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花果飘香

——清扬园艺工作室

 
 
 

日志

 
 

‘黑晶’等4个杨梅品种的光合特性研究  

2009-02-14 07:24:19|  分类: 论文论著 |  标签: |举报 |字号 订阅

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‘黑晶’等4个杨梅品种的光合特性研究 - 清扬 - 花果飘香 

王  涛1,谢小波2,郑  洁3,蔡美艳1,戚行江2,*

(1 温岭市农业林业局,浙江,温岭317500;2浙江省农业科学院园艺研究所, 浙江,杭州 310021;3浙江大学园艺系,浙江,杭州310029)

 

摘  要: 对‘黑晶’等4个杨梅品种果实成熟期的光合特性进行测定,结果表明:不同杨梅品种的光合速率存在显著差异,其中以‘黑晶’杨梅的净光合速率最高。4个品种的光饱和点均在600mmol.m-2.s-1左右。光合速率的日变化均呈单峰曲线变化,峰值出现在10时到12时之间。2年生叶片的光合速率只有1年生叶片的33.9%~52.8%。

关键词: 黑晶; 杨梅; 光合特性; 日变化

中图分类号:S611.2   文献标识码:A  

 

Characteristics of photosynthesis of Myrica rubra var. Heijing and other three cultivars in the species

WANG Tao1, XIE Xiao-bo2, ZHENG Jie3, CAI Mei-yan1, QI Xing-jiang2,*

(1Wenling Burea of Agriculture and Forestry, Wenling 317500, China; 2Institute of Horticulture, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China; 3 Department of Horticulture, Zhejiang University, Hangzhou 310029, China)

 

Abstract: The characteristics of photosynthesis of four red bayberry (Myrica rubra) cultivars including ‘Heijing’ were tested during mature period. Results showed that the photosynthetic rate is different significantly between different cultivars, of them ‘Heijing’ is the highest one; the light-saturated photosynthetic rate was about 600mmol.m-2.s-1 with the four cultivars; day-dynamics of photosynthetic variation is single-peak curve, the peak appeared at 10 o’clock to 12 o’clock; the photosynthetic rate of annual leaves was about 33.9%~52.8% of that of biennial leaves.

Key words: Heijing; Red bayberry (Myrica rubra); Characteristics of photosynthesis; Day dynamics

 

 

浙江省是我国杨梅(Myrica rubra Sieb. et Zucc.)的主产区,栽培面积54170 hm2,产量230360t,约占全国杨梅栽培面积的20%、产量的30%。同时,浙江省杨梅种质资源丰富,拥有杨梅品种175个(含同物异名),经济栽培品种14个,主栽品种为‘东魁’和‘荸荠种’[1]。温岭市是浙江省杨梅的主产区之一,栽培面积2303hm2,主栽品种为‘东魁’、‘荸荠种’、‘黑晶’和‘温岭大梅’。其中‘温岭大梅’是‘东魁’推广前温岭等地的主栽晚熟品种,‘黑晶’是从温岭市地方品种中新选育的优质、大果型乌梅类杨梅新品种[2,3]。

光合作用是果树产量和品质形成的基础,其在植物生理特性的研究中一直占有重要的地位。杨梅作为我国重要特色果树之一,在光合特性上的研究较少,仅对‘矮杨梅’和‘大炭梅’等品种的光合特性以及杨梅光合作用的低温光限制进行了部分的研究[4-6]。因此,深入研究‘黑晶’等杨梅品种的光合特性,对制定相应的栽培技术措施具有重要的理论意义和实践价值。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2007年6月16日~6月17日在浙江省温岭市泽国镇百亩坦村进行。试材为‘黑晶’、‘东魁’、‘荸荠种’和‘温岭大梅’4个品种。其中‘黑晶’、‘东魁’和‘温岭大梅’为成熟初期,‘荸荠种’为成熟末期。

