塑料大棚中杏梅的光合特性研究

塑料大棚中杏梅的光合特性研究

杏梅是薔薇科植物，果實是橙色的，果皮厚而硬，杏和李的味道。它不僅是一個極好的食品產(chǎn)品，而且在食品加工方面具有很大的潛力。它適用于水果罐、杏梅罐等。光合作用是植物生長發(fā)育的基礎(chǔ),也是果樹產(chǎn)量和品質(zhì)構(gòu)成的決定性因素。同時,果樹的光合作用又受樹體內(nèi)外多種因素的影響,是一個對環(huán)境條件變化十分敏感的生理過程,深入研究設(shè)施栽培對杏梅光合作用的影響,探討設(shè)施條件下杏梅光合作用的特點與規(guī)律,找出影響產(chǎn)量和品質(zhì)形成的限制因子,將有助于建立優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的栽培模式。目前,有關(guān)大田杏梅光合特性前人已做了研究,但設(shè)施內(nèi)杏梅光合特性的研究未見報道。試驗采用TPS便攜式光合測定儀,在設(shè)施條件下,對杏梅的光合作用的生理指標(biāo)進(jìn)行了測定,以期為設(shè)施杏梅的高產(chǎn)、高效栽培提供科學(xué)的理論依據(jù)。1材料方法1.1試驗材料該試驗于2007年在山東農(nóng)業(yè)大學(xué)原科技學(xué)院實驗基地春暖式大棚內(nèi)進(jìn)行。試材為6a生杏梅樹,生長發(fā)育正常且無病蟲害。1.2光合及氣孔導(dǎo)度的測定采用英國PPSystems科學(xué)儀器公司生產(chǎn)的TPS-1型便攜式光合作用測定系統(tǒng),測定杏梅植株的凈光合速率,每株取2個樹冠南側(cè)的生長中庸、發(fā)育正常、無病蟲害的新梢,每個新梢均選取頂部第4～6片充分展開的成熟葉片。2007年5月6日晴天測定,從7:00時到19:00時,每隔2h測1次光合速率。光合有效輻射(PAR,μmol·m-2·s-1),葉溫(T1,℃),氣溫(Ta,℃),細(xì)胞間隙Co2濃度(Ci,μmol·L-1),氣孔導(dǎo)度(Gs,H2Ommol·m-2·s-1),蒸騰速率(Tr,mol·m-2·s-1)均由光合作用測定系統(tǒng)同時獲得。單株小區(qū),3次重復(fù)。2結(jié)果2.1:24日起算點實際圖1顯示,設(shè)施杏梅在晴天下,凈光合速率日變化呈典型的雙峰曲線,有明顯的”午休”現(xiàn)象,第一次高峰出現(xiàn)在9:00時,Pn為5.42CO2μmol·m-2·s-1,9:00時到12:00時下降,并在12:00時達(dá)到最低點Pn為2.14CO2μmol·m-2·s-1,12:00時到14:00時上升,在14:00時出現(xiàn)第二個高峰,Pn為3.27CO2μmol·m-2·s-1,以后光合速率呈下降趨勢,并明顯低于上午。2.2溫度日變化曲線從圖2可以看出,光合有效輻射日變化為單峰曲線,最高峰出現(xiàn)在11:00時,其值為700.67μmol·m-1·s-1;溫度日變化曲線也呈單峰曲線,從7:00時開始溫度逐漸升高,最高點出現(xiàn)在13:00時,為33.9℃,隨后逐漸下降。圖3顯示,環(huán)境CO2濃度日變化不明顯,從8:00時到12:00時處于下降趨勢,在12:00時達(dá)到最低值,為399.6μmol·mol-1,以后有所回升。2.3胞間co濃度的日變化圖4為氣孔導(dǎo)度日變化曲線,呈雙峰曲線,與凈光合日變化呈明顯正相關(guān)關(guān)系,8:00時到9:00時,Gs逐漸增大,并在9:00時達(dá)到第一個高峰,其值為75.17H2Ommol·m-2·s-1,之后一直處于下降階段,在12:00時達(dá)到最低值,為27H2Ommol·m-2·s-1,其后上升,在14:00時達(dá)到第二個小高峰,其值為36.2H2Ommol·m-2·s-1,之后一直下降。圖5顯示了胞間CO2濃度的日變化情況,8:00～11:00時處于下降趨勢,在11:00時達(dá)到低谷,之后上升,并在14:00時達(dá)到了較高水平,為253μmol·mol-1,之后有所下降,在15:00時處于第二個小低谷,此后一直上升。通過圖4、5可發(fā)現(xiàn),Gs日變化與胞間CO2濃度日變化基本呈相反關(guān)系。3設(shè)施杏梅葉片光合速率cod的變化試驗結(jié)果表明,設(shè)施杏梅的凈光合速率日變化呈典型的雙峰曲線,并有明顯的“午休“現(xiàn)象。研究認(rèn)為,“光合午休”現(xiàn)象是光合有效輻射、溫度、空氣相對濕度、環(huán)境CO2濃度等多個因素對氣孔導(dǎo)度綜合作用的結(jié)果。由于中午前后光照強(qiáng)度和溫度達(dá)一天中的峰值,高溫強(qiáng)光使杏梅的光合作用產(chǎn)生強(qiáng)烈的光抑制,葉片蒸騰失水加劇,氣孔導(dǎo)度下降甚至關(guān)閉,同時,12:00時左右棚內(nèi)CO2濃度相對較低,加之高溫低濕降低了碳同化過程中一系列酶的活性,因此光合作用減弱。而15:00時以后Pn劇降主要是棚內(nèi)光照強(qiáng)度迅速減弱所致。另有研究表明,隨著光強(qiáng)的減弱,Pn和氣孔導(dǎo)度降低,而胞間CO2濃度卻呈“S”型緩慢上升趨勢,說明弱光下Pn的降低是Rubisco羧化活性降低的非氣孔因素所致。試驗還表明,設(shè)施杏梅葉片的氣孔導(dǎo)度與凈光合速率日變化呈同步變化趨勢,同樣具有雙峰和“午休“現(xiàn)象。這是溫度、光照等因素通過改變設(shè)施杏梅葉片的氣孔導(dǎo)度從而影響其凈光合速率的結(jié)果,光照強(qiáng),溫度高,空氣濕度低,氣孔關(guān)閉,CO2難以進(jìn)入,光合速率降低;反之,光照弱,溫度低,空氣相對濕度大,氣孔張開,CO2進(jìn)入量增多,光合速率升高。在設(shè)施條件下,光照強(qiáng)度和環(huán)境CO2濃度是影響杏梅光合作用的重要生態(tài)因子。CO2不僅作為光合作用的原料影響作物的光合速率,同時也是Rubisco的活化劑,影響該酶的活性,然而植物光合作用的最適CO2體積濃度約為0.1%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過大氣中的正常含量0.03%,因此在光照充足時,植物經(jīng)常處于“饑餓”狀態(tài)。尤其是中午前后,光合強(qiáng)度較高時,株間CO2濃度更低,所以要滿足作物對CO2的需要,空氣必須流動。4調(diào)節(jié)光照,克服光合“休閑難。”有鑒于此,視大氣情況,適時通風(fēng)以調(diào)節(jié)溫室內(nèi)CO2的濃度,盡量使用透明度高的棚膜,以增加棚內(nèi)光照強(qiáng)度;中午前后