陳彥君 王德爐 郝加孝 葛敏凱
(貴州大學,貴陽,550025)
責任編輯:任 俐。
藍莓學名越橘,杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium spp.)植物,品種繁多,分布在熱帶、亞熱帶、溫帶等地區(qū)[1]。藍莓果實富含多種營養(yǎng)成分,所含花青素有防治高血壓、疏通毛細血管和減緩衰老等作用[2],果糖、脂肪含量較低,抗氧化能力強,被國際糧農組織列為人類五大健康食品之一[3],并列入世界第3 代水果行列[4]。貴州省于1999年開始藍莓的研究[5],經試驗研究推廣,現廣泛栽植的品種為兔眼藍莓[6]。
我國對藍莓的研究起步較晚,1981年吉林農業(yè)大學開始引種研究[7]。近年來藍莓的研究主要圍繞著良種選育、食品營養(yǎng)、栽培管理等方面,對藍莓光合作用方面的研究多為北高叢等品種。其中,Forsyth et al.[8]首先提出溫度影響越橘的光合作用。張志安等[9]研究認為,越橘光合作用適宜的溫度為15~28 ℃,最適溫度20 ℃,高于30 ℃或低于15 ℃時,光合速率和呼吸強度迅速下降。李亞東等[10]研究高叢、半高叢、矮叢越橘和紅豆越橘光合作用變化呈雙峰曲線。孫山等[11]研究高叢越橘是典型的C3植物。而對于兔眼藍莓光合作用的研究甚少。對不同遮陰環(huán)境下的兔眼藍莓光合特性進行研究,旨在為進一步提高其光合效率與產量、改善品質提供理論依據。
試驗地位于貴州省麻江縣,東經107°18'~107°53',北緯26°17'~26°37',平均海拔739 m,年平均氣溫15 ℃,無霜期310 d,年降水量1 250 mm,年日照時間1 200 h,年平均相對濕度78%,酸性黃壤,土層厚度>100 cm,pH 值4.3~5.5[12],藍莓的栽植已有一定的規(guī)模。
以兔眼藍莓品種‘燦爛’(Vaccinium ashei(Read.)‘Brightwell’)為材料,選擇樹體性狀一致的4年生健康植株,用遮陽網和照度計設計4 個不同光照強度的處理(100%、80%、60%、40%),隨機區(qū)組設計,每個處理重復3 次,每個重復5 株,各處理其他栽培管理措施完全一致。自2012年2月中旬開始處理,分別在2012年5、7、9、11月中旬選擇晴朗無風天氣,從株叢外圍選取1 片無機械損傷、無蟲眼、無病蟲害的成熟葉標記,用LI -6400 光合儀測定各項光合指標[13],測定指標包括單葉凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)等。測試時為了排除環(huán)境因子的瞬時變化,影響試驗結果的準確性,重復測定3次,結果取其平均值[14]。
試驗數據采用Excel 2007 進行初步整理,用SPSS 18.0 進行方差分析。
凈光合速率(Pn)的日變化:由表1可知,5月份和7月份100%和80%光照下,Pn日變化均有兩次峰值,5月份出現在12:00 和16:00,7月份出現在10:00 和14:00;9月份80%光照下,Pn日變化趨勢與7月份相似,100%光照下則僅在10:00 出現一次峰值;11月份100%和80%光照下均僅在12:00 時出現一次峰值,春夏季同時段80%光照下Pn均大于100%光照下的Pn。60%和40%光照下各月份Pn日變化均僅在午間出現一次峰值,且Pn漸減。說明低度遮陰增大了凈光合速率,中高度遮陰反之,且改變了Pn日變化規(guī)律,使“光合午休”現象消失。
氣孔導度的日變化:由表1所示,各月份不同光照強度氣孔導度日均值在12:00 達到最高,16:00以后迅速下降。80%光照條件增大了午間氣孔導度,最多能提高57.48%;60%和40%光照使氣孔導度減小。
蒸騰速率(Tr)的日變化:由表1得知,100%、80%光照蒸騰速率相近,之后Tr隨著遮陰強度的加大而減小。5月份和7月份Tr日變化最高值出現在10:00—16:00,9月份為14:00—16:00,11月份則為12:00。
胞間CO2摩爾分數(Ci)的日變化:由表1可知,各處理Ci均呈早晚高午間低的趨勢,但最低值出現時間不一。5月份100%和80%光照Ci值接近,12:00 最低,其次為16:00,60%和40%光照Ci分別在16:00 和14:00 最低;7月份100%、80%和60%光照均在10:00 最低,其次為14:00,40%光照則14:00 最低;9月份各處理均在10:00 和16:00 有兩個低谷;11月份除40%光照Ci在10:00 最低外,其他處理均在午間最低。隨著光照強度的降低,藍莓葉片Ci增加,夏季表現得更為明顯。