1.2 试验方法

每个品种选用生长发育正常、树势基本一致的11年生杨梅树各3株,利用美国LI-COR公司生产的LI-6400便携式光合测定仪测定叶片的净光合速率(Pn,mmol·m-2·s-1)、气孔导度(Gs,mmol·m-2.s-1)、胞间CO2浓度(Ci,mmol·mol-1)和蒸腾速率(Tr,mmol·m-2·s-1)等光合指标。同时根据所测定的数据计算水分利用效率(WUE=Pn/Tr,mmol·mmol-1)。测定时光合有效辐射(PAR)设定为1000 mmol·m-2·s-1。

1.2.1 不同品种光合特性的测定

于2007年6月16日10时~11时测定。每个品种选择发育良好、长势中庸的发育枝,取其当年新梢和2 年生枝条上中部功能叶进行测定。6次重复,取平均值。测定后摘取取样叶片带回实验室用比色法测定叶绿素和类胡萝卜素[7],重复3次。11时到14时期间依次设定PAR为0、100、200、300、400、600、800和1000 mmol·m-2·s-1测定当年新梢叶片Pn值。

1.2.2 不同品种光合特性日变化测定

于2007年6月17日选择各品种发育良好、长势中庸的新梢上着生的功能叶进行挂牌编号并测定。从8时到16时,每隔2 h测定1次,每次测定均根据叶片编号进行定叶测定,6次重复,取其平均值。

测定结果用SPSS统计软件中进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同品种的光合特性比较

2.1.1 不同品种叶片的光合色素含量

4个杨梅品种1年生新梢叶片的叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)均以“温岭大梅”含量最低,其他3个品种无显著差异;Chla/Chlb各品种间无显著差异;总叶绿素含量“温岭大梅”显著低于其它3个品种;类胡萝卜素含量则以‘荸荠种’最高,并与其他3个品种有显著差异(表1)。而2年生的老叶中叶绿素的含量与1年生叶片并不完全一致,Chla和Chlb的含量均以“温岭大梅”和“荸荠种”较高;类胡萝卜素的含量则以“温岭大梅”和“荸荠种”较高,两者之间无显著差异,而“东魁”和“黑晶”之间也无显著差异。

表1 不同品种叶片的光合色素含量比较

Table 1 Comparing of leaf photosynthetic pigments content between different cultivars in M. rubra

品种

叶龄

叶绿素a

/mg·g-1

叶绿素b

/mg·g-1

叶绿素a/b

总叶绿素

/mg·g-1

类胡萝卜素/mg·g-1

东魁

1年生

1.40 a

0.57 ab

2.46 a

1.97 a

0.55 de

2年生

1.12 b

0.43 c

2.63 a

1.55 b

0.59 c

温岭大梅

1年生

1.18 b

0.49 bc

2.43 a

1.67 b

0.52 e

2年生

1.44 a

0.58 ab

2.47 a

2.02 a

0.67 b

黑晶

1年生

1.39 a

0.58 ab

2.42 a

1.97 a

0.55 e

2年生

1.22 b

0.50 abc

2.47 a

1.72 b

0.58 cd

荸荠种

1年生

1.44 a

0.60 a

2.38 a

2.04 a

0.73 a

2年生

1.47 a

0.59 ab

2.50 a

2.06 a

0.66 b

注:同一列内不同字母表示0.05水平邓肯氏新复极差检验显著。下同。

2.1.2 不同品种的光合特性

不同杨梅品种的1年生叶片Pn、Gs和Ci有着较大的差异(表2)。其中Pn以‘黑晶’最高,并显著高于其它3个品种,接下来依次是‘荸荠种’、‘东魁’和‘温岭大梅’,后三者之间无显著差异;Gs和Ci以‘黑晶’和‘荸荠种’较高,并显著高于‘东魁’和‘温岭大梅’;Tr和WUE 4个品种之间无显著差异。

