‘红阳’猕猴桃膨大期光合特性的初步研究_刘林娅.pdf
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1、第 35 卷 第2期2023年 4 月六盘水师范学院学报Journal of Liupanshui Normal UniversityVol.35 No.2Apr.2023红阳 猕猴桃膨大期光合特性的初步研究刘林娅,何斌,安娜,胡晓莎,邓文件,严凯,黄亚成*(六盘水师范学院生物科学与技术学院,贵州 六盘水 553004)摘要:为探究贵州省六盘水市喀斯特山区 红阳 猕猴桃膨大期的光合特性,测定了 红阳 猕猴桃膨大期的光合生理指标,分析 红阳 猕猴桃膨大期光合特性的日变规律,为 红阳 猕猴桃在贵州六盘水市的生产栽培技术与管理措施提供一定的参考依据。结果表明:红阳 猕猴桃膨大期净光合速率(Pn)、蒸
2、腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)的日变化趋势均为“双峰”曲线,具有典型的光合“午休”现象;在喀斯特山区 红阳 猕猴桃膨大期叶片光合作用能力受限的因素既有气孔因素也有非气孔因素。建议采取合理遮阳和适度喷灌措施来降低 红阳 猕猴桃的日灼伤害以及提升 红阳 猕猴桃的净光合速率。关键词:红阳 猕猴桃;膨大期;光合特性;生理指标;日变化规律中图分类号:S663.4文献标识码:A文章编号:1671-055X(2023)02-0105-06DOI:10.16595/j.1671-055X.2023.02.012猕猴桃为多年生落叶、半落叶木质藤本攀缘果树,属猕猴桃科猕猴桃属(Actinidia)1。我国猕猴桃
3、资源非常丰富,分布有62个种,其中中华猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)和美味猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.var.deliciosa A.Cheval.)被广泛栽培与利用2。红阳 猕猴桃(Actinidia chinensis Hongyang)为中华猕猴桃栽培品种,主要分布于四川、贵州及陕西等地,具有丰富的营养价值3,4。目前,贵州省六盘水市 红阳 猕猴桃种植规模越来越大3,成为当地的特色产业,在乡村振兴和脱贫攻坚方面发挥了极为重要的作用5。光合作用是猕猴桃生长发育的基础和果实产量的决定因素6。近年来,已有不少关于不同生境、不同
4、耕作方式和不同栽培条件等对猕猴桃光合作用影响7,8,9光合特性的日变化规律与环境因子关系的研究1,10,11,而对 红阳 猕猴桃膨大期光合特性的研究,报道较少。因此,本文拟通过对膨大期猕猴桃的光合特性的研究,从而揭示 红阳猕猴桃膨大期光合特性的日变化规律,有助于丰富 红阳 猕猴桃光合生理生态的研究内容,以期为 红阳 猕猴桃在贵州省六盘水市水城区的生产栽培技术及管理措施提供参考依据,也为发挥 红阳 猕猴桃的光合潜势提供一定的理论依据。1材料与方法1.1试验区概况本试验在贵州省六盘水市水城区米萝乡猕猴桃种植产业园区实施。该园区属于典型的喀斯特收稿日期:2023-02-03基金项目:贵州省省级科技计
5、划项目“猕猴桃蔗糖转运蛋白基因的克隆与功能鉴定”(黔科合基础 2019 1445 号),“猕猴桃金属硫蛋白基因的克隆与表达分析”(黔科合基础 2020 1Y115 号);六盘水市科技计划项目“六盘水市猕猴桃产业研究重点实验室”(52020-2022-PT-03)、“振兴乡村引种育种资源圃建设”(52020-2018-03-07);贵州省大学生创新训练项目“猕猴桃叶片中可溶性转化酶的酶学特性的研究”(S202210977061)。作者简介:刘林娅,女,副教授,博士,主要从事植物分子遗传育种研究;何斌,男,副教授,博士,主要从事植物基因功能研究;安娜,女,六盘水师范学院生物科学与技术学院2020级
6、植物科学与技术专业学生;胡晓莎,女,六盘水师范学院生物科学与技术学院2020级植物科学与技术专业学生;邓文件,男,六盘水师范学院生物科学与技术学院2016级生物科学专业学生;严凯,男,讲师,主要从事植物病理研究。*通讯作者:黄亚成,男,副教授,博士,主要从事植物基因功能研究。刘林娅,等:红阳 猕猴桃膨大期光合特性的初步研究-105刘林娅,等:红阳 猕猴桃膨大期光合特性的初步研究山区地貌,生态环境较为脆弱,地形起伏大,常年干旱少雨,海拔1 2001 250 m,土地为黄壤土,年平均最低气温4.6,最高气温20.9,生长季节白天气温3035,昼夜温差较大,无霜期200300 d,年降雨量1 200
7、1 500 mm。1.2试验材料与仪器试验材料为 6 年生中华猕猴桃品种 红阳(Actinidia chinensisHongyang)。试验仪器为石家庄艾沃土科技有限公司生产的GHY-1便携式光合作用测定仪。1.3试验方法试验于2019年5月中旬(天气晴朗时)进行,这时是 红阳 猕猴桃果实的快速膨大期。用GHY-1便携式光合作用测定仪测定 红阳 猕猴桃成熟健康叶片的光合有效辐射(PAR)、空气相对湿度(RH)、空气温度(Ta)、空气CO2浓度(Ca)、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、叶幕温度(Tleaf)、胞间 CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、水分利用率(WUE,WUE=Pn/T
8、r)、气孔限制值(Ls,Ls=1Ci/Ca)和光能利用效率(LUE,LUE=Pn/PAR)12个光合参数12。测定时间从6:0020:00,每隔2 h测定1次,共8个点。选择长势基本一致的植株,重复测3个,每个测3株,每株选取向阳面树冠外围长势良好的成熟健康叶3片,每片片连续记录5次,结果取平均值。1.4数据统计分析数据处理与分析利用Excel和SPSS16.0软件。2结果与分析2.1 红阳 猕猴桃膨大期环境因子的日变化红阳 猕猴桃膨大期环境因子的日变化情况如图1所示。图1 红阳 猕猴桃膨大期叶片光合有效辐射、空气相对湿度、空气CO2浓度和空气温度的日变化如图1-A可知,叶片光合有效辐射(PA
9、R)日变化趋势为先升后降,呈“单峰”型曲线,峰值出现在12:00,早晚光合有效辐射较低;日平均PAR为1 018.76 molm-2s-1,12:0016:00 PAR 均在 1484.35 molm-2s-1以上,峰值为1 900.11 molm-2 s-1。空气相对湿度(RH)日变化趋势如图1-B所示,6:0010:00 缓慢上升,RH 均在 72.45%以上,10:00最高,为74.90%;随后逐渐降低,20:00最低,为50.46%。如图1-C可知,空气CO2浓度(Ca)日变化趋势为先降后升,再略微下降后保持稳定,-106六盘水师范学院学报呈“U”型曲线,在14:00达到最大值493.
