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摘 要 在新疆林业科学院温宿县,佳木试验站通过利用Li-6400光合作用系统对3个欧洲李品种(女神、法兰西、斯坦雷)的光合特性生理指标进行测定、对比分析,结果表明:女神、斯坦雷的Pn、Gs、Ci、Tr以及WUE均存在无显著差异(P<0.05);3个欧洲李品种的Pn日变化均呈“双峰”曲线,并且均存在光合“休眠”现象。Tr日变化趋势均呈“单峰”曲线分布, WUE日变化曲线均呈“U”型分布,3个品种的WUE均是在早晚间较高。
关键词 气体交换;欧洲李;光合特性;水分利用效率
中图分类号:S662.3 文献标志码:A 文章编号:1673-890X(2015)18-0-03
欧洲李(Prunus domestica L.)别名酸梅,蔷薇科落叶小乔木,核果类果树,具有侧根发,抗旱、抗寒、抗瘠薄性能。其果实营养丰富,Vc、Vb1、Ve含量高,在食品、医学、林业、环保等领域有很高的应用价值[1]。其优良品种品质优、产量高、抗性强,市场需求量大、售价高、适于大面积发展[2]。新疆阿克苏地区由于日照充足、昼夜温差大,是杏、李、红枣等经济林品种生长的佳地。本文通过对该区域的3个欧洲李品种(女神、法兰西、斯坦雷)光合特性参数进行测定,探讨3个欧洲李品种对环境的适应生理特性,为研究欧洲李引种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验地位于新疆阿克苏地区温宿县新疆林业科学院佳木良种试验站,E80°32’,N41°15’,海拔1 103.8 m。属大陆性干旱荒漠气候,昼夜温差大;年均降水量65.4 mm,年蒸发量1 883.6 mm;年均气温10.1 ℃,极端低温-27.4 ℃,年均日照时数2 747.7 h,≥10 ℃积温2 916.8~3 198.6 ℃,无霜期195 d[1]。
1.2 试验设计
光合特性数据测定在2014年7月上旬选择晴好天气,在新疆林科院佳木试验站杏李园内进行,在自然光条件下分别对女神、法兰西、斯坦雷3个欧洲李品种的光合特性特性进行日变化测定,并选择样株冠层上部向阳的当年新生成熟叶片5位并用记号带标记,利用LI-6400便携式光合作用系统(LI COR, Lincoln,USA)以及自然光叶室(2 cm×3 cm) , 在北京时间08:00-20:00期间每隔2 h进行一次活体测定,每位叶片测定读数重复5次,叶片瞬时水分利用效率(WUE)由以下公式计算:WUE=Pn/Tr[1-4]。利用Light-Curve测定程序在北京时间11:00-12:00对3个欧洲李品种的光响应曲线进行测定,光照强度设置为0、50、100、150、200、300、350、400、500、750、1 000、1 500、1 700、1 900 μmol/(m2/s)。
1.3 数据分析
数据分析用SPSS18.0和Excel2007进行统计分析[3]。
2 结果与分析
2.1 三种欧洲李光合特性参数比较
通过SPSS18.0对阿克苏地区3个引种欧洲李品种的各个光合特性参数均值作方差分析,由表1可知,女神、斯坦雷的Pn、Gs、Ci、Tr以及WUE均存在无显著差异(P<0.05),法兰西与前两种的Pn、Gs、Tr均存在显著差异,其他参数均无显著差异。由表1可知,相对于法兰西而言女神、斯坦雷均是高光合、高蒸腾品种,单从这几点来看女神、斯坦雷更利于适应南疆地区的外界干旱环境。
2.2 三种欧洲李Pn、Tr的日变化规律
