張 恒,陳銳帆,林嘉蓓,奚如春,2
(1. 華南農(nóng)業(yè)大學 林學與風景園林學院,廣東 廣州 510642;2. 廣東省森林植物種質(zhì)創(chuàng)新與利用重點實驗室,廣東 廣州 510642)
油茶Camellia oleifera是山茶科Theaceae 山茶屬Camellia植物中富含油脂的物種統(tǒng)稱,為常綠小喬木或灌木,與烏桕Triadica sebifera、油桐Vernicia fordii及核桃Juglans regia合稱為我國四大木本油料植物[1-2]。油茶籽油中脂肪酸主要由油酸、亞油酸、軟脂酸等組成,脂肪酸組成比例與橄欖油相似,有利于人體吸收[3]。此外油茶籽餅粕中的茶皂素還具有滅菌、殺蟲和消炎等作用[4]。近年來,隨著人們生活水平不斷提高和消費理念更新,我國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。根據(jù)《全國油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2009—2020 年)》,全國油茶產(chǎn)區(qū)分為最適宜栽培區(qū)、適宜栽培區(qū)和較適宜栽培區(qū),其中最適宜栽培區(qū)包括湖南、江西、廣西、浙江、福建、廣東、湖北和安徽8 ?。▍^(qū))的292個縣(市、區(qū))的丘陵地區(qū)[4]。廣東地區(qū)油茶產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
光合參數(shù)因樹種特性和環(huán)境條件等內(nèi)外在原因而表現(xiàn)出差異性[5]。有研究結(jié)果表明,油茶光合速率日變化一般分為單峰型和雙峰型,后者在午間光合速率降低,存在“午休”現(xiàn)象[6-7]。另外,最大凈光合速率、暗呼吸速率、表觀量子效率、光補償點、光飽和點等光響應參數(shù)能反映出植物對光的適應范圍及利用能力[8-9]。植物的光合特征與其生態(tài)環(huán)境密切相關(guān),是評判植物生產(chǎn)力的重要指標,同時在解釋其應對環(huán)境的生理生態(tài)學機制等方面具有重要意義[10-12]。因此,在品種區(qū)域試驗評價中,光合參數(shù)能反映品種對當?shù)丨h(huán)境的適應性。目前,已有相關(guān)學者對各地方油茶主栽良種進行了光合特性研究[6-7,13],而有關(guān)各地油茶主栽品種在廣東地區(qū)光合特性的比較研究鮮有報道。本試驗中測定比較了19 個油茶主栽品種的光合特征,旨在為廣東適生油茶品種引進提供參考。
試驗地位于廣東省廣州市天河區(qū)華南農(nóng)業(yè)大學苗圃(113°21′26″E,23°9′26″N),屬南亞熱帶季風氣候,年平均氣溫22.1 ℃,年降水量1 500 mm。
供試苗木均為來自各產(chǎn)區(qū)的2 年生嫁接苗,容器袋規(guī)格為30 cm×35 cm,栽培基質(zhì)為黃心土和泥炭(體積比為3∶1)。試驗材料來源及基本情況見表1。
表1 各參試油茶主栽品種的材料來源及基本情況Table 1 Sources and basic information of test materials
1.3.1 光合日變化指標
2021 年8 月,選擇晴朗天氣的6:00—18:00,選取完整、無病蟲害的正常功能葉,使用LI-6400XT 便攜式光合儀進行測定,測定參數(shù)包括凈光合速率(Pn)、氣孔導度(Gs)、蒸騰速率(Tr)、胞間CO2濃度(Ci)、葉溫下蒸汽壓虧缺(Vpdl)、光合有效輻射(PAR)、大氣CO2濃度(Ca)、大氣溫度(Ta)、大氣相對濕度(RH)等。每參試品種測定3 株,每隔2 h 測定1 次,重復5 次讀數(shù),取平均值。計算水分利用效率(RWUE)。
1.3.2 光響應曲線
