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枝條角度對中國沙棘水碳代謝和生長結(jié)實的影響

2024-11-03 00:00:00李澤淇李海波劉永強杭宇杰張弘毅王林
林業(yè)科學(xué)研究 2024年5期

摘要:[目的]研究中國沙棘不同角度枝條的水碳代謝與生長結(jié)實的關(guān)系,深入了解枝條角度對生長結(jié)實的影響及其生理機制,為沙棘的高效栽培技術(shù)措施的制定提供理論依據(jù)。[方法]本研究選擇中國沙棘0°、45°、90°、135°4種角度枝條作為研究對象,比較其水勢和水分輸導(dǎo)能力、光合作用、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物、營養(yǎng)生長和花芽分化情況、結(jié)實性狀以及果實營養(yǎng)成分上的差異,并進一步分析不同角度枝條的水碳代謝和生長結(jié)實之間的相互關(guān)系。[結(jié)果]0°-90°枝條的7月水勢無顯著差異,135°枝條7月凌晨和正午水勢顯著低于其它角度。隨著枝條角度的增加,7月和9月的枝條PLC均呈升高趨勢,枝條葉面積比導(dǎo)水率和莖面積比導(dǎo)水率呈降低趨勢。0°-90°枝條的凈光合速率差異不顯著,135°枝條凈光合速率顯著低于其它角度。7月枝條NSC含量無顯著差異,9月枝條木質(zhì)部NSC含量呈先升后降的趨勢,韌皮部NSC含量隨枝條角度的增大而降低。隨著枝條角度的增大,葉面積和新梢生長情況均呈降低趨勢,比葉重、新梢總數(shù)、花芽占比、花芽縱橫徑、果實縱橫經(jīng)和百果質(zhì)量、10 cm結(jié)果數(shù)和總黃酮含量均呈先升后降的趨勢,在45°和90°達到較高水平。[結(jié)論]隨著枝條角度的增加,干旱時期的水分狀況變差,枝條營養(yǎng)生長變?nèi)?,NSC儲藏、花芽分化、結(jié)實性狀在45°一90°達到較高水平,因此在生產(chǎn)上利用45°-90°枝條結(jié)實可以提高中國沙棘產(chǎn)量。

關(guān)鍵詞:中國沙棘;枝條角度;水碳代謝;花芽;生長;結(jié)實性狀

中圖分類號:S793.6 文獻標識碼:A 文章編號:1001-1498(2024)05-0094-11

沙棘(Hippophae thamnoides L.)是胡頹子科沙棘屬的一種落葉性灌木或小喬木,其環(huán)境適應(yīng)性強,營養(yǎng)物質(zhì)和功能成分豐富,是我國東北、西北、西南及黃土高原區(qū)廣泛應(yīng)用的生態(tài)、經(jīng)濟兩用樹種,近年來人工種植面積日益增加。然而,目前我國的沙棘栽培管理相對粗放,其栽培管理技術(shù)水平與大宗經(jīng)濟樹種相比尚有較大差距,中國沙棘的生物學(xué)特性和生長結(jié)實習(xí)性尚未被完全了解,這成為高效栽培的主要障礙。因此,深入了解中國沙棘的生物學(xué)特性和生長結(jié)實習(xí)性有利于提升沙棘的栽培管理技術(shù)水平。

