm 和665 nm波长下测定提取液的吸光度值，计算光合色素含量。2个品种各取3片叶片，3次重复 [11] 。

1.3 数据处理

采用Microsoft Excel 2019整理数据，SPSS 25.0进行单因素方差分析（one-way ANOVAs），OriginPro 2022 绘图。

2 结果与分析

2.1 设施内部环境因子日变化

从图1可得，设施内部光合有效辐射温度呈“单峰”曲线变化，8：00后开始持续上升，分别在 14：00 和16：00达到一天的最高值1 209.57 μmol· m -2 · s -1 、40.49 ℃，后逐渐下降。相对湿度整体呈“U”字型变化，自00：00-7：00缓慢上升，8：00后开始持续下降，在17：00到达一天中的最低值42%。

2.2 2个软枣猕猴桃品种光合色素参数

由表1可得，‘龙城2号叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素含量、叶绿素a/b均高于‘魁绿，而类胡罗卜素却低于‘魁绿，且2个品种叶绿素a、叶绿素b存在显著差异（ P >0.05）。

2.3 2个软枣猕猴桃品种光合气体交换参数日变化

净光合速率直接反应植物光合能力的强弱，由图2可知，‘龙城2号及‘魁绿Pn日变化曲线均呈“双峰型”曲线。且第1个峰值均出现在12：00，分别为13.81、12.48 μmol·m -2 ·s -1 ，随后呈下降趋势，16：00降至谷值，而后在 18：00 出现第2个峰值，为11.6 、9.93 μmol·m -2 ·s -1 ，且2个品种均存在明显的“光合午休现象”。

由图3可知，‘龙城2号和‘魁绿Gs日变化与Pn日变化曲线趋势基本一致，都呈“双峰型”曲线，

两次峰值分别出现在12：00、18：00，谷值出现在 16：00 。且一天中Gs值‘龙城2号＞‘魁绿。

由图4可知，‘龙城2号及‘魁绿Tr日变化曲线趋势都呈“双峰型”曲线，但峰值出现的时间不同。‘龙城2号及‘魁绿第1峰值分别出现在12：00与14：00，分别为 4.84、4.87 mmol·m -2 ·s -1 ，第2峰值出现时间一致，均在18：00，分别为4.36、 4.68 mmol·m -2 ·s -1 ，而谷值出现时间不一致，分别在14：00及16：00。

由图5可知，‘龙城2号及‘魁绿Ci日变化曲线趋势基本一致呈“U”字型，从早晨10：00开始缓慢下降，分别在14：00及16：00达到谷值 259.67、235.67 mmol·mol -1 ，且此时与光合午休部分基本重合。

3 讨论与结论

叶绿素和类胡罗卜素是绿色植物叶片中最重要的光合色素，其含量的高低直接影响植物光合作用的强弱，并且也影响其生理代谢活动强弱和抗逆性高低 [12] 。从本试验结果来看，‘龙城2号叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素a/b高于‘魁绿，但类胡罗卜素低于‘魁绿。说明‘龙城2号的光合能力强于‘魁绿，从净光合速率日变化趋势也可看出，‘龙城2号净光合高于‘魁绿。

光合作用是一个非常复杂的生理过程，光、温、水是影响植物光合作用的主要环境因子。而净光合速率又是植物光合作用的直观体现，其大小反应了植物同化物生产能力的大小 [13] 。一般情况下，植物净光合速率日变化曲线呈单峰、双峰、三峰（或不规则）3种类型，通过对设施环境内2个软枣猕猴桃品种叶片光合特性的测定，发现‘龙城2号和‘魁绿叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度变化趋势均呈双峰型，这一结果与卢立媛 [7] 、王振兴 [14] 、马媛 [15] 等研究一致。其原因是清晨2个软枣猕猴桃品种叶片的气孔开放，促进叶片进行呼吸作用，此时净光合速率低、胞间二氧化碳浓度高，随着光合有效辐射、温度不断上升，净光合升高。而随着CO 2同化速率的增加，胞间二氧化碳缓慢降低，气孔导度逐渐升高，均在12：00到达第1个峰值。在14：00—16：00随PAR和Ta逐渐达到一天的最大值，净光合速率、气孔导度、胞間二氧化碳均开始下降，并在 16：00 到达最低值，后随着温度、光合有效辐射逐步降低，空气湿度逐渐回升，在18：00达到第2个峰值。

本研究表明‘龙城2号和‘魁绿均出现“光合午休现象”，这是由于14：00—16：00设施环境内温度过高，植物为避免蒸腾失水而关闭气孔，属于气孔限制因素。说明高温、低湿是造成午间净光合速率下降的主要环境因子，因此可以在夏季增加微喷措施，增加设施内部空气相对湿度来缓解叶片温度，从而缓解“光合午休现象”。

通过对设施环境下‘龙城2号和‘魁绿光合特性、光合色素及環境因子分析表明，2个软枣猕猴桃品种叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均呈“双峰型”曲线变化，胞间二氧化碳浓度呈“U”字型曲线变化。2种软枣猕猴桃叶片叶绿素、类胡罗卜素含量‘龙城2号高于‘魁绿，叶绿素a/b低于‘魁绿综合来说设施环境中‘龙城2号光合能力高于‘魁绿。2个软枣猕猴桃品种叶片“光合午休现象”是由午间设施环境高温、低湿造成。

参考文献

[1] 邹念梁.辽宁野生软枣猕猴桃生态及物候调查[J].中国林副特产，2017（1）：74-75.

[2] 孙宏莱，毕云杰，时得友，等.软枣猕猴桃果品加工与贮藏保鲜研究进展[J].食品与发酵工业，2020，46（11）：315-320.

[3] 冯健，曾凡顺，王嘉，等.软枣猕猴桃良种选育研究进展[J].安徽农业科学，2015，43（11）：46-47+87.

[4] 黄国辉.软枣猕猴桃产业发展现状与问题[J].北方果树，2020（1）：41-43+45.

[5] 李玉婷，任利慧，王媛，等.设施栽培模式下‘冬枣光合效率限制因子研究[J/OL].园艺学报：1-9[2022-11-25].

[7] 卢立媛，刘振盼，孙阳，等.两种不同生境条件下软枣猕猴桃光合特性的比较[J].北方园艺，2022（1）：24-30.

[8] 王振兴，艾军，陈丽，等.软枣猕猴桃叶片光系统Ⅱ活性对不同温度的响应[J].西北植物学报，2015，35（2）：329-334.

[9] 魏炳康，李根柱，王贺新，等.软枣猕猴桃的光合模型筛选与光响应特征比较[J].科学技术与工程，2021，21（17）：7034-7039.

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[11] 李合生.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2000.

[12] 张吉立.冬季4种针叶树色素动态变化研究[J].青海农林科技，2020（2）：103-106.