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摘要:选取主干型新温185核桃为试材,设置氮肥与甲哌各4个梯度耦合处理,研究其对主干型核桃叶片光合荧光特性的影响。整个生育期内核桃叶片净光合速率(Pn)在油脂转化期出现最高值,随后下降至成熟期,气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈单峰曲线变化。硬核期核桃叶片最大荧光(Fm)、初始荧光(Fo)和最大光化学效率(Fv/Fm)均高于油脂转化期的值。PSⅡ光化学淬灭系数(qP)在硬核期各处理较为稳定,均在0.56~0.69范围内变化。PSⅡ非光化学淬灭系数(qN)呈“下降—上升—下降”的变化趋势,最高值出现在果实膨大期A1B3处理,为0.49。氮肥全年施入量为3 271.73 kg/hm2、甲哌喷施浓度为600 mg/L时,可提高核桃净光合速率。
关键词:核桃;新温185;氮肥;甲哌;耦合处理;光合特性;油脂转化期;荧光参数
中图分类号: S664.106 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2019)23-0149-06
核桃(Juglans regia L.)是我国重要的干果、木本油料树种之一,具有很高的药用价值和经济价值。为实现核桃果实丰产、密植栽培、整枝简单、便于机械化操作,近年来核桃主干型逐渐成为研究热点[1-3]。然而主干型核桃由于见效快、结果早、产量高等特点,易使树体养分消耗过大,加之生产中普遍存在果农对核桃需肥规律不明确,易出现施氮不足或施氮过量2个极端,造成树体营养生长过慢或过旺,从而导致核桃产量和品质急剧下降[4]。甲哌(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,简称DPC)[5]是一种能抑制植株体内赤霉素(GA)合成,控制细胞伸长和体积增大,从而构建合理树形,改善其生理特性、产量和品质的外源植物生长延缓剂[6-7]。前人多以红枣、香梨、苹果等果树为研究对象,比较甲哌不同喷施浓度、施用方式对果树光合性能提高的作用机理[8-10],而关于甲哌对核桃叶片光合荧光特性研究较少。因此,本试验以主干型核桃的光合特性、荧光参数指标进行研究,分析比较能提高或延长主干型核桃有效光合作用周期,以期得到最佳氮肥施入量和最适甲哌喷施浓度,为核桃的科学管理、提质增效提供重要理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于新疆生产建设兵团第一师三团核桃高新生产示范园(80°03′E、40°23′N)内,地处塔克拉玛干沙漠边缘,光热资源丰富,昼夜温差大,年均气温11 ℃,最高气温 43.9 ℃,最低气温-27.1 ℃,无霜期平均207 d,≥0 ℃年积温 4 620.8 ℃,全年太阳总辐射量0.6 MJ/cm2,年平均日照时数2 793.4 h,年均降水量65 mm,年均蒸发量2 337.5mm,气候干燥,适宜干果生产。
1.2 试验材料
供试材料为8年生主干型新温185核桃,南北行向,株行距4 m×1.5 m。供试植物生长延缓剂为张家口长城农化(集团)有限责任公司生产的98%甲哌可溶性粉剂。供试肥料为氮肥(尿素,N≥46.4%)、磷肥(磷酸一铵,N-P2O5-K2O,12%-60%-0)、钾肥(水白金,N-P2O5-K2O,10%-16%-26%)。
1.3 试验方法
试验于2017年核桃生育期开展,选取生长一致的主干型新温185核桃单株小区,试验小区灌水量与大田生产相同。氮肥设置4个梯度,分别用A1、A2、A3、A4表示(表1);甲哌设置4个浓度,分别为400、600、800、1 000 mg/L,用B1、B2、B3、B4表示,均采用單株叶面喷布处理,喷施时间为当天 10:30—13:00,天气晴朗无云,药品均现配现用。于新梢长至25~35 cm(4月18日)、二次枝长为5~10 cm(5月28日)、二次枝长为35~50 cm(6月22日)、三次枝长为5~10 cm(7月28日)按照不同的生长调节剂浓度均匀喷布。本试验采用裂区试验设计,设置16个处理,4次重复,共64个单株小区。