調(diào)整枝條角度是對經(jīng)濟樹種整形修剪的核心內(nèi)容之一,枝條角度會影響樹體的通風(fēng)透光、枝條激素水平、葉片光合作用、營養(yǎng)與生殖生長的平衡及目標產(chǎn)品的質(zhì)量等。之前的研究表明,不同枝條角度下的植物生長及結(jié)實性狀存在較大差異。通常情況下,直立枝條營養(yǎng)生長旺盛,光合產(chǎn)物儲量少,成花和結(jié)實相對困難。隨著枝條角度增大,枝條生長放緩,會在一定程度上促進花芽分化和結(jié)實,而過大的枝條角度則會導(dǎo)致枝條長勢過度衰弱,對開花結(jié)實產(chǎn)生不利影響。水碳代謝與樹木的生長、存活、競爭及結(jié)實等多個過程密切相關(guān)。前人的研究發(fā)現(xiàn),枝條角度變化會影響枝葉的水碳代謝過程,調(diào)整枝條角度可通過改變枝條的水分平衡、光合作用以及碳水化合物分配過程進而影響樹木的生長、結(jié)實和果實質(zhì)量。本研究前期調(diào)查發(fā)現(xiàn),中國沙棘不同角度枝條的生長情況和結(jié)實性狀同樣存在較大差異。然而,沙棘在萌芽率、枝條生長及結(jié)實等方面不同于其他大宗經(jīng)濟樹種,而且關(guān)于枝條角度對沙棘生長和結(jié)實影響的研究較少,因此,目前還不了解枝條角度對沙棘水碳代謝、生長、結(jié)實的影響。

本研究以中國沙棘(Hippophae thamnoidessubsp. sinensis Rousi)為研究對象,通過測定不同角度枝條在水勢和水分輸導(dǎo)能力、光合作用、非結(jié)構(gòu)性碳水化合物、營養(yǎng)生長和花芽分化情況、結(jié)實性狀以及果實營養(yǎng)成分上的差異,并分析其水碳代謝過程與生長結(jié)實性狀及果實營養(yǎng)成分間的關(guān)系,旨在揭示枝條角度對中國沙棘水碳代謝和生長結(jié)實上的影響及其生理機制,為今后針對性制定沙棘栽培技術(shù)措施提供理論方面的支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況及試驗材料

試驗地位于山西省晉中市太谷區(qū)山西農(nóng)業(yè)大學(xué)林業(yè)站(112°35'6"E,37°25'47"N),該區(qū)地處黃土高原東部,屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,年均降水量437 mm,年日照時數(shù)2 500~2 600 h。受季風(fēng)氣候影響該地區(qū)生長季水分狀況波動較大,每年5月-7月上旬時降水偏少,隨后逐漸進入雨季,土壤水分較為充裕。2023年7月初和9月初測定土壤體積含水量分別為20.53%±1.95%和31.79%±0.94%。

本研究以5-6年生中國沙棘為試驗材料,株高約2.5~3.0 m,冠幅約1.5~2.0 m。2023年3月,選取長勢正常的沙棘植株,在樹冠中上部選取生長基本一致且與垂直中心樹干形成夾角的度數(shù)約為0°、45°、90°、135°的2年生枝條作為研究對象(圖1),每個角度枝條選取30~40個。當枝條角度與設(shè)計角度有差別時,通過在枝條中部拉繩的方式使枝條角度達到設(shè)計要求。分別于2023年的7月初(相對干旱時期)和9月初(相對濕潤時期)測定枝條的凌晨和正午水勢、枝條導(dǎo)水損失率(PLC)、葉片光合參數(shù)、枝條的非結(jié)構(gòu)性碳(NSC)含量,在2023年9月下旬測定葉、枝、芽的生長情況、結(jié)實性狀,并測定不同枝條角度沙棘果實的營養(yǎng)成分。

1.2 枝條水勢、PLC、莖面積及葉面積比導(dǎo)水率測定

2023年7月初和9月初,選擇連續(xù)晴天測定枝條的水勢和PLC,用Model 600水勢儀(PMS,Albany,USA)在5:00-6:00測定凌晨水勢,在12:00-13:00測定正午水勢。PLC測定采用低壓液流法,具體參照王林等的方法,凌晨PLC和正午PLC的測定時間同凌晨水勢和正午水勢。枝條導(dǎo)水率在2023年9月測定,枝條導(dǎo)水率(Kmax)在測定枝條PLC時同時測得,莖面積比導(dǎo)水率與葉面積比導(dǎo)水率計算公式如下:

Ksx=Kmax/Ax(1)

Ksl=Kmax/Al(2)

式中:Ksx為莖面積比導(dǎo)水率,Ksl為葉面積比導(dǎo)水率,Kmax為最大導(dǎo)水率,Ax為下截面莖段面積,Al為枝條遠端的總?cè)~面積測定值。

