降塵對蘋果葉片光合作用及營養特性的影響

莫治新 王家強 柳維揚 王冀萍

摘要：以塔里木盆地為研究區，利用多重比較方法分析降塵對蘋果（Malus domestica Borkh.）葉片的光合作用及營養特性的影響。結果表明，降塵使蘋果葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）均下降。受降塵影響后，元帥（M. domestica cv. Delicious）和富士（M. domestica cv. Fuji）蘋果葉片中的氮素含量增加、鉀素含量減少；而金冠（M. domestica cv. Goldcn Delicious）蘋果葉片的氮素含量下降、鉀素含量增加；不同品種的蘋果葉片磷素含量受降塵影響后呈現不同的變化。

關鍵詞：蘋果（Malus domestica Borkh.）；葉片；降塵；光合作用特性；營養特性

中圖分類號：S661.1；X513；Q945.11 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）10-2412-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.028

大氣降塵是指空氣顆粒物中粒徑大于10 μm、并由于自身重力作用而沉降下來的顆粒物質。大氣降塵不同于沙塵暴，它是大氣粉塵在氣象條件下，由于風力的搬運、依靠自身重力自然沉降到地面的沉積物，是地球表層地殼-大氣系統物質交換的一種形式[1]。塔里木盆地由于地處歐亞大陸腹地，降水稀少，蒸發強烈，植被稀疏，地貌以荒漠為主，綠洲面積很小；下墊面中央主體部分又為塔克拉瑪干大沙漠，且沙漠面積有33.76萬km2，在世界上4個沙塵源區中屬中亞區的一部分，所以是世界范圍內浮塵天氣最集中的地區之一[2]。由于塔里木盆地頻繁的沙塵天氣及干燥的地表環境，使得降塵極為嚴重，而降塵給許多農作物的生長帶來了不良影響，探討解決這一問題的途徑已經是干旱地區農業發展的當務之急。目前，國內外學者關于降塵對植物影響的研究主要集中在農作物、蔬菜、天然植被的光合速率、蒸騰速率及葉綠素含量等方面[2-8]。而在蘋果（Malus domestica Borkh.）等果樹種類上還不多見。為此，試驗選擇塔里木盆地為研究區，通過分析降塵對不同蘋果品種葉片的光合作用參數及營養特性的影響，試圖揭示降塵對蘋果葉片生長發育的影響規律，從而為塔里木盆地果樹種植的合理施肥和防塵管理提供科學指導。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

研究區在塔里木大學植物科學學院教學實驗基地內，分別選擇元帥（M. domestica cv. Delicious）、富士（M. domestica cv. Fuji）、金冠（M. domestica cv. Goldcn Delicious）3個蘋果品種為研究對象，在同一品種蘋果園中選擇自然狀態下出現降塵影響（視為降塵處理）的樣樹3株和沒有降塵影響（每周人工用純水沖洗葉片，視為非降塵處理）的樣樹3株；在每株樣樹上選擇3個不同的樹高段（1.5、2.5、3.5 m），在同一高度段內選擇不同的部位（內部、中部、外部），在同一部位上選擇東、南、西、北4個方位定點掛牌，然后分別在蘋果的新梢生長期、幼果期、果實膨大期和果實成熟期于定點部位測定葉片的光合作用參數，并采集葉片帶回植物科學學院綜合實驗室測定氮、磷、鉀的含量。

1.2 測定方法

利用LI-6400型便攜式光合作用測量系統（美國LI-COR公司）在田間分別測定3個蘋果品種葉片的凈光合速率[Net photosynthetic rate，Pn；μmol/（m2·s）]、蒸騰速率[Transpiration rate，Tr；mmol/（m2·s）]、氣孔導度[Stomatal conductance，Gs；mmol/（m2·s）]、胞間CO2濃度（Intercellular CO2 concentration，Ci；μmol/mol）；每個掛牌點的每一參數測定都重復9次，取均值。在實驗室內測定葉片的營養三要素含量，全氮采用半微量凱氏定氮法測定，全磷采用釩鉬黃比色法測定，全鉀采用火焰光度法測定。

1.3 數據處理

試驗所得數據采用Microsft Office Excel 2007程序進行整理；應用DPS 7.0統計軟件對所得試驗數據進行多重比較分析，統計數據表述為“平均值±標準誤”。

2 結果與分析

2.1 降塵對不同蘋果品種葉片光合作用特性的影響

試驗在田間測定的降塵對3個蘋果品種葉片光合作用參數的影響情況見表1。從表1可見，元帥、金冠和富士蘋果的非降塵處理的葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）都高于降塵處理的葉片凈光合速率、氣孔導度，其中金冠和富士蘋果的非降塵處理葉片凈光合速率、氣孔導度顯著高于降塵處理的葉片凈光合速率、氣孔導度（P<0.05），而元帥蘋果的非降塵處理葉片凈光合速率、氣孔導度與降塵處理的葉片凈光合速率、氣孔導度之間差異不顯著（P>0.05）。3個蘋果品種的非降塵處理的葉片蒸騰速率（Tr）都高于降塵處理的葉片蒸騰速率，不過各個品種的非降塵處理與降塵處理的葉片蒸騰速率之間差異不顯著（P>0.05）。3個蘋果品種的非降塵處理的胞間CO2濃度（Ci）都高于降塵處理的胞間CO2濃度，并且非降塵處理的胞間CO2濃度顯著高于降塵處理的胞間CO2濃度（P<0.05）。