1.4 测定项目
1.4.1 光合参数的测定 采用Li-6400型便携式光合仪,分别于核桃果实膨大期(5月15日)、硬核期(6月18日)、油脂转化期(7月12日)、成熟期(8月18日)天气晴朗无云 12:00 测定光合参数。每个处理选定4株长势相近的植株,每株选定5张受光一致的1年生结果枝顶叶,测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)等指标。
1.4.2 荧光参数的测定 利用JUNIOR-PAM便携式叶绿素荧光仪和WinControl-3数据采集软件,于2017年5—9月生长调节剂喷施20 d后进行荧光参数的测定。每个处理选择4株长势相近的植株,每株选定受光一致的5张成熟叶进行田间活体叶片数据采集。测定暗反应遮光叶片(锡箔纸遮光包裹20 min),锡箔纸不能脱离叶片,将光纤放入锡箔纸内对叶片进行活体测定。测定参数包括可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、qP和qN等。
1.5 数据处理与分析
试验数据采用Excel 2010进行绘图和处理,DPS7.05统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同时期核桃叶片光合参数的变化
2.1.1 不同时期核桃叶片净光合速率(Pn)的变化 由图1可知,随着核桃生育期的延长,核桃叶片Pn在A1B1、A1B2、A1B4处理下呈现“下降—上升”变化趋势,在A3B1处理下呈现“上升—下降”变化趋势,其余处理均呈现“下降—上升—下降”的变化趋势,油脂转化期出现较高值,随后下降至成熟期。在同等肥力的情况下,不同DPC处理下核桃叶片Pn变化趋势并不一致。在同等DPC喷施浓度下,整个核桃生育叶片Pn在A1B4耦合处理下膨大期存在最高值,达 26.95 μmol/(m2·s),较最低值硬核期A4B2处理[12.63 μmol/(m2·s)]高113.38%。 2.1.2 不同时期核桃叶片气孔导度(Gs)的变化 气孔导度是反映叶片气孔关闭程度一个重要指标。从图2可以看出,不同氮肥甲哌耦合处理下,核桃整个生育期Gs呈单峰曲线变化,即在核桃油脂转化期Gs出现峰值。成熟期A3B4处理下Gs最低,为0.20 mol/(m2·s)。油脂转化期光照较强,不同耦合处理下,核桃叶片Gs有显著差异(P
关键词:核桃;新温185;氮肥;甲哌;耦合处理;光合特性;油脂转化期;荧光参数
中图分类号: S664.106 文献标志码: A 文章编号:1002-1302(2019)23-0149-06
核桃(Juglans regia L.)是我国重要的干果、木本油料树种之一,具有很高的药用价值和经济价值。为实现核桃果实丰产、密植栽培、整枝简单、便于机械化操作,近年来核桃主干型逐渐成为研究热点[1-3]。然而主干型核桃由于见效快、结果早、产量高等特点,易使树体养分消耗过大,加之生产中普遍存在果农对核桃需肥规律不明确,易出现施氮不足或施氮过量2个极端,造成树体营养生长过慢或过旺,从而导致核桃产量和品质急剧下降[4]。甲哌(1,1-dimethyl-piperidinium chloride,简称DPC)[5]是一种能抑制植株体内赤霉素(GA)合成,控制细胞伸长和体积增大,从而构建合理树形,改善其生理特性、产量和品质的外源植物生长延缓剂[6-7]。前人多以红枣、香梨、苹果等果树为研究对象,比较甲哌不同喷施浓度、施用方式对果树光合性能提高的作用机理[8-10],而关于甲哌对核桃叶片光合荧光特性研究较少。因此,本试验以主干型核桃的光合特性、荧光参数指标进行研究,分析比较能提高或延长主干型核桃有效光合作用周期,以期得到最佳氮肥施入量和最适甲哌喷施浓度,为核桃的科学管理、提质增效提供重要理论参考。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验地位于新疆生产建设兵团第一师三团核桃高新生产示范园(80°03′E、40°23′N)内,地处塔克拉玛干沙漠边缘,光热资源丰富,昼夜温差大,年均气温11 ℃,最高气温 43.9 ℃,最低气温-27.1 ℃,无霜期平均207 d,≥0 ℃年积温 4 620.8 ℃,全年太阳总辐射量0.6 MJ/cm2,年平均日照时数2 793.4 h,年均降水量65 mm,年均蒸发量2 337.5mm,气候干燥,适宜干果生产。