2021 年7 月,選擇晴朗天氣的8:30—11:30,選取完整、無病蟲害的正常功能葉,使用LI-6400XT 便攜式光合儀的紅藍光源葉室進行測定。參比室CO2摩爾分數(shù)設(shè)定為400 μmol/mol,葉室溫度設(shè)為(25±1)℃,氣體流速設(shè)定為500 μmol/s。光合有效輻射(PAR)梯度設(shè)定為2 100、1 800、1 500、1 200、900、600、400、200、100、75、50、25、0 mol/(m2·s)。每參試品種測定3 株。采用Farquhar 直角雙曲線模型對各光合參數(shù)進行擬合分析[14-15]。
使用LI-6400XT便攜式光合儀自帶軟件進行參數(shù)分析。使用SPSS 20.0 軟件進行因子分析、單因素方差分析、差異顯著性檢驗(Duncan 新復極差法,P<0.05)。使用DPS 軟件計算灰色關(guān)聯(lián)度[16]。使用Origin Pro 軟件繪圖。
試驗地環(huán)境因子日變化如圖1 所示。由圖1 可知:光合有效輻射在12:00 達到峰值1 832.39 μmol/(m2·s),大氣溫度在14:00 達到峰值47.62 ℃,二者均呈早晚低、午間高的單峰趨勢;大氣CO2摩爾分數(shù)和大氣相對濕度均在14:00 達到最低,分別為401.85 μmol/mol、27.99%,呈先下降再上升的趨勢。
圖1 試驗地環(huán)境因子日變化Fig. 1 Daily variation of environmental factors at the test site
2.2.1 凈光合速率的日變化
各參試油茶主栽品種凈光合速率日變化如圖2所示。由圖2 可看出:在湖南主栽品種中,除華金外,其余品種凈光合速率日變化皆為雙峰型曲線。湘林210 和華碩的首峰在10:00 出現(xiàn),分別為7.38、7.64 μmol/(m2·s),華 鑫 的 首 峰 在8:00 出 現(xiàn),為6.22 μmol/(m2·s),三者次峰均在14:00 出現(xiàn),其值分別為5.45、7.32、5.67 μmol/(m2·s)。華金的凈光合速率日變化為單峰型,在10:00 出現(xiàn)峰值,為5.40 μmol/(m2·s)。
圖2 各參試油茶主栽品種凈光合速率的日變化Fig. 2 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties
在長林系列品種中,長林3 號的凈光合速率日變化為雙峰型,存在“午休”現(xiàn)象,第1 次峰值在10:00 出現(xiàn),為12.82 μmol/(m2·s),第2 次峰值在14:00 出現(xiàn),為7.58 μmol/(m2·s)。長林4 號、長林40 號、長林53 號的凈光合速率日變化為單峰型。其中:長林4 號和長林53 號的峰值均在12:00 出現(xiàn),分別為6.06、8.57 μmol/(m2·s);長林40 號的峰值在10:00 出現(xiàn),為7.83 μmol/(m2·s)。
在廣東、廣西兩地區(qū)主栽品種中,岑軟3 號、高州油茶和粵韶75-2 的凈光合速率日變化均為雙峰型,存在“午休”現(xiàn)象,第1 次峰值均在8:00 出現(xiàn), 分 別 為7.27、6.38、6.67 μmol/(m2·s), 第2次峰值出現(xiàn)時間存在差異,其中岑軟3 號第2 次峰值在12:00 出現(xiàn),高州油茶在14:00 出現(xiàn),粵韶75-2 在16:00 出現(xiàn)?;浬?7-1 和岑軟2 號的凈光合速率日變化為單峰型,峰值分別在10:00 和14:00 出現(xiàn),分別為8.62 和5.06 μmol/(m2·s)。