2.2 降塵對不同蘋果品種各生育期葉片氮素含量的影響

試驗測定的降塵對3個蘋果品種各生育期葉片氮素含量的影響情況見圖1。由圖1可見，從新梢生長期→幼果期→果實膨大期→果實成熟期，金冠、元帥及富士蘋果葉片中的氮素含量在2個處理條件下均呈遞減趨勢，這是因為氮素在作物體內的移動性較快造成的，隨著生育期的發展氮素逐漸向生殖器官轉移，所以葉片中的氮素逐漸下降。其中元帥蘋果的葉片氮素含量在各個生育期里，降塵處理的均高于非降塵處理的，但是2個處理間差異不顯著（P>0.05）；金冠蘋果的葉片氮素含量在各個生育期里，非降塵處理的均高于降塵處理的，但是只有在新梢生長期，2個處理之間的差異才達到顯著水平（P<0.05）；富士蘋果的葉片氮素含量在各個生育期里，降塵處理的均顯著高于非降塵處理的（P<0.05），說明不同的蘋果品種對降塵的響應是有差異的。

2.3 降塵對不同蘋果品種各生育期葉片磷素含量的影響

試驗測定的降塵對3個蘋果品種各生育期葉片磷素含量的影響情況見表2。由表2可見，元帥在新梢生長期和幼果期，非降塵處理的葉片磷素含量高于降塵處理的葉片，而在果實膨大期和果實成熟期，則是降塵處理的葉片磷素含量高于非降塵處理的葉片，但在4個生育期里2處理之間的差異都不顯著（P>0.05）；而金冠在各個生育期里都是降塵處理的葉片磷素含量顯著高于非降塵處理的葉片（P<0.05）。對于富士來說，在新梢生長期、幼果期和果實膨大期，非降塵處理的葉片磷素含量高于降塵處理的葉片，但在果實成熟期，降塵處理的葉片磷素含量高于非降塵處理的葉片，不過在4個生育期里2個處理之間的差異都不顯著（P>0.05）。

2.4 降塵對不同蘋果品種各生育期葉片鉀素含量的影響

試驗測定的降塵對3個蘋果品種各生育期葉片鉀素含量的影響情況見圖2。由圖2可見，元帥在各個生育期里都是非降塵處理的葉片鉀素含量高于降塵處理的葉片，但在4個生育期里2個處理之間的差異均不顯著（P>0.05）；而金冠在4個生育期里則是降塵處理的葉片鉀素含量均高于非降塵處理的葉片，其中在新梢生長期、幼果期和果實膨大期里2個處理之間的差異均不顯著（P>0.05），只在果實成熟期里2個處理之間的差異性才達到顯著水平（P<0.05）；富士的情況與元帥類似，在各個生育期里都是非降塵處理的葉片鉀素含量高于降塵處理的葉片，其中在新梢生長期、幼果期和果實成熟期里2個處理之間的差異均不顯著（P>0.05），只在果實膨大期，2個處理之間的差異才達到顯著水平（P<0.05）。

3 小結

試驗結果表明，元帥、金冠和富士3個蘋果品種的葉片在非降塵處理下整個生長期的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度均高于降塵處理的葉片，這與國內學者的研究結果相一致[8，9]。由此說明，降塵覆蓋蘋果葉片后會使其光合能力減弱。

降塵對元帥、金冠和富士3個蘋果品種的整個生長期葉片氮素含量影響不同，其中元帥和富士的葉片在降塵處理后整個生長期的氮素含量均增加，金冠蘋果葉片在非降塵處理后整個生長期的氮素含量下降。

元帥、金冠和富士3個蘋果品種的葉片磷素含量在降塵處理后整個生長期里呈現不同的表現，其中降塵處理能顯著增加金冠蘋果葉片的磷素含量；元帥蘋果葉片在新梢生長期和幼果期，降塵處理會降低葉片中磷素的含量，而在果實膨大期和果實成熟期，降塵處理的葉片磷素含量會增加；富士蘋果在新梢生長期、幼果期和果實膨大期，降塵處理會降低葉片中磷素的含量，而在果實成熟期降塵處理葉片中的磷素含量會增加。

降塵對元帥、金冠和富士3個蘋果品種的整個生長期葉片鉀素含量影響不同，其中元帥和富士的葉片在降塵處理后整個生長期的鉀素含量均降低，而金冠蘋果在降塵處理后會增加其葉片中的鉀素含量。

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