10、02 mol/mol。由图1-D可知,空气温度(Ta)的日变化表现为先上升后下降的趋势,呈“单峰”型曲线,在14:00达到最大值37.12,14:0018:00 Ta均在31.56 以上,18:00后Ta明显下降。2.2 红阳 猕猴桃膨大期气体交换参数的日变化2.2.1叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值的日变化叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值的日变化如图2所示。图2 红阳 猕猴桃膨大期叶片净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值的日变化由图2-A可知,红阳 猕猴桃膨大期叶片的净光合速率(Pn)日变化趋势呈“双峰”型曲线,有明显的光合“午休”现象,Pn两峰的峰值分
11、别出现在8:00和16:00。Pn从6:008:00急速上升,8:00达到最大峰值为13.40 mol m-2 s-1,随后逐渐下降,14:0016:00缓慢回升,16:00出现第二峰值为6.73 molm-2s-1,16:00之后Pn随着光辐射的减弱而持续下降,直到20:00光辐射消失后接近0。红阳 猕猴桃膨大期叶片的净光合速率日均值为6.43 mol m-2 s-1。蒸腾速率(Tr)由叶片内外部的蒸气压差和叶片自身扩散途径阻力的大小决定,空气温度、空气相对湿度和光照是影响蒸腾速率的主要因素6。如图2-B所示,红阳 猕猴桃膨大期叶片Tr的日变化表现为明显的“双峰”型曲线,其中12:00达到第
12、一峰值(6.13 mmol m-2 s-1),也是最大峰值,16:00达到第二峰值(4.98 mmol m-2 s-1),Tr的日平均值为4.38 mmol m-2 s-1。气孔导度(GS)能够通过介导气孔对二氧化碳和水的传导参与植物的光合作用、蒸腾作用和呼吸作用;影响植物有机物的积累6,13。红阳 猕猴桃膨大期叶片GS的日变化趋势如图2-C所示,具有明显的“双峰”特征,最高峰值出现在10:00,为0.54 mmol m-2 s-1,14:00为谷值,GS为0.16 mmol m-2 s-1,第二峰值出现在16:00,为0.27 mmol m-2s-1,GS的日平均值为0.26 mmol m-
13、2 s-1。气孔限制值(LS)是 红阳 猕猴桃膨大期叶片进行光合反应的主要受限因素之一1,14,从图2-D可知 红阳 猕猴桃膨大期叶片LS的日变化曲线为“三峰”型。6:008:00快速上升,8:00达到第一峰-107刘林娅,等:红阳 猕猴桃膨大期光合特性的初步研究值 0.085,12:00 达到最高峰(第二峰值),峰值为0.095,随后急剧下降,16:00后开始缓慢回升,18:00达到第三峰值0.019。LS的日平均值为0.039。2.2.2叶片的胞间CO2浓度、叶幕温度、水分利用效率和光能利用效率的日变化红阳 猕猴桃膨大期叶片胞间CO2浓度、叶幕温度、水分利用效率和光能利用率的日变化如图3所
14、示。图3 红阳 猕猴桃膨大期叶片胞间CO2浓度、叶幕温度、水分利用效率和光能利用率的日变化由图3-A可知,红阳 猕猴桃膨大期叶片的胞间CO2浓度(Ci)日变化趋势与空气CO2浓度(Ca)日变化趋势基本一致,呈“U”型曲线,6:008:00急速下降,在14:00达到最大值480.99 mol/mol。由图3-B可知,叶幕温度(Tleaf)与空气温度(Ta)变化趋势基本一致,呈“单峰”型曲线,在14:00达到峰值(37.12),10:0018:00 Ta保持在 31 以上。如图3-C所示,水分利用效率(WUE)的变化趋势呈“双峰”曲线,6:008:00,WUE迅速增加到最大峰值(第一峰),为3.2
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