在江西主栽品種中,贛州油1 號的凈光合速率日變化為雙峰型,2 次峰值分別在12:00 和16:00 出 現(xiàn),分 別 為6.35 和4.09 μmol/(m2·s)。贛石83-4、贛石84-8、贛州油7 號、贛無2 和贛興48 的凈光合速率日變化均為單峰型。其中:贛石83-4、贛石84-8 的峰值均在10:00 出現(xiàn),其值分別為8.88、9.94 μmol/(m2·s);贛州油7 號、贛無2和贛興48 的峰值在12:00 出現(xiàn),其值分別為7.98、6.60、11.15 μmol/(m2·s);
參試品種的凈光合速率日均值見表2。由表2可知,各參試品種的凈光合速率日均值存在顯著差異(P<0.05)。其中:贛興48、長林53 號、贛州油7 號、長林3 號、贛石84-8、贛石83-4、岑軟3 號和長林40 號的凈光合速率日均值較大,分別為6.55、5.72、5.52、5.42、5.41、5.33、5.26、5.20 μmol/(m2·s);長林4 號的凈光合速率日均值最小,為2.97 μmol/(m2·s)。
表2 各參試油茶主栽品種光合參數(shù)日均值?Table 2 The daily average values of photosynthetic parameters of each participating oil tea main planting varieties
2.2.2 胞間CO2濃度的日變化
各參試油茶主栽品種胞間CO2濃度的日變化如圖3 所示。由圖3 可看出,各品種胞間CO2濃度日變化呈“V”形或“W”形的變化趨勢,與凈光合速率日變化趨勢基本相反。胞間CO2濃度呈早晚高、午間低的趨勢,主要是因為早晚植物呼吸作用強于光合作用,所以胞間CO2濃度較高,而午間葉片氣孔關(guān)閉,植物僅能利用葉片內(nèi)的CO2,所以造成胞間CO2濃度低的現(xiàn)象。導致凈光合速率降低的原因主要包括氣孔因素和非氣孔因素,氣孔關(guān)閉伴隨胞間CO2濃度下降這是氣孔因素,反之胞間CO2濃度不變或上升則為非氣孔因素[17]。如:華碩、湘林210、高州油茶、粵韶75-2 等的凈光合速率在午間下降,主要為非氣孔因素造成的;長林4 號、贛石83-4、贛石84-8 等的凈光合速率下降,則為氣孔因素造成的。各地油茶主栽品種光合參數(shù)日均值見表2。由表2 可知,各參試品種的胞間CO2濃度不存在顯著性差異(P>0.05)。
圖3 各參試油茶主栽品種胞間CO2濃度的日變化Fig. 3 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties in each province
2.2.3 氣孔導度的日變化
各參試油茶主栽品種氣孔導度的日變化如圖4 所示。由圖4 可看出,華碩、華金、長林4 號、長林53 號、岑軟2 號、岑軟3 號、粵韶75-2、粵韶77-1、高州油茶和贛州油1 號的氣孔導度日變化均為雙峰型,其余品種均為單峰型。各品種的氣孔導度首峰在8:00 或10:00 出現(xiàn),次峰多在14:00 出現(xiàn),也有少量品種的次峰在16:00 出現(xiàn)。
圖4 各參試油茶主栽品種氣孔導度的日變化Fig. 4 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties in each province
參試品種的氣孔導度日均值見表2。由表2 可知,贛石84-8、贛石83-4 和華碩的氣孔導度日均值較大,分別為0.112、0.099、0.101 μmol/(m2·s);岑軟3 號、湘林210、粵韶75-2、華鑫、華金和長林4 號的氣孔導度日均值較小,分別為0.042、0.056、0.047、0.035、0.053、0.050 μmol/(m2·s)。
2.2.4 蒸騰速率的日變化
各參試油茶主栽品種蒸騰速率的日變化如圖5 所示。由圖5 可看出,蒸騰速率的變化趨勢基本與凈光合速率、氣孔導度一致。多數(shù)品種的蒸騰速率在10:00 達到峰值,這可能是因為溫度升高,光合有效輻射增強,植物為維持葉片溫度,蒸騰作用加強。湘林210、華碩、長林40 號、岑軟2 號、岑軟3 號、粵韶75-2、高州油茶和贛州油1 號的蒸騰速率在8:00 便達到峰值,說明此時植物氣孔張開程度均達到最大,蒸騰作用加強。在12:00 蒸騰作用減弱,在14:00 蒸騰速率再次達到峰值,這主要與氣孔開合有關(guān)。