由图2可知,3个欧洲李品种的Pn日变化均呈“双峰”曲线,并且均存在光合“休眠”现象。女神在14:00时出现光合“休眠”的,法兰西、斯坦雷在16:00是出现光合“休眠”,在全天的Pn日变化过程中三个欧洲李品种均在上午10:00时出现第一个峰值,下午18:00时出现第二个峰值;女神的Pn随着外界光照强度的增加,从早上08:00的14.39 μmol/(m2/s)逐渐上升,到10:00時出现第一个峰值22.22 μmol/(m2/s)随后出现了快速的下降,到14:00时出现“休眠”,随后又在18:00时出现第二个峰值18.44 μmol/(m2/s)。与女神不同法兰西、斯坦雷的变化幅度较小且出现“休眠”时均是较缓的过度。后两者对外界光照环境的响应较慢,女神在两个峰值所达到的Pn均大于其他两个品种。
由图1、2、3可知,3个欧洲李品种的Tr日变化趋势均呈“单峰”曲线分布,并且3个品种在14:00时达到峰值分别为13.52、10.48、13.67 μmol/(m2/s),比对几个品种可知,10:00后Tr逐渐增高,此时各个品种的Pn逐渐降低,主要是由于随着外界温度的升高,光照强度增强,植物为了保护不受到外界高温、高光照的伤害降低Pn并提高Tr,16:00后外界温度有所降低导致Tr逐渐降低,Pn逐步升高,此时水分利用效率逐渐增大。
图1 女神净光合速率和蒸腾速率日变化
图2 法兰西净光合速率和蒸腾速率日变化
图3 斯坦雷净光合速率和蒸腾速率日变化
2.3 其他光合特性参数的日变化
气孔的开闭会对植物叶片的Pn和Tr产生影响,Gs则是反映气孔行为最为重要的生理指标[4]。由图4、5、6可知,女神的Gs日变化曲线呈“双峰”曲线分布,法兰西的Gs日变化曲线呈“单峰”曲线分布,与前两者不同斯坦雷的Gs日变化曲线呈“三峰”曲线分布。植物在全天的呼吸过程中 Ci的变化是导致植物气孔限制与非气孔限制的参与者,在18:00后外界光照减弱且Tr降低,此时3种欧洲李品种的气孔均迅速关闭,植物进行暗呼吸作用。由图3可知,3个欧洲李品种的WUE日变化曲线均呈“U”型分布,12:00以前女神的WUE最大,斯坦雷次之,法兰西的WUE最小,3个品种的WUE均是在早晚间较高,主要是外界光照强度增加后树体周围的温度也随之增加,导致各自的Tr增大、Pn降低进而导致水分利用效率降低。
图4 三个欧洲李品种气孔导度日变化
图5 三个欧洲李品种胞间CO2浓度日变化
图6 三个欧洲李品种水分利用效率日变化
(下转第页)
(上接第页)
3 结论
第一,女神、斯坦雷的Pn、Gs、Ci、Tr以及WUE均存在无显著差异(P<0.05),法兰西与前两种欧洲李的Pn、Gs、Tr均存在显著差异[4]。女神、斯坦雷均是高光合、高蒸腾品种, LSP的顺序依次为:法兰西>女神>斯坦雷;LCP的顺序依次为:女神、法兰西>斯坦雷。
第二,3个欧洲李品种的Pn日变化均呈“双峰”曲线,并且均存在光合“休眠”现象。3个欧洲李品种的Tr日变化趋势均呈“单峰”曲线分布, 女神的Gs日变化曲线呈“双峰”曲线分布,法兰西的Gs日变化曲线呈“单峰”曲线分布,与前两者不同斯坦雷的Gs日变化曲线呈“三峰”曲线分布,3个欧洲李品种的WUE日变化曲线均呈“U”型分布,3个品种的WUE均是在早晚间较高。
参考文献
[1]张志刚,李宏,李疆,等.地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响[J].干旱地区农业研究,2014,32(4):53-58.
[2]张志刚,李宏,Denny Walther,等.塔里木河中游胡杨与灰叶胡杨气体交换特性对比研究[J].西北植物报,2012,32(12):2506-2511.
[3]王继和,张盹明,吴春荣,等.金冠、毛里斯、新红星苹果光合特性的研究[J].西北植物报,2000,20(5):802-811.
