冬季紅寶石與新世紀番石榴葉片光合特性比較

摘 要：以紅寶石和新世紀番石榴為材料，對其葉片光合特性及光合色素含量等的差異進行了比較研究。結果表明，紅寶石番石榴葉片凈光合速率在一天的生長過程中除18：00時，都低于新世紀，葉片氣孔導度、胞間CO₂濃度、蒸騰速率等都低于新世紀：但紅寶石葉片的可見光吸收能力，葉綠素、類胡蘿卜素、花青苷含量，葉片比干質量、比鮮質量等，都分別比新世紀的高，尤其是花青苷，其含量是新世紀的46.47倍。

關鍵詞：番石榴；光合作用；光合色素；花青苷

中圖分類號：S667．99 文獻標識碼：A 文章編號：1009-9980(2007)04-537-04

番石榴(Psidium guajava Linn.)又稱雞矢果、拔仔，為桃金娘科番石榴屬常綠小喬木或灌木，是普遍種植的熱帶亞熱帶果樹。生產中常見的番石榴果實有2種不同的色澤類型(紫色和綠色)，紫色番石榴因其葉片及果實色澤鮮艷近年來多被引種栽培，但通常在相同的栽培條件下，紫色種產量低于綠色種。果樹產量與其光合特性有密切關系，有關番石榴光合特性研究少見報道，且沒涉及到不同色澤番石榴光合特性的研究。我們以紅寶石(紫色)、新世紀(綠色)番石榴為材料，研究了2者葉片光合色素及光合作用等的差異。

1 材料和方法

1．1 材料

試驗在廣東省農業科學院白云基地果樹研究所果園進行(土壤為沙壤土)，試驗材料為6年生、長勢一致的紅寶石(紫色果)和新世紀(綠色果)番石榴，東西行種植，株行距2.5 m×2.5 m。用于光合色素及可見光吸收能力測定的葉片于上午9：00前采自老熟新梢頂部以下第4、5對羽狀復葉。

1．2 光合指標測定

試驗于2006年1月11日(晴，氣溫19～26℃，相對濕度42％～56％)用Li－6400型便攜式光合作用系統進行光合測定，2種番石榴各測定5株樹上位置一致的功能葉．從上午9：00開始，每隔1.5 h測定1次。

1．3 光合色素測定

1．3．1 葉綠素、類胡蘿卜素含量的測定 參照白寶璋等的方法。

1．3．2 花青苷含量的測定 參照Pirie等的方法略改變，將采集的葉片切碎混勻后，準確稱取0.1 g，放入5 mL 1％的鹽酸一甲醇溶液中提取5 h，用分光光度計測定提取液在553 niil和600 nm處的吸光值，2者之差表示花青苷的相對含量，為計算方便，把差值增加0.01定義為1個單位(U)。

1．4 葉片可見光吸收能力的測定

參照齊建勛等的方法，略改變，取0.2 g葉片，剪碎，用1％的鹽酸一甲醇溶液浸提5 h，用760MC型紫外可見分光光度計在400～1100 nm波長范圍內掃描，得其吸收圖譜。

1．5 葉片干、鮮質量的測定

用打孔器打取一定數量的葉片小圓塊，稱量鮮質量后，在恒溫箱中烘干至衡重，參照莊猛等的方法測定及計算干質量。

2 結果與分析

2．1 紅寶石與新世紀番石榴葉片光合特性比較

2．1．1 紅寶石與新世紀番石榴葉片凈光合速率日變化比較 從圖1-A可以看出，測定出的紅寶石與新世紀番石榴葉片的凈光合速率日變化趨勢是一致的，都呈單峰曲線，凈光合速率隨著時間的推移，快速升高，在中午12：00時左右達到最高值，后逐漸降低。紅寶石的凈光合速率在9：00至16：30間低于新世紀，且在15：00以前2者差異顯著，但在18：00時，紅寶石的凈光合速率略高于新世紀，這可能與紅寶石對弱光的吸收能力強有關。另外，在18：00時，凈光合速率變為負值，這是由于當太陽光線不足時，呼吸作用大于光合作用所致。