圖5 各參試油茶主栽品種蒸騰速率的日變化Fig. 5 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties
參試品種的蒸騰速率日均值見表2。由表2 可知,各品種的蒸騰速率間存在顯著差異(P<0.05)。其中:長林53 號、長林3 號、贛石84-8、贛石83-4 和華碩的蒸騰速率較大,其值分別為3.44、3.58、4.23、3.72、3.94 μmol/(m2·s);粵韶75-2、華鑫、岑軟2 號和長林4 號的蒸騰速率較小,其值分別為1.76、1.30、1.85、2.15 μmol/(m2·s)。
2.2.5 水分利用效率的日變化
各參試油茶主栽品種水分利用效率的日變化如圖6 所示。由圖6 可看出,總體上各地油茶主栽品種的水分利用效率在6:00—8:00 均呈上升趨勢,8:00—10:00 呈下降趨勢,此后各品種的水分利用效率基本穩(wěn)定,至14:00 后開始下降。這可能是因為:在6:00—8:00 各油茶品種的凈光合速率上升,蒸騰作用較弱;在8:00—10:00,凈光合速率雖仍在升高,但蒸騰作用開始增強,使得水分利用效率下降;在14:00 水分利用效率總體增加,葉片氣孔打開,光合作用開始恢復;在14:00 后光照強度減弱,凈光合速率開始下降,而蒸騰速率仍維持一定水平,進而水分利用效率開始下降。其中,岑軟2 號的水分利用效率在6:00—10:00 上升,這可能與其凈光合速率增加而蒸騰速率仍維持在較低水平有關(guān)。
圖6 各參試油茶主栽品種水分利用效率的日變化Fig. 6 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties
參試品種的水分利用效率日均值見表2。由表2 可知:贛州油7 號、岑軟3 號、湘林210 和岑軟2 號的水分利用效率處于較高水平,其值分別為2.40、2.26、2.08、2.16 mmol/mol;贛石84-8、贛石83-4、華碩、長林4 號的水分利用效率較低,其值分別為1.04、1.04、1.01、1.06 mmol/mol。
2.2.6 葉片蒸汽壓虧缺的日變化
各參試油茶主栽品種的葉片蒸汽壓虧缺的日變化如圖7 所示。由圖7 可看出,各地油茶主栽品種的葉片蒸汽壓虧缺均呈先上升、后下降的趨勢。其中大部分品種的葉片蒸汽壓虧缺在14:00 達到峰值,僅長林4號在12:00達到峰值。由表2可知,各參試品種的葉片蒸汽壓虧缺不存在顯著差異(P>0.05)。
圖7 各參試油茶主栽品種葉片蒸汽壓虧缺的日變化Fig. 7 Daily variation of photosynthetic parameters of main planted C. oleifera varieties
對各參試油茶主栽品種的凈光合速率與相關(guān)生理生態(tài)因子進行灰色關(guān)聯(lián)分析,結(jié)果見表3,關(guān)聯(lián)度越大表明其對凈光合速率影響越大。由表3可知:各生理因子按照與凈光合速率的關(guān)聯(lián)度由大到小排列依次為蒸騰速率、葉片蒸汽壓虧缺、水分利用效率、氣孔導度、胞間CO2濃度;按照與環(huán)境因子的關(guān)聯(lián)度由大到小排列依次為大氣溫度、大氣CO2濃度、大氣相對濕度、光合有效輻射。蒸騰速率、葉片蒸汽壓虧缺和大氣溫度分別是影響湘林210、華碩、長林3 號、岑軟2 號、岑軟3號和高州油茶的凈光合速率的重要生理因子和環(huán)境因子。在生態(tài)因子中,僅華鑫的凈光合速率與光合有效輻射的關(guān)聯(lián)度較大,這說明其凈光合速率主要受光照強度的影響。
表3 各參試油茶主栽品種的凈光合速率與相關(guān)生理生態(tài)因子的灰色關(guān)聯(lián)度Table 3 Gray correlation between net photosynthetic rate and related physiological ecological factors
