灰棗、駿棗不同枝條葉片凈光合速率的對比研究

張 琦 吳翠云* 王合理 韓沙沙

(1 塔里木大學(xué)植物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300)

(2 新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)塔里木盆地生物資源保護(hù)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆阿拉爾 843300)

棗(Zizyphus jujube Mill)為鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Zizyphus)植物。棗樹原產(chǎn)我國，棗與桃、杏、李、栗一起并稱為我國的“五果”，棗果具有豐富的營養(yǎng)價值和藥用價值，被人們親切的譽(yù)為“木本糧食”、“維生素丸”［1，2］。新疆南疆地區(qū)地處歐亞大陸的腹地，塔里木盆地的周圍，干旱少雨，空氣透明度高，光照時間長，光熱資源豐富，是典型的干旱灌溉型農(nóng)業(yè)區(qū)，其環(huán)境條件也適宜優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的紅棗栽培，特別是棗樹直播建園技術(shù)的成功應(yīng)用，栽培面積迅速增加，已成為南疆主要的栽培果樹樹種。

光合作用在植物界甚至全球生態(tài)系統(tǒng)能量與物質(zhì)循環(huán)中有極其重要作用［3］。光合作用是作物產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成的決定性因素，同時又是一個對環(huán)境條件變化十分敏感的生理過程［4］，而且目前許多學(xué)者從多個方面對作物光合作用進(jìn)行研究，對棗樹光合特性的研究也越來越多。松爽，等［5］研究了棗樹/玉米間作地和棗樹/紫花苜蓿間作地條件下棗樹的光合速率;李保國，等［6］采用紅外CO2分析儀研究了氮素施用量對棗樹光合作用的影響;葛曉霞，等［7］以脫毒駿棗幼樹葉片為試材，比較分析了脫毒駿棗幼樹與普通駿棗幼樹葉片光合速率等光合生理指標(biāo)的日變化。王穎，等［8］研究5種不同的灌溉水分處理對梨棗樹花期葉片光合作用的影響。王晶晶，等［9］研究不同栽植密度下駿棗花期葉片光合特性。

光合作用是果樹生長、結(jié)果的基礎(chǔ)，凈光合速率(Pn)是果樹葉片光合生產(chǎn)能力的主要參數(shù)，因此，Pn就成為果樹生理生態(tài)、栽培生理、品種選育等學(xué)科的重要研究內(nèi)容。南疆紅棗栽培模式主要以直播建園為主，對直播建園棗樹的光合作用研究甚少，對紅棗不同枝條葉片凈光合速率的研究未見報道。為此，選擇超高密度的直播建園棗園為對象，探討棗樹不同枝條葉片凈光合速率日變化，以期為灰棗、駿棗優(yōu)質(zhì)、高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材料

試驗(yàn)地為阿拉爾農(nóng)場11連超高密度直播建園棗園。試驗(yàn)樹為嫁接后2年生棗樹，樹高1～1.5 m左右，園相整齊，品種為灰棗和駿棗，栽植密度為0.3×0.6×1.5 m，南北行向。果園地勢平坦，土壤為沙壤土，土肥水管理一致。

1.2 方法

選6月中旬棗樹盛花期晴朗天氣，在棗園地中間部位選取生長相對一致的5株，在樹冠的同一側(cè)選樹冠外圍當(dāng)年抽生棗頭枝上的棗頭葉、棗頭上部棗吊葉、棗頭基部棗吊葉、棗頭中部棗拐葉片為測定對象，每類枝選5片葉片。選擇灰棗、駿棗外圍棗股抽生的棗吊，從棗吊基部葉片到頂端葉片測定每個葉序葉片的凈光合速率。使用Li－6400便攜式光合作用測定儀(Li－6400 portable photosynthesis system)在田間條件下采用開放式氣路測定紅棗光合特性生理指標(biāo)。從當(dāng)?shù)卦缟?:00開始至下午21:00結(jié)束，每隔2 h觀測一次。數(shù)據(jù)由excel軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 灰棗、駿棗棗頭枝葉片凈光合速率比較