[4]张显川,高照全,舒先迂,等.苹果开心形树冠不同部位光合与蒸腾能力的研究[J].园艺学报,2005,32(6):975-979.
(责任编辑:刘昀)
关键词 气体交换;欧洲李;光合特性;水分利用效率
中图分类号:S662.3 文献标志码:A 文章编号:1673-890X(2015)18-0-03
欧洲李(Prunus domestica L.)别名酸梅,蔷薇科落叶小乔木,核果类果树,具有侧根发,抗旱、抗寒、抗瘠薄性能。其果实营养丰富,Vc、Vb1、Ve含量高,在食品、医学、林业、环保等领域有很高的应用价值[1]。其优良品种品质优、产量高、抗性强,市场需求量大、售价高、适于大面积发展[2]。新疆阿克苏地区由于日照充足、昼夜温差大,是杏、李、红枣等经济林品种生长的佳地。本文通过对该区域的3个欧洲李品种(女神、法兰西、斯坦雷)光合特性参数进行测定,探讨3个欧洲李品种对环境的适应生理特性,为研究欧洲李引种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
试验地位于新疆阿克苏地区温宿县新疆林业科学院佳木良种试验站,E80°32’,N41°15’,海拔1 103.8 m。属大陆性干旱荒漠气候,昼夜温差大;年均降水量65.4 mm,年蒸发量1 883.6 mm;年均气温10.1 ℃,极端低温-27.4 ℃,年均日照时数2 747.7 h,≥10 ℃积温2 916.8~3 198.6 ℃,无霜期195 d[1]。
1.2 试验设计
光合特性数据测定在2014年7月上旬选择晴好天气,在新疆林科院佳木试验站杏李园内进行,在自然光条件下分别对女神、法兰西、斯坦雷3个欧洲李品种的光合特性特性进行日变化测定,并选择样株冠层上部向阳的当年新生成熟叶片5位并用记号带标记,利用LI-6400便携式光合作用系统(LI COR, Lincoln,USA)以及自然光叶室(2 cm×3 cm) , 在北京时间08:00-20:00期间每隔2 h进行一次活体测定,每位叶片测定读数重复5次,叶片瞬时水分利用效率(WUE)由以下公式计算:WUE=Pn/Tr[1-4]。利用Light-Curve测定程序在北京时间11:00-12:00对3个欧洲李品种的光响应曲线进行测定,光照强度设置为0、50、100、150、200、300、350、400、500、750、1 000、1 500、1 700、1 900 μmol/(m2/s)。
1.3 数据分析
数据分析用SPSS18.0和Excel2007进行统计分析[3]。
2 结果与分析
2.1 三种欧洲李光合特性参数比较
通过SPSS18.0对阿克苏地区3个引种欧洲李品种的各个光合特性参数均值作方差分析,由表1可知,女神、斯坦雷的Pn、Gs、Ci、Tr以及WUE均存在无显著差异(P<0.05),法兰西与前两种的Pn、Gs、Tr均存在显著差异,其他参数均无显著差异。由表1可知,相对于法兰西而言女神、斯坦雷均是高光合、高蒸腾品种,单从这几点来看女神、斯坦雷更利于适应南疆地区的外界干旱环境。
2.2 三种欧洲李Pn、Tr的日变化规律
由图2可知,3个欧洲李品种的Pn日变化均呈“双峰”曲线,并且均存在光合“休眠”现象。女神在14:00时出现光合“休眠”的,法兰西、斯坦雷在16:00是出现光合“休眠”,在全天的Pn日变化过程中三个欧洲李品种均在上午10:00时出现第一个峰值,下午18:00时出现第二个峰值;女神的Pn随着外界光照强度的增加,从早上08:00的14.39 μmol/(m2/s)逐渐上升,到10:00時出现第一个峰值22.22 μmol/(m2/s)随后出现了快速的下降,到14:00时出现“休眠”,随后又在18:00时出现第二个峰值18.44 μmol/(m2/s)。与女神不同法兰西、斯坦雷的变化幅度较小且出现“休眠”时均是较缓的过度。后两者对外界光照环境的响应较慢,女神在两个峰值所达到的Pn均大于其他两个品种。