1.3 光合指標測定

2023年7月初,在連續(xù)晴天的上午9:00-11:00采用Li-6400光合測定系統(tǒng)(L1-COR,Lincoln,USA)進行光合指標測定,光照強度設(shè)定為1 500 μmol·m-1·s-l,預(yù)實驗表明沙棘的光飽和點在此強度之下,分別測定不同角度枝條中部成熟葉片的凈光合速率、氣孔導(dǎo)度及蒸騰速率。

1.4 非結(jié)構(gòu)性碳水化合物(NSC)的測定

2023年7月初和9月初采集枝條中段用于測定NSC,將采集后的枝條木質(zhì)部和韌皮部分離,在80℃下烘干、粉碎,并過60目篩。采用硫酸—蒽酮比色法測定其可溶性糖和淀粉含量,具體操作參照Mitchell等的方法,NSC含量為可溶性糖含量和淀粉含量之和。

1.5 葉片、枝條和芽形態(tài)的測定

2023年6月初和9月初選擇枝條春季和秋季生長部分中部的成熟葉片用于測定春梢、秋梢葉面積和比葉重。收集葉片后用YMJ-C型葉面積儀(北京同德創(chuàng)業(yè)科技有限公司,北京,中國)測定葉面積,將測定葉面積葉片烘干后稱量質(zhì)量,比葉重用公式“比葉重=干質(zhì)量鄺+面積”計算。2023年9月初,隨機選取典型枝條測定最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、新梢總數(shù)、>10 cm新梢數(shù)、花芽占比、節(jié)間距、花芽縱橫徑。

1.6 結(jié)實性狀和果實營養(yǎng)成分測定

2023年9月中旬(果實成熟期)測定果實縱徑和橫徑、百果質(zhì)量、10 cm結(jié)果數(shù)、存果率為9月成熟果實數(shù)與4月坐果數(shù)的比值。采用折光儀法測定果實可溶性固形物;酸堿滴定法測定可滴定酸含量;2,6-_氯酚靛酚滴定法測定維生素C(Vc)含量;紫外分光光度法測定總黃酮含量。

1.7 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 26.0軟件對同一時間不同處理下的同一指標進行One-way ANOVA分析,并用鄧肯(DunCan)檢驗進行多重比較。使用R語言Corrplot包對沙棘枝條角度的水碳代謝及生長結(jié)實關(guān)系進行相關(guān)性分析。水碳代謝相關(guān)指標均有4-6次重復(fù),生長、結(jié)實和果實營養(yǎng)成分指標均有6次以上重復(fù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 枝條角度對沙棘枝條水勢和PLC的影響

在7月,0°沙棘枝條的凌晨水勢顯著高于45°和135°枝條(p<0.05),也略高于90°枝條,但無顯著差異,135°沙棘枝條的凌晨和正午水勢顯著低于其它角度枝條(p<0.05)。在9月,不同角度沙棘枝條的凌晨水勢和正午水勢均無顯著差異,9月不同角度沙棘枝條的凌晨水勢和正午水勢均顯著高于對應(yīng)處理的7月枝條水勢(圖2A)。

無論是7月還是9月,0°沙棘枝條的凌晨和正午PLC均顯著低于其它角度枝條(7月90°的凌晨水勢除外)(p<0.05),135°沙棘枝條的凌晨和正午PLC均顯著高于其它角度枝條(p<0.05)。9月沙棘枝條凌晨和正午PLC均低于對應(yīng)處理的7月枝條PLC(圖2B)。

2.2 枝條角度對沙棘枝條導(dǎo)水率的影響

隨著枝條角度的增大,沙棘葉面積比導(dǎo)水率呈降低趨勢,0°沙棘枝條的葉面積比導(dǎo)水率顯著高于45°、90°和135°枝條(p<0.05),45°和90°沙棘枝條無顯著差異,且均顯著高于135°枝條(p<0.05)。0°沙棘枝條的葉面積比導(dǎo)水率比45°、90°和135°枝條分別高了27.3%、20.5%和38.6%(圖3A)。