与1年生叶片相比,杨梅2 年生叶片的光合特性表现为Pn、Gs、Tr和WUE较小,Ci较大,且均差异显著,这表明杨梅2 年生叶片的光合能力减弱。不同品种的2 年生叶片光合特性的差异与1 年生叶片基本一致。

表2 不同品种不同叶龄的光合特性比较

Table 2 Comparing of photosynthetic characteristics of different leaf age between different cultivars in M. rubra

品种

叶龄

Pn

/mmol·m-2·s-1

Gs

/mmol·m-2·s-1

Ci

/mmol·mol-1

Tr

/mmol·m-2·s-1

WUE

/mmol·mmol-1

东魁

1年生

10.69 b

0.057 bc

85.2 c

1.26 bc

8.48 a

2年生

3.62 e

0.027 d

176.1 ab

0.63 e

5.75 b

温岭大梅

1年生

8.92 bc

0.052 c

113.0 c

1.09 bcd

8.18 a

2年生

4.61 e

0.040 cd

206.2 a

0.85 de

5.42 b

黑晶

1年生

13.4 a

0.078 a

104.3 c

1.61 a

8.32 a

2年生

7.07 cd

0.057 bc

195.5 a

0.80 bc

8.84 b

荸荠种

1年生

10.89 b

0.071 ab

136.0 bc

1.42 ab

7.67 a

2年生

5.16 de

0.042 cd

196.8 a

0.94 cde

5.49 b

2.2 不同品种光合作用的光强响应

4个杨梅品种的光响应变化趋势基本一致(表3)。前期随着PAR的增加,Pn均相应升高。当PAR达到600 mmol·m-2·s-1时Pn达到最大值,而后呈下降趋势,当PAR达到1000 mmol·m-2·s-1后Pn略有上升。

表3 不同杨梅品种净光合速率(Pn)的光强响应

Table 3 Comparing of net photosynthetic rate of different cultivars responding to different photosynthetically active radiation (PAR)

PAR

/mmol·m-2·s-1

荸荠种

/mmol·m-2·s-1

东魁

/mmol·m-2·s-1

黑晶

/mmol·m-2·s-1

温岭大梅

/mmol·m-2·s-1

0

-0.827

-2.36

-0.827

-0.827

100

3.07

-0.178

3.07

3.07

200

6.02

2.34

5.84

4.65

300

7.22

2.63

6.36

5.94

400

7.92

2.35

6.87

7.48

600

8.06

2.87

7.54

8.47

800

7.21

2.2

6.35

7.35

1000

7.58

2.76

6.38

8.47

2.3 不同品种光合特性的日变化

不同杨梅品种的Pn、Gs和Tr日变化均呈单峰曲线式变化(图1)。‘黑晶’杨梅Pn的峰值出现在12时,其它3个品种的峰值出现在10时;Gs和Tr的峰值‘荸荠种’出现在10时,其它3个品种均出现在12时;WUE各品种均以12时最低。

 

图1 杨梅光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率的日变化

Fig.1 Day dynamics of photosynthetic rate, transpiration rate, stomatal conductance, water utilization efficiency in M. rubra

3讨 论

根据植物对光照和光质的适应,可以把植物分为阳地植物、阴地植物和耐阴植物[4]。由于Chlb在蓝紫光部分的吸收带较宽,阴地植物往往具有较多的Chlb含量,即低Chla/b 值,使它能在较低的光照强度下充分地吸收光线;反之,阳地植物Chla/b 值较高,一般为3:1[8]。而试验中4个杨梅品种的Chla/b值在2.38~2.63范围内,明显低于阳地植物,加上其Pn在PFD达到600 mmol·m-2·s-1时就达到最大值,远低于梨[9]、桃[10]、苹果[11]等果树。因此,可以认为杨梅具有较强的光能利用效率和耐阴性,这与生产上一般将杨梅种植于北坡的特点是相对应的。

