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對(duì)幾種盆栽櫻桃植株光合代謝差異的研究
盆栽果樹(shù)受容器限制,根系的分布及其所處的土壤條件與田問(wèn)植株有很大的差異。大部分盆栽果樹(shù)栽植當(dāng)年部分植株可分化花芽,翌年即可開(kāi)花結(jié)果,而田問(wèn)植株一般需2-3年才能形成花芽,表明盆栽更有利于植株向生殖發(fā)育方向轉(zhuǎn)變。但不同栽植方式下植株的光合代謝是否有差異,這些差異對(duì)環(huán)境的響應(yīng)是否相同,尚缺乏深入研究。作者對(duì)田問(wèn)和盆栽櫻桃植株的光合特性及其對(duì)環(huán)境響應(yīng)進(jìn)行比較研究,旨在為其栽培管理提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
供試材料為-本溪山櫻(CerasussachalinensasIran.)和-大青葉’(C.pseudocerasusG.Don-Daqingye'),苗木于2004年5月初分別栽植于沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)試驗(yàn)基地田問(wèn)及素?zé)?盆高20cm,盆口內(nèi)徑25cm,盆底內(nèi)徑20cm)中,冬季保護(hù)越冬。
2005年8月下旬,每處理選生長(zhǎng)勢(shì)一致試材3株,從中選出5個(gè)光照良好的頂部新梢,每新梢選1片中部功能葉進(jìn)行光合參數(shù)指標(biāo)測(cè)定,2005年8月26日進(jìn)行光合日變化的測(cè)定,6:30-17:30每隔1h使用植株粉碎機(jī)對(duì)盆栽櫻桃植株進(jìn)行粉碎,測(cè)定1次,5次重復(fù)。
2 結(jié)果與分析
2.1田間與盆栽櫻桃植株光合特性的差異
由表1可看出,田問(wèn)栽培的本溪山櫻及大青葉的Pn均顯著高于其盆栽植株,分別是盆栽植株的,(2跳2.40倍和1.45倍。葉綠素含量也表現(xiàn)出與Pn相似的規(guī)律(2005年6月初測(cè)定本溪山櫻及大青葉的葉綠素含量分別為同作者前期2006)研究結(jié)果相比(3.24士0.18)、EVI),田問(wèn)本溪山櫻葉綠素含量沒(méi)有明顯的變化,田問(wèn)大青葉則下降了249010.22)mg"g-而兩種盆栽植株葉綠素含量均下降明顯,表明盆栽櫻桃生長(zhǎng)后期葉綠素降解較早,這可能是導(dǎo)致盆栽植株光合能力下降的原因之一。從氣孔限制值(Ls)上看,兩種田問(wèn)櫻桃問(wèn)無(wú)明顯差異,但均顯著大于其相應(yīng)的盆栽植株,化效率說(shuō)明盆栽植株P(guān)n下降不是氣孔限制而是葉肉的光合能力差異造成的,因?yàn)樘飭?wèn)栽培植株的梭(CE),RuBP最大再生速率和表觀量了效率(AQY)均顯著高于盆栽植株。
2.2田間和盆栽櫻桃植株光合作用對(duì)CO2和光強(qiáng)的響應(yīng)
在3501amo1"moI-以下低COZ濃度范圍內(nèi),田問(wèn)植株的Pn隨COZ濃度升高而上升的幅度顯著高于盆栽植株(圖1,A,B)oHi問(wèn)本溪山櫻、盆栽本溪山櫻、Hi問(wèn)大青葉及盆栽大青葉的COZ補(bǔ)償點(diǎn)(CCP)分別是(89士6),X116士7),X72士6)及(89士6)lamol"moI-,飽和COZ(SC)分別是(2252士46),2886士74),(2292篤9)及(2801此6)lamol"moI-。
可見(jiàn)田問(wèn)植株CCP較其盆栽植株低,表明田問(wèn)植株對(duì)低濃度COz的利用效率高于盆栽植株;盆栽植株SC均較其相應(yīng)田問(wèn)植株表明盆栽植株可利用更高濃度的COZ。從整體上看田問(wèn)植株的Pn對(duì)COZ響應(yīng)值明顯高于盆栽植當(dāng)COz濃度在1200lamo1"moI-以上時(shí),盆栽大青葉的Pn對(duì)COz濃度響應(yīng)趨于平緩。