隨著枝條角度的增大,沙棘莖面積比導(dǎo)水率也呈降低趨勢,0°沙棘枝條莖面積比導(dǎo)水率顯著高于45°、90°和135°枝條(p<0.05),0°沙棘枝條的莖面積比導(dǎo)水率比45°、90°和135°枝條分別高了18.2%、18.2%和27.3%。45°和90°沙棘枝條的葉面積比導(dǎo)水率和莖面積比導(dǎo)水率均無顯著差異(圖3B)。

2.3 枝條角度對沙棘葉片光合作用的影響

135°沙棘枝條上葉片的凈光合速率和蒸騰速率顯著低于0°和90°(p<0.05),0°沙棘枝條的氣孔導(dǎo)度顯著高于135°枝條(p<0.05),也略高于45°和90°枝條,但無顯著差異(圖4)。

2.4 枝條角度對沙棘枝條NSC含量的影響

在7月,90,沙棘枝條木質(zhì)部可溶性糖含量顯著高于0°、45°和135°枝條(p<0.05),不同角度沙棘枝條木質(zhì)部NSC含量除135°枝條顯著低于45°枝條外,均無顯著差異。0°和90°沙棘枝條韌皮部可溶性糖含量顯著高于45°和135°枝條(p<0.05),135°沙棘枝條的韌皮部NSC含量顯著低于0°和90°枝條(p<0.05),也略低于45°枝條(圖5A、C)。

在9月,90°沙棘枝條木質(zhì)部可溶性糖和NSC含量顯著高于0°、45°和135°枝條(p<0.05),不同角度枝條木質(zhì)部淀粉含量無顯著差異。沙棘枝條韌皮部可溶性糖含量、淀粉含量和NSC含量隨枝條角度的增大呈降低趨勢。沙棘0°枝條韌皮部可溶性糖含量、淀粉含量和NSC含量顯著高于90°和135°枝條(p<0.05)(圖5D~F)。

2.5 枝條角度對沙棘葉、枝條、芽的生長的影響

如表1所示,隨著枝條角度的增大,沙棘的春梢葉面積和秋梢葉面積均顯著降低(p<0.05)。45°、90°和135°沙棘枝條的春梢葉面積比0°枝條春梢葉面積分別低了14.2%、33.8%和41 .7%;45°、90°和135°沙棘枝條的秋梢葉面積比0,枝條秋梢葉面積分別低了16.6%、29.4%和36.5%。無論是春梢還是秋梢的葉片比葉重均呈先升高后降低的趨勢,且在90°達到最大值,135°沙棘枝條上葉片的春梢和秋梢比葉重均最小。

隨著枝條角度增大,沙棘枝條的最大新梢長度、> 10 cm新梢基徑、>10 cm新梢總數(shù)均呈顯著降低趨勢(p<0.05)。45°、90°和135°沙棘枝條的最大新梢長度比0°枝條分別低了24.6%、38.6%和53.7%,45°、90°和135°沙棘枝條的>10 cm新梢基徑比0°枝條分別低了22.1%、44.3%和59.0%。隨著枝條角度的增大,沙棘的新梢總數(shù)呈先升高后降低趨勢,在90°枝條達到最大值。

隨著枝條角度的增大,沙棘枝條節(jié)間距呈降低趨勢,花芽占比和花芽縱橫徑呈先升高后降低的趨勢,90°枝條花芽占比和花芽縱橫徑最高,135°枝條的花芽占比和花芽縱橫徑最低。

2.6 枝條角度對沙棘結(jié)實性狀和果實營養(yǎng)成分的影響

如表2所示,隨著枝條角度的增大,沙棘的果實縱徑、果實橫徑、百果質(zhì)量、10 cm結(jié)果數(shù)和存果率均呈先升高后降低的趨勢,均在90°達到最大值,45°次之,在0°和135°較小。