温岭市4个主栽杨梅品种在Pn、Gs、Tr之间有较明显的差异。其中‘黑晶’和‘荸荠种’2个品种具有较高的Pn、Gs和Tr,理论上表示这2个品种的光合结构和功能状况较好,应该具有较高的生产潜力。从各品种的实际生产情况看,‘黑晶’杨梅生长势中庸,丰产稳产性能俱佳,与其光合能力强的特性相吻合。而‘温岭大梅’虽然Pn较低,但生长势强,同样表现出良好的丰产性能(易大小年结果),这说明杨梅叶片的光合速率与产量品质的相关性还涉及到其他一些因素。试验中具有较高的Pn、Gs和Tr的2个品种均为乌梅类品种,而‘东魁’和‘温岭大梅’则均为红梅类品种,是否可以说明乌梅类杨梅的光合能力强于红梅类杨梅品种,这还有待于进一步研究。

2 年生叶片的Pn、Gs、Tr和WUE均显著低于当年新梢上着生的叶片。相对于已停止发育而处于维持生长的2 年生叶片来说,1年生叶片的光合构件对光响应的可塑性较大,叶绿素和蛋白质的合成活跃,光合磷酸化速率和RuBP羧化酶活性较高,线粒体呼吸强度较低,因而具有较高的光合能力[12]。而当年新梢发生量又与树体负载量密切相关,负载量过大则新梢发生量少。从而导致负载量大的树体一方面因果实发育需要大量的光合产物,另一方面又因缺乏新梢导致树体整体光合能力弱,最终造成果实发育不良,果型小,质量差,大小年严重的现象,甚至叶片发黄脱落,树势严重衰弱。因此,及时疏果,确定适宜的负载量是杨梅生产中一项重要的技术措施。从而保证当年新梢的萌发,维持树体整体的光合能力,达到优质丰产稳产的生产目的。

 

参考文献:

[1] 孙  钧. 浙江省杨梅产业现状与发展对策 [J]. 浙江柑橘, 2005, 22 (4): 34 - 36.

[2] 王  涛, 谢小波, 戚行江, 等. 乌梅类杨梅大果型新品种“黑晶”的选育 [J]. 中国南方果树, 2008, 37 (1): 29 - 30.

[3] 王  涛, 戚行江, 陈国平, 等. 温岭市杨梅种质资源调查及开发利用 [J]. 浙江农业科学, 2008 (4): 412 - 414.

[4] 唐金刚, 乙  引. 矮杨梅的光合特征 [J]. 贵州师范大学学报 (自然科学版), 2003, 21 (3): 89 - 92.

[5] 阮勇凌, 吴立敏. 枇杷和杨梅冬季光合特征的研究 [J]. 园艺学报, 1991, 18 (4): 309 - 312.

[6] 刘  辉, 郭延平, 胡美君. 杨梅光合作用的低温光抑制 [J]. 热带亚热带植物学报, 2005, 13 (4): 338 - 342.

[7] 朱广廉, 钟海文, 张爱琴编. 植物生理学实验. 北京: 北京大学出版社, 1990. 51 - 52.

[8] 葛培根. 光合作用 [M]. 合肥: 安徽教育出版社, 1991: 349.

[9] 林敏娟, 王振磊. 库尔勒香梨和新梨七号光合特性的研究 [J]. 华北农学报, 2007, 22(增刊): 44 – 47.

[10] 朱运钦, 王志强, 李靖. 不同生长型桃光合作用特性研究 [J]. 园艺学报, 2007, 24(6): 737 – 741.

[11] 马慧丽, 吕德国, 秦嗣军, 等. 盆栽寒富苹果光合特性的研究 [J]. 河南农业科学, 2007(6): 104 – 106.

[12] 霍宏, 王传宽. 冠层部位和叶龄对红松光合蒸腾特性的影响 [J]. 应用生态学报, 2007, 18(6): 1181 – 1186.

 

2009年2月15日投《浙江农业学报》,发表于2009年第4期

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