牡丹江地區蘋果不同品種光合特性的研究

劉暢，卜海東，馮章麗，顧廣軍，高紅娜，張武杰，林存學，邢星，王蕊，于文全*

(1.黑龍江省農業科學院牡丹江科分院，黑龍江省果樹工程技術研究中心，黑龍江寒地果樹育種與栽培重點研究室，黑龍江省寒地果樹研究開發與生產中試基地，黑龍江牡丹江157041；2.黑龍江省農業科學院黑龍江省現代農業示范區管理中心，哈爾濱 150059)

牡丹江地區蘋果不同品種光合特性的研究

劉暢1，卜海東1，馮章麗1，顧廣軍1，高紅娜1，張武杰1，林存學1，邢星1，王蕊2，于文全1*

(1.黑龍江省農業科學院牡丹江科分院，黑龍江省果樹工程技術研究中心，黑龍江寒地果樹育種與栽培重點研究室，黑龍江省寒地果樹研究開發與生產中試基地，黑龍江牡丹江157041；2.黑龍江省農業科學院黑龍江省現代農業示范區管理中心，哈爾濱 150059)

用 TPS-2便攜式光合作用測定系統測定了5種不同蘋果品種的光合速率和光合作用日變化規律，結果表明，不同蘋果品種的凈光合速率(Pn)差異顯著，齊早紅顯著高于龍冠和K9，黃太平和龍豐的Pn居中。不同蘋果品種的Gs變化曲線有明顯差異，Tr日變化曲線呈單峰型，不同蘋果品種葉片凈光合速率Pn日變化曲線呈不同趨勢，主要有單峰型和不對稱雙峰型兩種類型。黃太平的Pn曲線呈單峰型，峰值出現在13時。齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線呈不對稱雙峰型，2個峰值分別出現在11時和15時，有“ 光合午休”現象。

寒地；小蘋果；光合特性

蘋果是落葉果樹中最主要的樹種，是世界四大水果之一，也是我國發展最快、影響最大的一個樹種[1]。世界上蘋果屬植物主要存在35種，其中國原產有24種[2-3]。豐富的蘋果種質資源是生產上直接利用、種質資源選育、種質創新和生物技術研究的物質基礎[4]。光合作用是蘋果樹體生長與果實產量構成的基礎[5]，因此，在蘋果種質資源和蘋果砧木的篩選中光合特性的研究十分重要[6-7]。近年來，國內針對不同環境條件、不同營養元素以及不同栽培方式對蘋果光合作用的影響做了大量研究[8-10]，主要集中在大蘋果，對黑龍江寒地小蘋果相關研究很少。本試驗測定了5個寒地小蘋果品種與光合作用相關的指標，分析評價了指標間的相關性及種質資源間光合作用能力的大小，為寒地蘋果品種生產的選擇利用及育種工作提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗地自然條件概況

試驗地為黑龍江省級農業示范區，國家蘋果產業技術體系標準示范園。位于黑龍江省牡丹江市溫春鎮牡丹江畔，三面環山，是典型的的盆地，129°50' E，44°41' N，海拔245m。試驗材料為齊早紅、黃太平、龍豐、龍冠、K9五個6年生植株。

試驗儀器為英國PP Systems公司出的TPS-2便攜式光合儀。

1.2 試驗方法

1.2.1 光合特性比較測定。于2014年7月～2016年7月(晴天)進行。在樹冠外圍選取東、西、南、北4個方向50～100cm的枝條，用TPS-2便攜式光合測定系統測定上述5個蘋果品種的光合作用。品種間凈光合速率(Pn) 比較測定在10～11 時進行，每個品種5次重復。同時采用開放式氣路，凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr) 、氣孔導度(Gs)、細胞間隙 CO2含量( Ci)參數由TPS-2儀器直接測得。

1.2.2 光合作用日變化測定。2016年7月7日( 晴天) 用TPS-2測定不同蘋果品種的光合作用日變化，從7時至17時，平均每隔2h測定1次，同時采用開放式氣路，全部在自然條件下進行，每次測定3次重復。

試驗數據用Excel2013初步整理，統計分析由SPSS22.0完成。

2 結果與分析

2.1 不同蘋果品種間光合特性比較

通過表1可以看出，蘋果不同品種之間的凈光合速率(Pn)有顯著差異，齊早紅顯著高于龍冠和K9，黃太平和龍豐的Pn居中。龍冠的蒸騰速率(Tr)顯著高于黃太平，齊早紅，K9和龍豐的Tr居中。龍冠，K9和龍豐的氣孔導度(Gs)顯著高于齊早紅和黃太平。龍冠的細胞間隙CO2含量 (Ci)顯著高于齊早紅，K9，龍豐和黃太平的Ci居中。