從圖1中可以看出，灰棗和駿棗棗頭葉片凈光合速率日變化趨勢相似，呈單峰變化趨勢。9:00凈光合速率較低，隨后凈光合速率幾乎直線急劇增長，在13:00左右達(dá)到最大值，灰棗、駿棗棗頭葉片峰值分別為 10.79 μmol/m2·s 和 9.92 μmol/m2·s，以后緩慢降低。在整個日變化過程中灰棗棗頭枝葉片凈光合速率始終大于駿棗棗頭枝葉片。

2.2 灰棗、駿棗棗拐葉片凈光合速率比較

從圖2中可以看出，灰棗、駿棗棗拐葉片凈光合速率日變化曲線呈單峰型，但變化過程有所不同。9:00～13:00時段灰棗棗拐葉片凈光合速率一直處于急劇上升變化趨勢，而駿棗棗拐葉片到11:00后凈光合速率平穩(wěn)增長。灰棗棗拐葉片凈光合速率高峰出現(xiàn)的時間較駿棗要早，大約出現(xiàn)在13:00左右，駿棗棗拐葉片全天凈光合速率的最高峰出現(xiàn)在15:00左右，灰棗棗拐葉片凈光合速率峰值為13.51 μmol/m2·s，駿棗棗拐葉片為 10.22 μmol/m2·s，相差3.29 μmol/m2·s，大小差異較為顯著。

圖1 灰棗、駿棗棗頭葉凈光合速率比較

圖2 灰棗、駿棗棗拐葉凈光合速率比較

15:00后灰棗棗拐葉片凈光合速率持續(xù)急劇下降，至21:00達(dá)到最低，下降幅度達(dá)到9.66 μmol/m2·s。而駿棗棗拐葉片凈光合速率在17:00～19:00沒有明顯變化，隨后緩慢降低。13:00～17:00灰棗棗拐葉片凈光合速率明顯高于駿棗棗拐葉片凈光合速率，其他時段駿棗高于灰棗。

圖3 灰棗、駿棗上部吊葉凈光合速率比較

2.3 灰棗、駿棗上部棗吊葉片凈光合速率比較

圖4 灰棗、駿棗基部吊葉凈光合速率比較

從圖3中可知，灰棗、駿棗上部棗吊葉片凈光合速率均呈單峰曲線，變化趨勢相似。9:00～13:00凈光合速率均急劇增長，灰棗全天凈光合速率的最高峰出現(xiàn)在13:00左右，峰值大小為13.27 μmol/m2·s;駿棗仍持續(xù)上升至15:00左右出現(xiàn)全天最高峰，峰值大小為11.05 μmol/m2·s，比灰棗晚 2 h?；覘?3:00出現(xiàn)最高峰后凈光合速率開始下降，15:00后灰棗、駿棗上部棗吊葉片凈光合速率變化趨勢一致，凈光合速率大小相近。

2.4 灰棗、駿棗基部棗吊葉片凈光合速率比較

從圖4中可以看出，灰棗、駿棗基部棗吊葉片凈光合速率日變化也呈單峰曲線。9:00～11:00駿棗基部棗吊葉片凈光合速率急劇增長且凈光合速率大于此時間段的灰棗凈光合速率。11:00～13:00凈光合速率增長趨于平緩至15:00達(dá)到最大值，峰值為11.2 μmol/m2·s，之后凈光合速率呈現(xiàn)持續(xù)急劇下降態(tài)勢。11:00～13:00灰棗基部棗吊葉片凈光合速率急劇上升而后13:00達(dá)到最高，峰值大小為8.89 μmol/m2·s，高峰出現(xiàn)后，灰棗葉片凈光合速率先急劇下降而后平緩下降至全天最低。灰棗的峰值比駿棗出現(xiàn)的峰值小，與駿棗基部棗吊葉片相差2.31 μmol/m2·s，差異較為明顯。

2.5 灰棗、駿棗不同枝條葉片日平均凈光合速率比較

由表1可知，灰棗棗頭葉、棗拐葉和上部棗吊葉日平均凈光合速率均高于駿棗，灰棗基部棗吊葉片以日平均凈光合速率卻低于駿棗;以棗頭葉日平均凈光合速率相差較大，達(dá)到 1.272 μmol/m2·s，以上部棗吊葉日平均凈光合速率相差較小，僅相差0.188 μmol/m2·s。還可以得知，灰棗、駿棗上部棗吊葉片凈光合速率最大，其次為棗拐葉、棗頭葉，基部棗吊葉片最小。