2.4.1 光響應曲線
利用非直角雙曲線模型進行光響應曲線擬合,結(jié)果如圖8 所示。由圖8 可知,光合有效輻射在0 ~200 mol/(m2·s)時,凈光合速率實測值近似為一條直線,利用直線擬合求出光補償點(LCP)和光飽和點(LSP)。擬合系數(shù)均達到0.95 以上,表明擬合效果較好。各地油茶主栽品種光響應曲線變化規(guī)律較一致:在光強為0 ~200 μmol/(m2·s)時,各品種的凈光合速率均呈直線上升;在光強為200 ~1 200 μmol/(m2·s)時,各品種的凈光合速率上升變緩;在光強為1 200 ~2 100 μmol/(m2·s)時,各品種的凈光合速率趨于飽和。
圖8 各參試油茶主栽品種的光響應曲線Fig. 8 Light response curve of each main planted C. oleifera varieties
2.4.2 光響應曲線特征參數(shù)
各油茶主栽品種的光響應特征參數(shù)見表4。由表4 可知,19 個參試品種的光響應參數(shù)均存在顯著差異(P<0.05)。長林3 號、贛石84-8和高州油茶的最大凈光合速率顯著高于其他品種,分 別 為16.65、15.97、15.29 μmol/(m2·s),說明其光合效率較高,對光的利用能力較強;贛無2的暗呼吸速率、光補償點和表觀量子效率均最低,分別為0.60 μmol/(m2·s)、32.13 μmol/(m2·s)、0.020 mol/(m2·s),但其光飽和點顯著高于其他品種,為673.30 μmol/(m2·s),說明其呼吸作用較弱,光合產(chǎn)物消耗較少,弱光利用能力較強,能在光照較強的環(huán)境下正常進行光合作用,對光的生態(tài)適應能力較強。
表4 各參試油茶主栽品種的光響應特征參數(shù)?Table 4 Light response characteristics parameters of main planted C. oleifera varieties
對19 個油茶品種的葉片光響應曲線特征參數(shù)進行相關(guān)性分析,結(jié)果見表5。由表5 可知,最大凈光合速率與暗呼吸速率、表觀量子效率均極顯著正相關(guān),與光補償點顯著負相關(guān);暗呼吸速率與光補償點顯著正相關(guān),與光飽和點極顯著負相關(guān),與表觀量子效率極顯著正相關(guān);光飽和點與表觀量子效率極顯著負相關(guān)。
表5 油茶主栽品種光響應曲線特征參數(shù)的相關(guān)系數(shù)?Table 5 Correlation coefficients of light response curve characteristic parameters of main planted C. oleifera varieties
利用KMO 檢驗法和Bartlett 球體檢驗法對原始數(shù)據(jù)進行因子分析的適用性檢驗。得出的KMO值為0.67(>0.5),Bartlett 球體檢驗結(jié)果為59.63(P<0.05),說明指標間存在一定的相關(guān)性,適用于因子分析法。因此,對19 個參試油茶品種的光合日變化參數(shù)進行因子分析,利用主成分分析法確定初始因子載荷,分析結(jié)果見表6。由表6 可知,6 項指標共有2 個公因子特征根大于1,累計貢獻率84.50%,說明這2 個公因子已能反映光合日變化參數(shù)的大部分信息。第1 公因子主要由氣孔導度、凈光合速率、蒸騰速率和葉片蒸汽壓虧缺這4 個指標決定;第2 公因子主要由水分利用效率決定。由此可見,第1 公因子反映植物“光效”,第2 公因子反映植物“水效”。
