三个引进欧洲李品种光合特性对比研究

2022-09-11

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1 103.8m。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 9 1 6.8~3 1 9 8.6℃, 无霜期1 9 5 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[1,2,3,4]。利用Light-Curve测定程序在北京时间11:0012:00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 900μmol/ (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14.39μmol/ (m2/s) 逐渐上升, 到10:00时出现第一个峰值22.22μmol/ (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18.44μmol/ (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、13.67μmol/ (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。

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。

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T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。

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