表1 灰棗、駿棗不同枝條葉片日平均凈光合速率比較單位:μmol/m2·s

2.6 灰棗、駿棗棗吊葉序凈光合速率比較

從圖5中可以看出，灰棗、駿棗棗吊葉序葉片的凈光合速率均呈現(xiàn)高－低－高－低的變化趨勢，且以中上部葉序葉片的凈光合速率偏高，頂部葉序葉片的凈光合速率偏小。駿棗在第4葉序葉片出現(xiàn)凈光合速率最大值，大小為22.88 μmol/m2·s，第10葉序最小，光合速率為 3.86 μmol/m2·s，相差19.02 μmol/m2·s。灰棗凈光合速率在第6葉序葉片最大，為20.66μmol/m2·s，第 10葉序最小，為9.55 μmol/m2·s，相差 11.11 μmol/m2·s;在出現(xiàn)凈光合速率最大葉片后，隨葉序增加，葉片凈光合速率逐漸減小。棗吊基部葉序葉片駿棗凈光合速率均大于灰棗棗吊葉片，中上部葉序葉片駿棗凈光合速率均比灰棗凈光合速率小。

圖5 灰棗、駿棗棗吊葉序葉凈光合速率比較

3 小結(jié)與討論

3.1 棗凈光合速率日變化

光合作用是果樹產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成的決定因素，前人在蘋果、葡萄、獼猴桃、梨等多種果樹上已做了大量工作［10］。植物光合作用的日變化有單峰型、雙峰型、嚴(yán)重型和平坦型4種類型［11］。果樹的凈光合速率日變化因樹種、品種不同而異，其中蘋果、阿月渾子、獼猴桃等樹種凈光合速率的日變化呈雙峰曲線，核桃的凈光合速率日變化呈單峰曲線，而柿子、板栗的凈光合速率日變化呈3峰曲線。對于大部分果樹來說，其凈光合速率日變化規(guī)律呈雙峰曲線［11］。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):灰棗、駿棗不同枝條葉片凈光合速率日變化均呈單峰曲線，這與王晶晶研究結(jié)果一致，但在不同灌溉處理梨棗樹葉片凈光合速率日變化曲線呈雙峰曲線［8］。同一品種不同枝類的凈光合速率日變化高峰出現(xiàn)的時間基本一致，灰棗各類枝凈光合速率高峰在13:00，駿棗除棗頭葉片外其余枝條葉片均在15:00出現(xiàn)高峰，這可能與不同棗品種光合特性有所差異有關(guān)。

3.2 不同品種枝條葉片凈光合速率日變化

灰棗、駿棗不同枝條葉片凈光合速率日變化趨勢相似均呈單峰曲線變化;棗拐葉片和基部棗吊葉片凈光合速率凈光合速率變化差異較為復(fù)雜。灰棗棗頭枝葉片凈光合速率始終大于駿棗棗頭枝葉片;13:00～17:00灰棗棗拐葉片凈光合速率明顯高于駿棗棗拐葉片;11:00～15:00灰棗上部棗吊葉片凈光合速率明顯高于駿棗上部棗吊葉片;灰棗和駿棗基部棗吊葉片凈光合速率值高低交替變化。這表明棗樹不同品種不同枝條葉片對環(huán)境條件的適應(yīng)能力和機(jī)體本身的生理活性有所差異。

灰棗、駿棗上部棗吊凈光合速率最高，基部棗吊葉片最低。上部棗吊處理樹冠頂部，基部棗吊葉片所處位置較低，接受光照強(qiáng)度和光照時間的不同，使得同一品種不同枝條葉片凈光合速率大小有所差異。

3.3 棗吊葉序葉片凈光合速率

灰棗、駿棗木質(zhì)化棗吊葉序葉片凈光合速率變化趨勢大致相同，均呈現(xiàn)高－低－高－低的變化趨勢;駿棗第4葉序葉片、灰棗第6葉序葉片凈光合速率最大，以后逐漸降低，棗吊頂部葉序葉片的凈光合速率最小。說明棗吊葉序葉片凈光合速率與棗吊生長快慢、葉片質(zhì)量有直接關(guān)系。

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