表6 各參試油茶主栽品種光合參數(shù)的因子分析結(jié)果Table 6 Factor analysis results of photosynthetic parameter of main planted C. oleifera varieties
各參試油茶主栽品種光合參數(shù)的因子得分及排名見表7。由表7 可知:在第1 公因子中贛石84-8、長林53 號、華碩和贛興48 的得分較高,但華碩、贛石84-8 在第2 公因子中得分較低,說明其“光效”表現(xiàn)較好而水分利用效率較差,即節(jié)水抗旱能力相對較弱;贛州油7 號、岑軟3 號、湘林210 在第2 公因子中得分較高,其中岑軟3 號在第1 公因子中得分較低,反映出其“水效”表現(xiàn)較優(yōu)而光合性能一般。從綜合得分來看,長林53 號、贛興48、贛州油7 號和粵韶77-1 的綜合得分相對較高,“光效”“水效”表現(xiàn)均較佳,即擁有良好的光合性能和節(jié)水抗旱性能。
表7 各參試油茶主栽品種光合參數(shù)的因子得分及排名Table 7 Factor scores and ranking of photosynthetic daily variation parameters of main planted C. oleifera varieties
采用平均距離聚類法,將各參試油茶主栽品種的2 個因子得分作為變量進行系統(tǒng)聚類,結(jié)果如圖9 所示。由圖9 可知,在距離為1.5 時可將參試油茶主栽品種分為4 類,這與因子分析結(jié)果較一致。第1 類在凈光合速率、水分利用效率方面均表現(xiàn)較好;第2 類在凈光合速率方面整體表現(xiàn)較好,而水分利用效率處于較低水平;第3 類在凈光合速率方面表現(xiàn)一般,但水分利用效率處于較高水平;第4 類在凈光合速率、水分利用效率方面均表現(xiàn)一般。綜合來看:長林53 號、贛興48 號、長林40 號、粵韶77-1、長林3 號和贛州油7 號在凈光合速率和水分利用效率方面表現(xiàn)優(yōu)異,屬于高凈光合速率、高水分利用效率品種;贛石83-4、贛石84-8 和華碩屬于高凈光合速率、低水分利用效率品種;湘林210、岑軟3 號和粵韶75-2 屬于較高凈光合速率和高水分利用效率品種;高州油茶、岑軟2 號和華鑫屬于低凈光合速率、高水分利用效率品種;贛無2、華金、贛州油1 號和長林4 號屬于低凈光合速率、低水分利用效率品種。
圖9 參試油茶主栽品種的聚類分析結(jié)果Fig. 9 Cluster analysis results of the main C. oleifera cultivars in the test
各參試油茶主栽品種的凈光合速率日變化曲線呈雙峰型或單峰型。華鑫、華碩、湘林210、長林3 號、岑軟3 號、高州油茶、粵韶75-2、贛州油1 號的凈光合速率日變化曲線為雙峰型,即存在“午休”現(xiàn)象;華金、長林4 號、長林40 號、長林53 號、岑軟2 號、粵韶77-1、贛州油7 號、贛石83-4、贛石84-8、贛無2、贛興48 的凈光合速率日變化曲線為單峰型?;疑P(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明:在各生理因子中,蒸騰速率與凈光合速率的關(guān)聯(lián)度最大,其次為葉片蒸汽壓虧缺,與氣孔導度、胞間CO2濃度的關(guān)聯(lián)度較小,說明凈光合速率的下降多為非氣孔因素限制,如高溫影響參與光合作用的酶活性等,造成凈光合速率下降;在環(huán)境因子中,大氣溫度與凈光合速率的關(guān)聯(lián)度最大,與大氣CO2濃度的關(guān)聯(lián)度次之,光合有效輻射與凈光合速率的關(guān)聯(lián)度較小,表明影響凈光合速率的主要環(huán)境因子是大氣溫度和大氣CO2濃度,而不是光合有效輻射。