水分利用效率(WU,E)的日變化:由表1所示,5月份各光照條件下的WU,E均在14:00 時最高,且光照強度越弱,WU,E越低。7月份各處理WU,E均在08:00 最高,100%和80%光照處理WU,E變化不大,其他處理均持續(xù)下降。9月份各處理WU,E均在12:00 后迅速下降,在此之前光照強度越強WU,E越高,14:00 后相近。11月份100%和80%全光照下WU,E在08:00最高,12:00 其次,其后WU,E逐漸下降,60%和40%光照WU,E分別在08:00 和10:00 時最高,之后逐漸下降,各處理WU,E值相近。
表1 不同光照強度對藍莓光合日變化的影響
續(xù)(表1)
由表2可知,5—9月份凈光合速率均在80%光照下最高,較100%光照下Pn分別提高了19.70%、16.08%和6.35%,11月份100%光照下最高。不同季節(jié)與光照強度下的氣孔導度由大到小的順序均為80%、100%、60%、40%,7月份最大,11月份最小,80%光照下氣孔導度較全光照提高了5.25%~9.33%。5月份藍莓葉片蒸騰速率隨光照強度的減弱而減少,7—9月份,Tr均在80%光照下最高,40%光照下最低,11月份各處理Tr趨于一致。胞間CO2摩爾分數的變化趨勢與Pn相反,7月份最低,11月份最高,遮陰可使Ci升高。5—11月份水分利用效率(WU,E)逐漸增大,7月份WU,E在80%光照下最高,其他季節(jié)WU,E均隨光照強度的減弱而降低。
應用Pearson 相關分析,分析了不同光照強度下藍莓凈光合速率和氣孔導度、胞間CO2摩爾分數、蒸騰速率、水分利用效率之間的相關性(表3)。所有處理的Pn均與Ci呈極顯著負相關。100% 和80%光照下Pn與氣孔導度呈極顯著正相關,60%光照下呈顯著正相關,40% 光照下相關性不顯著。40%光照下Pn與Tr相關性不顯著,其他光照強度下Pn與Tr均呈極顯著正相關。100%光照下Pn與WU,E相關性不顯著,80%光照下呈顯著正相關,60%和40%光照下呈極顯著正相關。
表2 不同光照強度對藍莓光合季節(jié)變化的影響
表3 不同光照強度下凈光合速率與其他光合特性指標之間的相關系數
光、溫、水是影響植物光合作用的主要環(huán)境因子,影響氣孔導度、胞間CO2摩爾分數、蒸騰速率等生理因子,最終影響植物的光合作用[15]。研究發(fā)現,5—9月份80%、100%光照處理下,凈光合速率(Pn)一日內出現兩次峰值,即有“光合午休”現象,與董麗華等[16]對半高叢越橘的研究結果一致。Pn隨著光照強度的減弱而減小,“光合午休”現象隨之逐漸消失,與楊俊霞等[17]對美國黑莓的研究結果相似。蒸騰速率(Tr)日變化與Pn相似。低度遮陰增大了氣孔導度,中高度遮陰反之。胞間CO2摩爾分數(Ci)隨遮陰強度的增大而升高。水分利用效率(WU,E)隨遮陰強度的增大而減小。
Pn和氣孔導度季節(jié)變化明顯,在光熱條件較好的夏季達到最高,Ci反之。5—11月份,Tr呈下降趨勢,而WU,E從春到冬逐漸升高,與柯世?。?8]對云錦杜鵑的研究結果一致。說明在春夏秋三季,低度遮陰可增強兔眼藍莓的光合作用。春夏季應加強水分管理,實時灌溉,以免影響藍莓生長,而冬季遮陰處理對植物光合作用影響較小。
經Pearson 相關分析,不同季節(jié)與不同光照強度的Pn均與Ci呈極顯著負相關,和氣孔導度、Tr以及WU,E呈正相關關系。遮陰強弱對Pn和Ci的相關性沒有影響,中高度遮陰會消弱Pn和氣孔導度、Tr的正相關性,同時也增強了Pn和WU,E的正相關性。
王文建[19]認為,晴天進行遮陰可降低地表溫度,增加土壤含水量。段建真等[20]發(fā)現,遮陰能顯著改善夏季茶園水熱條件,縮短溫度日較差。本試驗結果與前人一致。本研究表明,高度遮陰會影響葉片光合作用,在光熱條件較好的春夏季,進行80%光照的遮陰處理,能提高露天栽培的兔眼藍莓的光合作用。
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