表1 不同蘋果品種光合特性比較

2.2 不同蘋果品種光合作用日變化

2.2.1 不同蘋果品種間葉片氣孔導度(Gs)日變化。通過圖1可以看出，不同蘋果品種的Gs變化曲線有明顯差異，龍冠和黃太平Gs曲線為雙峰型， 2 個峰均分別出現在 11 時和 15 時。K9、龍豐和齊早紅的Gs曲線為單峰型。

圖1 不同蘋果品種葉片氣孔導度(Gs)日變化

2.2.2 不同蘋果品種間葉片蒸騰速率(Tr)日變化。由圖2可以看出，蘋果不同品種葉片Tr日曲線變化趨勢呈單峰型，上午Tr逐漸呈上升趨勢，下午Tr逐漸呈下降趨勢，峰值出現在上午11時。

圖2 不同蘋果品種葉片蒸騰速率(Tr)日變化

2.2.3 不同蘋果品種間葉片凈光合速率(Pn)日變化。通過圖3可以看出，不同蘋果品種葉片Pn日變化曲線趨勢不同，主要呈單峰型和不對稱雙峰型兩個類型。黃太平的Pn曲線呈單峰型，峰值出現在13時。齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線變化趨勢為不對稱雙峰型，2個峰值分別出現在11時和15時且第一個峰值略高于第二個峰值。

圖3 不同蘋果品種葉片光合速率(Pn)日變化

2.2.4 不同蘋果品種間葉片細胞間隙CO2濃度(Ci)日變化。通過圖4可以看出，不同蘋果品種葉片Ci日變化曲線類型呈現2種類型，分別是單谷型和雙谷型。齊早紅和龍冠的Ci曲線呈單谷型，上午7時后Ci 隨著 Pn 的增加不斷下降，在11時達最低，11 時之后開始緩慢回升。黃太平，龍豐和K9的Ci曲線變化趨勢為雙谷型， 11時和15時曲線出現2個低谷，13時Ci出現一個上升的曲線。

圖4 不同蘋果品種葉片細胞間隙CO2濃度(Ci)日變化

2.2.5 不同蘋果品種間葉片溫度(℃)日變化

圖5 不同蘋果品種葉片溫度(℃)日變化

通過圖5可以看出， 不同蘋果品種葉片溫度℃日變化呈單峰型曲線，最高溫度出現在13時，12時與最高溫度相差不大。

3 討論

3.1 不同蘋果品種光合特性比較

目前對蘋果光合作用的研究主要集中在大蘋果品種或品種間的差異，很少對東北寒地小蘋果進行比較，本研究在齊早紅、黃太平、龍豐、龍冠與K9這5個東北主栽品種，來比較不同蘋果品種間光合作用的差異。從試驗結果可以看出，適合當地栽培的蘋果品種齊早紅及黃太平與龍豐的Pn較高，而K9的Pn值在幾個品種當中最低。K9的Tr和Ci也在測定的幾個品種中不高，因為K9是遼寧果樹所的品種。由此可以推論，蘋果品種的光合作用能力與適應性之間可能存在一定的聯系，即當地培育栽培的品種光合能力較強。本試驗地點在牡丹江畔，是蘋果樹栽培的適宜區，可能與其它地區的栽植得出的結果會有所不同。

3.2 不同蘋果品種光合作用日變化

本試驗結果表明，蘋果不同品種的 Pn 日變化曲線主要呈單峰型和不對稱雙峰型 2 種趨勢，黃太平的Pn曲線呈單峰型，齊早紅，龍豐，龍冠和K9的Pn曲線呈不對稱雙峰型存在明顯的午休現象，第一個峰值高于第二個峰值。上午蘋果葉片的 Pn 呈上升趨勢，而 Ci 呈下降趨勢，說明此時的光合抑制因素主要為氣孔性限制，在13時出現“ 光合午休”現象。5個品種的氣孔導度的日變化曲線與光合速率的日變化趨勢有正相關關系。

[1]束懷瑞．蘋果學[M].北京：中國農業出版社，1999：1-2．

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[5]何科佳，李健權，楊玉，等．夏季高溫下獼猴桃不同節位葉片光合作用研究[J]．湖南農業科學，2012(21)：114-116．

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[10]?？×?，解思敏．果園生草對蘋果樹光合特性影響的研究[J]．山西農業大學學報，2000，20(4)：353-355．

2017-02-13

現代農業產業技術體系建設專項資金(CARS-28)

劉暢(1984-)，男，碩士，助理研究員，從事寒地果樹遺傳育種與種質資源研究工作,E-mail：changchang_3000@163.com；*通訊作者:于文全。

S661.1

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.03.006