2.3田間和盆栽櫻桃光合作用的日變化
從圖ZA中看出,一天中除早、晚外,田問(wèn)植株的Pn顯著大于盆栽植株。在早晨,隨著光強(qiáng)和溫度的逐漸增強(qiáng),田問(wèn)櫻桃的Pn上升幅度明顯快于盆栽櫻桃。下'I幾1-30左右田問(wèn)櫻桃的Pn出現(xiàn)第2次高峰,但盆栽植株的Pn于上,i幾9.30以后便持續(xù)下降。經(jīng)計(jì)算,田問(wèn)本溪山櫻、盆栽本溪山櫻、Hi問(wèn)大青葉及盆栽大青葉的日累計(jì)光合產(chǎn)物(同化COZ總量)分別為459.2n263.-393.9及284.7mmo1"m,由此可見(jiàn),田問(wèn)櫻桃的光合能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出盆栽植株。
從圖ZB中看出,田問(wèn)櫻桃的蒸騰速率(Tr)一天中基本呈低一高書(shū)氏的變化趨勢(shì),而盆栽植株變化相對(duì)較小,且較田問(wèn)植株低。早晨830前田問(wèn)和盆栽櫻桃的氣孔導(dǎo)度(Gs)均迅速下降,而后基本維持在一定水平,整體上Hi問(wèn)植株高于盆栽植株(圖Z)。盆栽櫻桃的胞問(wèn)COZ濃度(Ci-除在中午1230時(shí)低于Hi問(wèn)植株外,其余各時(shí)問(wèn)均高于Hi問(wèn)植株(圖Z)。盆栽櫻桃的Gs雖較Hi問(wèn)植株低但并未造成Ci的下降。Farquhar和Sharkey(1982)認(rèn)為,只有當(dāng)Gs和Ci同時(shí)下降時(shí)才能確定Pn的下降是氣孔限制造成的,根據(jù)光合作用限制的這一判據(jù)可以斷定,一天中除1230左右外,盆栽櫻桃Pn比田問(wèn)植株低的原因主要是由葉肉光合能力差異造成的,而不是由于GS較低造成的。
3 討論
田問(wèn)植株葉肉光合能力顯著高于盆栽植株,這一點(diǎn)可以從Pn-Ci響應(yīng)曲線中看出,在相同的Ci條件下,Hi問(wèn)植株的Pn顯著高于盆栽植株,因此Hi問(wèn)植株對(duì)COZ的需求量就顯著高于盆栽植株,即使在Gs高于盆栽植株的條件下,田問(wèn)植株通過(guò)氣孔向細(xì)胞問(wèn)隙供應(yīng)COZ的速率仍然滿足不了葉肉光合機(jī)構(gòu)對(duì)COZ的需求,因而表現(xiàn)出C訂氏于盆栽植株。
許多研究表明,水分脅迫能引起葉片Gs和Pn下降,雖然盆栽植株土壤供水能力有限(所用試材每日傍晚澆透水,晴熱天氣的下廠-幾處于一種短期水分脅迫中),但我們認(rèn)為導(dǎo)致其光合下降的原因不僅僅是土壤水分供應(yīng)不足,因?yàn)樵谏衔?30左右盆栽植株并不缺水,而其Pn卻明顯低于Hi問(wèn)植株。此外,Ci的變化也表明,盆栽植株P(guān)n的下降也并不是Gs下降造成的。因此我們認(rèn)為,盆栽植株由于根系生長(zhǎng)受到限制,可能通過(guò)某種信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制影響到地上葉片的光合能力。另外,由于盆栽櫻桃受容器的限制對(duì)肥水緩沖能力較弱,長(zhǎng)時(shí)問(wèn)處于干濕交替的水分脅迫及土壤養(yǎng)分脅迫中,造成植株提前衰老,葉片功能下降,葉綠素含量下降,也可能是導(dǎo)致其Pn較田問(wèn)植株低的原因之一。
盆栽櫻桃植株受水分、土壤養(yǎng)分脅迫導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)較弱,光合能力較低,易提早進(jìn)入衰老階段,使養(yǎng)分有利于向生殖發(fā)育方向轉(zhuǎn)化,這可能是引起盆栽植株早結(jié)果的重要因素之一。但對(duì)盆栽植株較低的光合能力與其較早的生殖發(fā)育之問(wèn)的內(nèi)在聯(lián)系,還需做進(jìn)一步的深入研究。
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