2．1．2 紅寶石與新世紀番石榴葉片氣孔導度(Gs)、胞間CO₂濃度(Ci)、蒸騰速率(Tr)日變化比較從圖1-B可以看出，紅寶石與新世紀番石榴葉片的Gs在1 d內的變化趨勢一致，在9：00時較低，以后隨著時間的推移逐漸升高，在13：30左右達到最高，后又逐漸降低，呈現單峰曲線，在整個過程中，紅寶石的值低于新世紀。CO₂是植物光合作用的主要原料之一，從圖1-C可以看出，Ci在10：30左右最低，后逐漸升高，在1 d中，紅寶石的Ci各點值均低于新世紀。從圖1-D可以看出，2種番石榴葉片Tr日變化均呈單峰曲線，在9：00時較低，以后逐漸升高，在13：30達到最高，后又逐漸降低，在整個過程中，紅寶石的n值均低于新世紀。

2．2 紅寶石與新世紀番石榴葉片可見光吸收光譜比較

從圖2可以看出，紅寶石與新世紀番石榴葉片可見光吸收能力存在差異。在花青苷吸收峰處，紅寶石的吸收值明顯大于新世紀，是新世紀的4.22倍；在葉綠素吸收峰處，紅寶石是新世紀的1.20倍。

2．3 紅寶石與新世紀番石榴葉片光合色素含量比較

從表1可以看出，紅寶石番石榴的葉綠素(a+b)、類胡蘿卜素、花青苷含量都顯著高于新世紀，尤其是花青苷含量是新世紀的46.47倍。

2．4 紅寶石與新世紀番石榴葉片比重差異比較

從表2可以看出，紅寶石番石榴葉片的比干質量及比鮮質量都高于新世紀，其中比干質量差異達到顯著水平。

3 討論

番石榴是我國南方廣泛栽培的果樹，有關光合生理的研究很少。本試驗研究表明在冬季番石榴光合速率日變化呈現單峰曲線，沒有所謂的“午休”現象，但由于日長、氣溫、光照強度等因素的差異，其他季節(如夏季)是否有“午休”現象還有待研究。

紅寶石番石榴屬彩葉植物，有關彩葉植物的光合生理已多見報道，已有的研究表明，彩葉植物因其葉色的改變而導致光合特性發生變化。本試驗研究中，紫葉的紅寶石與綠葉的新世紀相比較，凈光合速率、氣孔導度、胞間CO₂濃度、蒸騰速率、可見光吸收能力、葉綠素、類胡蘿卜素、花青苷含量等存在差異，也證明了這一點。本試驗中，在18：00時紅寶石的凈光合速率略高于新世紀，這說明紅寶石對弱光的適應能力強，這與紅寶石番石榴葉綠素、類胡蘿卜素含量高，可見光吸收能力強，葉片比重大等因素有一定的關系。

植物葉片的呈色是比較復雜的，尤其是彩葉植物，所表現出的顏色并不是由某一種光合色素的絕對含量所決定，與葉片細胞內色素的種類、含量、比例及在葉片中的分布有關。本研究表明紅寶石葉片雖然含有較高的葉綠素、類胡蘿卜素，具有較強的光吸收能力，但由于其含有高質量濃度的花青苷(是新世紀的46.47倍)，這不僅是其葉片呈現紫紅色的主要原因，也是其葉片凈光合速率在1 d的大部分時間內(除在光線弱的18：00外)低于新世紀的主要原因，這與紅寶石葉片花青苷含量高、吸收了部分光能、減弱了葉綠素進行光合作用有關，這一點與在不同色澤的李上的研究有相同之處。同時本研究認為紅寶石葉片氣孔導度、胞間CO₂濃度、蒸騰速率低于新世紀，也是其凈光合速率低于新世紀的原因之一。

果樹的產量受到果樹種質特性(包括光合特性)、栽培技術措施及環境條件等多因素的影響，從本試驗及已有的研究可以看出，紫色番石榴雖光吸收能力強，但光能利用率低，產量低，生產中能否通過栽培技術措施來提高其光能利用率，提高其產量有待進一步研究。