由图1、2、3可知,3个欧洲李品种的Tr日变化趋势均呈“单峰”曲线分布,并且3个品种在14:00时达到峰值分别为13.52、10.48、13.67 μmol/(m2/s),比对几个品种可知,10:00后Tr逐渐增高,此时各个品种的Pn逐渐降低,主要是由于随着外界温度的升高,光照强度增强,植物为了保护不受到外界高温、高光照的伤害降低Pn并提高Tr,16:00后外界温度有所降低导致Tr逐渐降低,Pn逐步升高,此时水分利用效率逐渐增大。
图1 女神净光合速率和蒸腾速率日变化
图2 法兰西净光合速率和蒸腾速率日变化
图3 斯坦雷净光合速率和蒸腾速率日变化
2.3 其他光合特性参数的日变化
气孔的开闭会对植物叶片的Pn和Tr产生影响,Gs则是反映气孔行为最为重要的生理指标[4]。由图4、5、6可知,女神的Gs日变化曲线呈“双峰”曲线分布,法兰西的Gs日变化曲线呈“单峰”曲线分布,与前两者不同斯坦雷的Gs日变化曲线呈“三峰”曲线分布。植物在全天的呼吸过程中 Ci的变化是导致植物气孔限制与非气孔限制的参与者,在18:00后外界光照减弱且Tr降低,此时3种欧洲李品种的气孔均迅速关闭,植物进行暗呼吸作用。由图3可知,3个欧洲李品种的WUE日变化曲线均呈“U”型分布,12:00以前女神的WUE最大,斯坦雷次之,法兰西的WUE最小,3个品种的WUE均是在早晚间较高,主要是外界光照强度增加后树体周围的温度也随之增加,导致各自的Tr增大、Pn降低进而导致水分利用效率降低。
图4 三个欧洲李品种气孔导度日变化
图5 三个欧洲李品种胞间CO2浓度日变化
图6 三个欧洲李品种水分利用效率日变化
(下转第页)
(上接第页)
3 结论
第一,女神、斯坦雷的Pn、Gs、Ci、Tr以及WUE均存在无显著差异(P<0.05),法兰西与前两种欧洲李的Pn、Gs、Tr均存在显著差异[4]。女神、斯坦雷均是高光合、高蒸腾品种, LSP的顺序依次为:法兰西>女神>斯坦雷;LCP的顺序依次为:女神、法兰西>斯坦雷。
第二,3个欧洲李品种的Pn日变化均呈“双峰”曲线,并且均存在光合“休眠”现象。3个欧洲李品种的Tr日变化趋势均呈“单峰”曲线分布, 女神的Gs日变化曲线呈“双峰”曲线分布,法兰西的Gs日变化曲线呈“单峰”曲线分布,与前两者不同斯坦雷的Gs日变化曲线呈“三峰”曲线分布,3个欧洲李品种的WUE日变化曲线均呈“U”型分布,3个品种的WUE均是在早晚间较高。
参考文献
[1]张志刚,李宏,李疆,等.地表滴灌条件下滴头流量对土壤水分入渗过程的影响[J].干旱地区农业研究,2014,32(4):53-58.
[2]张志刚,李宏,Denny Walther,等.塔里木河中游胡杨与灰叶胡杨气体交换特性对比研究[J].西北植物报,2012,32(12):2506-2511.
[3]王继和,张盹明,吴春荣,等.金冠、毛里斯、新红星苹果光合特性的研究[J].西北植物报,2000,20(5):802-811.
[4]张显川,高照全,舒先迂,等.苹果开心形树冠不同部位光合与蒸腾能力的研究[J].园艺学报,2005,32(6):975-979.
(责任编辑:刘昀)