1.2 试验材料
供试材料为8年生主干型新温185核桃,南北行向,株行距4 m×1.5 m。供试植物生长延缓剂为张家口长城农化(集团)有限责任公司生产的98%甲哌可溶性粉剂。供试肥料为氮肥(尿素,N≥46.4%)、磷肥(磷酸一铵,N-P2O5-K2O,12%-60%-0)、钾肥(水白金,N-P2O5-K2O,10%-16%-26%)。
1.3 试验方法
试验于2017年核桃生育期开展,选取生长一致的主干型新温185核桃单株小区,试验小区灌水量与大田生产相同。氮肥设置4个梯度,分别用A1、A2、A3、A4表示(表1);甲哌设置4个浓度,分别为400、600、800、1 000 mg/L,用B1、B2、B3、B4表示,均采用單株叶面喷布处理,喷施时间为当天 10:30—13:00,天气晴朗无云,药品均现配现用。于新梢长至25~35 cm(4月18日)、二次枝长为5~10 cm(5月28日)、二次枝长为35~50 cm(6月22日)、三次枝长为5~10 cm(7月28日)按照不同的生长调节剂浓度均匀喷布。本试验采用裂区试验设计,设置16个处理,4次重复,共64个单株小区。
1.4 测定项目
1.4.1 光合参数的测定 采用Li-6400型便携式光合仪,分别于核桃果实膨大期(5月15日)、硬核期(6月18日)、油脂转化期(7月12日)、成熟期(8月18日)天气晴朗无云 12:00 测定光合参数。每个处理选定4株长势相近的植株,每株选定5张受光一致的1年生结果枝顶叶,测定净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)等指标。
1.4.2 荧光参数的测定 利用JUNIOR-PAM便携式叶绿素荧光仪和WinControl-3数据采集软件,于2017年5—9月生长调节剂喷施20 d后进行荧光参数的测定。每个处理选择4株长势相近的植株,每株选定受光一致的5张成熟叶进行田间活体叶片数据采集。测定暗反应遮光叶片(锡箔纸遮光包裹20 min),锡箔纸不能脱离叶片,将光纤放入锡箔纸内对叶片进行活体测定。测定参数包括可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、qP和qN等。
1.5 数据处理与分析
试验数据采用Excel 2010进行绘图和处理,DPS7.05统计软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 不同时期核桃叶片光合参数的变化
2.1.1 不同时期核桃叶片净光合速率(Pn)的变化 由图1可知,随着核桃生育期的延长,核桃叶片Pn在A1B1、A1B2、A1B4处理下呈现“下降—上升”变化趋势,在A3B1处理下呈现“上升—下降”变化趋势,其余处理均呈现“下降—上升—下降”的变化趋势,油脂转化期出现较高值,随后下降至成熟期。在同等肥力的情况下,不同DPC处理下核桃叶片Pn变化趋势并不一致。在同等DPC喷施浓度下,整个核桃生育叶片Pn在A1B4耦合处理下膨大期存在最高值,达 26.95 μmol/(m2·s),较最低值硬核期A4B2处理[12.63 μmol/(m2·s)]高113.38%。 2.1.2 不同时期核桃叶片气孔导度(Gs)的变化 气孔导度是反映叶片气孔关闭程度一个重要指标。从图2可以看出,不同氮肥甲哌耦合处理下,核桃整个生育期Gs呈单峰曲线变化,即在核桃油脂转化期Gs出现峰值。成熟期A3B4处理下Gs最低,为0.20 mol/(m2·s)。油脂转化期光照较强,不同耦合处理下,核桃叶片Gs有显著差异(P