90°沙棘枝條的果實可溶性固形物顯著低于0°和45°枝條(p<0.05)。0°和90°沙棘枝條上果實的可滴定酸含量顯著低于45°和135°枝條(p<0.05)。90°沙棘枝條上果實的維生素C含量顯著低于45°和135°(p<0.05),也略低于0°枝條。45°沙棘枝條上果實的總黃酮含量顯著高于其它角度枝條(p<0.05),135°枝條上果實的總黃酮含量顯著低于其它角度枝條(p<0.05)。

2.7 沙棘不同角度枝條的水碳代謝與生長和結(jié)實性狀的相關(guān)性

7月凌晨水勢和7月凌晨PLC與春梢和秋梢葉面積、春梢比葉重、最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、新梢總數(shù)、節(jié)間距和花芽縱橫徑成顯著或極顯著負相關(guān);9月凌晨PLC和正午PLC與秋梢葉面積、最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、節(jié)間距、花芽縱徑和總黃酮含量呈極顯著負相關(guān);葉面積比導(dǎo)水率與春梢和秋梢比葉重、最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、>10 cm新梢總數(shù)、節(jié)間距、花芽縱橫徑和總黃酮含量成顯著或極顯著正相關(guān);莖面積比導(dǎo)水率與最大新梢長度、> 10 cm新梢基徑、>10 cm新梢總數(shù)、節(jié)間距和花芽縱徑成顯著或極顯著正相關(guān)。凈光合速率與可溶性固形物和總黃酮含量含量呈極顯著正相關(guān)。

7月枝條木質(zhì)部可溶性糖含量與存果率、可溶性固形物含量和總黃酮含量呈顯著或極顯著正相關(guān);7月枝條韌皮部可溶性糖含量與最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、節(jié)間距和總黃酮含量呈顯著或極顯著正相關(guān);7月枝條韌皮部NSC含量與春梢葉面積、最大新梢長度、>10 cm新梢基徑和節(jié)間距呈顯著或極顯著正相關(guān)。9月枝條木質(zhì)部可溶性糖含量與秋梢葉面積、存果率、可滴定酸和維生素C含量成顯著或極顯著正相關(guān);9月枝條韌皮部可溶性糖含量與秋梢葉面積、秋梢比葉重、最大新梢長度、>10 cm新梢基徑、節(jié)間距、花芽縱橫徑、百果質(zhì)量和總黃酮含量成顯著或極顯著正相關(guān);9月枝條韌皮部NSC含量與春梢和秋梢比葉重、最大新梢長度、> 10 cm新梢基徑、>10cm新梢總數(shù)、節(jié)間距、花芽縱徑和總黃酮含量成顯著或極顯著正相關(guān)(圖6)。

3 討論

3.1 枝條角度對沙棘水碳代謝影響

增加枝條角度能削弱枝條的頂端優(yōu)勢,緩和新梢長勢,改變激素水平,改變芽的萌發(fā)情況。在此過程會影響枝條的水分輸導(dǎo)能力,進而改變枝條水分狀況。前人研究表明,樹木水分長距離運輸功能的維持能力與樹木水分狀況密切相關(guān),但目前對枝條角度影響枝條水分狀況的研究較少。在本研究中,135°沙棘枝條的7月凌晨水勢和正午水勢均顯著低于其它角度,0°-90°枝條水分狀況差異不大,不同處理的9月沙棘枝條凌晨和正午水勢沒有顯著差異,表明過大的枝條角度對沙棘的水分狀況不利,但90°以下角度不足以造成明顯的枝條水分狀況差異。本研究同時也發(fā)現(xiàn)枝條的7月和9月PLC隨著枝條角度增大呈現(xiàn)升高趨勢,枝條PLC除受水勢作用外,還受到諸如栓塞脆弱性、氣穴栓塞修復(fù)能力等其他因素的影響,較高的PLC不利于保持水分的長距離輸送功能。同時,本研究結(jié)果也表明隨著枝條角度的增大,沙棘枝條的葉面積比導(dǎo)水率和莖面積比導(dǎo)水率均呈降低趨勢,導(dǎo)水率的下降和PLC升高均導(dǎo)致水分輸導(dǎo)能力下降,對水分狀況產(chǎn)生影響,并進一步影響光合作用。在本研究中沙棘枝條角度在0°-90°時對水分狀況和光合作用影響較小,但135°枝條角度較大幅度的影響了沙棘葉片的水分狀況和光合作用。在水分狀況較差的7月,不同角度枝條的凌晨和正午水勢有一定差異,而在水分狀況較好的9月不同角度枝條的凌晨和正午水勢沒有顯著差異,表明在水分匱乏時期枝條角度會對枝條水分狀況產(chǎn)生一定的影響,而在水分充足時期,枝條角度差別產(chǎn)生的導(dǎo)水率和PLC變化沒有影響到枝條的水分狀況。