在光響應參數(shù)中,最大凈光合速率與暗呼吸速率、表觀量子效率均極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)分別為0.39 和0.37,與光補償點顯著負相關(guān)(P<0.05),相關(guān)系數(shù)為-0.30;暗呼吸速率與光補償點顯著正相關(guān)(P<0.05),相關(guān)系數(shù)為0.31,與光飽和點極顯著負相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為-0.57,與表觀量子效率極顯著正相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為0.80;光飽和點與表觀量子效率極顯著負相關(guān)(P<0.01),相關(guān)系數(shù)為-0.71。長林53 號、贛興48 和贛石84-8 在“光效”“水效”方面的綜合表現(xiàn)較好。粵韶77-1、岑軟3號和湘林210在“水效”方面表現(xiàn)較好。各地油茶主栽品種在廣州地區(qū)光合效率的綜合排名由優(yōu)到劣依次為長林53 號、贛興48、贛石84-8、贛州油7 號、粵韶77-1、長林3 號、長林40 號、華碩、贛石83-4、湘林210、岑軟3 號、粵韶75-2、贛無2、高州油茶、岑軟2 號、華金、長林4 號、贛州油1 號、華鑫。
光合作用為植物提供營養(yǎng)物質(zhì)和干物質(zhì),對植物正常生長發(fā)育及果實產(chǎn)量和品質(zhì)形成具有重要作用,植物的光合能力由環(huán)境和品種基因型共同決定[18-20]。本研究中對19 個油茶主栽品種的光合日變化進行了分析,結(jié)果表明:在來自湖南地區(qū)的油茶主栽品種中,湘林210 和華金的凈光合速率日變化規(guī)律與何之龍等[21]、袁軍等[22]的研究結(jié)果一致,而華鑫和華碩的凈光合率日變化規(guī)律與吳方圓等[7]的研究結(jié)果基本相同,均呈雙峰型曲線;在長林系列中,長林4 號、長林40 號的凈光合速率日變化均為單峰型曲線,與王金鳳[6]的研究結(jié)果相同,而長林3 號、長林53 號與其結(jié)果不一致,這可能與環(huán)境溫度、種植條件及苗齡等不同有關(guān);江西地區(qū)的贛州油1 號、贛石84-8 和贛無2 的凈光合速率日變化分別與宋祥蘭等[23]、左繼林等[24]的研究結(jié)果一致;高州油茶的凈光合速率日變化為雙峰型曲線,與胡加新等[25]的研究結(jié)果相同。
“午休”現(xiàn)象主要是氣孔因素限制和非氣孔因素限制所造成[17]。凈光合速率下降,氣孔導度降低,胞間CO2濃度下降,即為氣孔因素限制;凈光合速率下降,氣孔導度降低,胞間CO2濃度上升,即為非氣孔因素限制。當2 種因素均存在時,胞間CO2濃度變化方向依賴于占優(yōu)勢的因素[26],因此“午休”現(xiàn)象可能是2 種因素共同影響所造成。隨著溫度上升,葉片蒸汽壓虧缺急劇上升,且當葉片蒸汽壓虧缺增大時,葉片大量失水,造成細胞水勢降低,蒸騰速率下降,影響植物進行光合作用[27]。
通過擬合光響應曲線能得到植物的最大凈光合速率、光補償點、光飽和點和表觀量子效率等參數(shù),進而反映植物的光合能力[28]。本研究結(jié)果表明,長林3 號的最大凈光合速率最大,這可能與其具有較高的表觀量子效率有關(guān)。岑軟3 號、贛無2、贛州油1 號的光飽和點較高,說明其對強光的利用能力較強;贛石84-8、高州油茶、湘林210 的暗呼吸速率和光補償點較低而表觀量子效率較大,表明其對弱光的利用能力較強。
各地油茶主栽品種在廣州地區(qū)的光合能力存在差異,并對廣州地區(qū)的氣候表現(xiàn)出不同的適應性。為避免盲目引種,仍需要通過品種區(qū)域試驗來進行廣東地區(qū)適生油茶品種的篩選。本研究中僅對各地油茶主栽品種的光合特性進行了初步研究,而油茶屬于經(jīng)濟樹種,后續(xù)將對各品種的生長特征、物候特征、生理生態(tài)適應性及果實經(jīng)濟特征等進行研究,以此評判其在廣東地區(qū)的綜合適應性表現(xiàn)。