光合作用是植物碳固定最主要的方式,受水分狀況、光合產(chǎn)物的運輸和分配等多種因素的調(diào)控。在本研究中,0°、45°、90°沙棘枝條上的葉片光合速率、氣孔導(dǎo)度和蒸騰速率均無顯著差異,且均高于135°枝條上葉片,表明小于90°的枝條角度對葉片光合速率的影響較小,而135°沙棘枝條水勢較0°-90°枝條有一定程度的降低可能是導(dǎo)致光合速率降低的重要原因。本研究不能排除枝條角度變化導(dǎo)致的激素濃度改變等其他原因?qū)е碌墓夂纤俾氏陆怠?/p>

光合作用合成的碳水化合物是參與植物代謝過程的重要物質(zhì),NSC是碳固定和碳消耗間的緩沖,又具有重要生理功能。NSC含量在植物體內(nèi)的一方面可以反映植物的碳平衡狀態(tài),另一方面還可表征植物的存活生長能力及應(yīng)對外界脅迫干擾的碳代謝緩沖能力。本研究中,在7月不同角度沙棘枝條韌皮部和木質(zhì)部NSC含量變化幅度均不大,但在9月表現(xiàn)出了一定的差異,即90°沙棘枝條的9月枝條木質(zhì)部NSC含量顯著高于0°、45°和135°、135°沙棘枝條韌皮部NSC含量顯著低于其它角度,表明枝條的NSC儲藏及不同處理間的差別會隨物候期發(fā)生變化,這與富士蘋果(Malus pumila Mill)的研究結(jié)果一致,可能與枝條生長和果實膨大的節(jié)律性有關(guān)。

前人的研究表明,接近水平的枝條會較直立或大角度下垂枝條有更高的NSC儲藏,這與本研究中9月的結(jié)果相似,碳儲藏增加,有利于花芽分化和進一步的開花結(jié)實。然而,7月沒有表現(xiàn)出這一規(guī)律,可能是因為7月正處于中國沙棘果實膨大期,而90°枝條的結(jié)實量最大,對光合產(chǎn)物的需求增加,導(dǎo)致枝條NSC儲藏減少。

3.2 枝條角度對沙棘生長和結(jié)實性狀的影響

葉面積和比葉重是體現(xiàn)葉性狀的重要指標,與光合作用、環(huán)境適應(yīng)性、長葉時期的樹體水分和養(yǎng)分供應(yīng)情況均有密切的關(guān)系。在本研究中,隨著枝條角度的增大,春梢和秋梢葉面積呈降低趨勢,春梢和秋梢比葉重呈先升高后降低的趨勢,這可能與長葉時期的水分狀況有關(guān)。大角度枝條的葉面積降低減小了光合面積,影響了碳固定。

隨著枝條角度的增大,枝條的頂端優(yōu)勢逐漸降低,營養(yǎng)生長放緩,這與植物激素的運輸和分布密切相關(guān),枝條角度較大有利于枝條從營養(yǎng)生長向花芽分化、開花結(jié)實的轉(zhuǎn)化。在本研究中最大新梢長度、>10 cm新梢基徑和>10 cm新梢總數(shù)均隨著枝條角度的增大而降低,而新梢總數(shù)隨枝條角度的增大呈先升高后降低的趨勢,在90°達到最大值,這表明增大枝條角度明顯抑制了枝條的生長,受激素含量和比例改變的影響,90°枝條萌芽率最高,新梢總數(shù)最大。本研究同時也發(fā)現(xiàn)隨著枝條角度的增大,節(jié)間距變小,花芽縱橫徑和花芽占比均先升后降,在90°達到最大值,這和前人的研究結(jié)果一致,適當增加枝條角度有利于抑制沙棘的營養(yǎng)生長和節(jié)間伸長,促進花芽分化,但當枝條角度過大(>90°)時,受NSC含量較低的因素的影響,花芽分化也受到抑制。

對枝條結(jié)實性狀的檢測也表明,隨著枝條角度的增大果實縱橫經(jīng)、百果質(zhì)量、枝條10 cm結(jié)果數(shù)、存果率均呈先升改后降低的趨勢,均在45°-90°維持較高水平,這也表明沙棘的結(jié)實和大部分經(jīng)濟樹種相似,維持適當?shù)闹l角度有利于沙棘的結(jié)實數(shù)量和果個增大。然而,對果實營養(yǎng)成分的檢測卻發(fā)現(xiàn)不同的規(guī)律,在沙棘果實可溶性固形物含量方面,其在0°和135°維持較高水平,可滴定酸、VC、總黃酮含量均在45°保持較高水平,而90°枝條的果實營養(yǎng)成分維持較低水平,這可能由90°枝條較大的結(jié)實量造成樹木對養(yǎng)分的供應(yīng)不足引起。

3.3 沙棘不同角度枝條的水碳代謝與生長結(jié)實的關(guān)系

水碳代謝與植物的生長結(jié)實關(guān)系密切,影響著植物的各項生命活動。在本研究中發(fā)現(xiàn)多個水碳代謝指標與生長結(jié)實和果實營養(yǎng)成分密切相關(guān),比較集中的相關(guān)關(guān)系有以下兩處:一是枝條水勢和PLC與多個生長指標負相關(guān),葉面積比導(dǎo)水率和莖面積比導(dǎo)水率與多個生長指標正相關(guān),這表明較好的水分供應(yīng)有利于沙棘枝條的生長;二是枝條韌皮部可溶性糖含量和NSC含量與多個生長指標正相關(guān),這表明充足的NSC儲藏有利于枝條的生長和花芽分化。同時,在本研究還發(fā)現(xiàn)果實總黃酮含量與枝條PLC負相關(guān),與光合速率、韌皮部可溶性糖或NSC含量正相關(guān),表明較好的水分供應(yīng)能力和充足的碳儲藏有利于黃酮類化合物的合成,這與受海拔影響沙棘果實黃酮類化合物含量變化的研究一致。上述結(jié)果均表明植物的水碳代謝與生長結(jié)實和果實營養(yǎng)成分存在復(fù)雜的內(nèi)部相互影響。

4 結(jié)論

本研究比較了中國沙棘0°、45°、90°和135°枝條的水碳代謝及生長結(jié)實性狀的差別,并分析了不同角度枝條水碳代謝指標與生長結(jié)實性狀的關(guān)系。結(jié)果表明,隨著枝條角度的增大,干旱時期的枝條的水分狀況變差,但對水分充足時期的枝條水分狀況沒有影響,135°枝條上葉片的光合速率顯著低于0°-90°枝條,隨著枝條角度的增大,枝條營養(yǎng)生長變?nèi)?,NSC儲藏、花芽分化、結(jié)實性狀在45°-90°達到較高水平。本研究同時也發(fā)現(xiàn)較好的水分狀況和充足NSC儲藏有利于枝條的生長和花芽分化。表明水碳代謝是枝條角度影響沙棘生長和結(jié)實性狀的重要途徑,在生產(chǎn)上多利用45°-90°枝條結(jié)實能夠促進產(chǎn)量形成。

(責(zé)任編輯:張研)

基金項目:山西農(nóng)業(yè)大學(xué)生物育種工程項目(YZGC139)、山西省重點研發(fā)計劃項目(201903D221051)

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