日光溫室與露地紅瑪瑙甜櫻桃光合特性比較

聶國偉，戴桂林，楊曉華，宋永宏，李靜江，韓 鳳

（山西省農業科學院果樹研究所，山西太谷030815）

設施栽培甜櫻桃比露地提早上市，產值比露地提高很多倍，同時還可以避免早春晚霜對花器損傷、冬季極限低溫對樹體的傷害以及熟期果實遇雨裂果等露地難以克服的困難，使得甜櫻桃設施栽培迅猛發展。目前，對露地栽培果樹的光合特性研究較多[1-9]，但對設施栽培果樹光合作用的研究僅見于桃、李、杏等[10-16]，有關櫻桃設施條件下的生理基礎和栽培研究報道較少。

本研究以山西省農業科學院果樹研究所選育的甜櫻桃品種紅瑪瑙為試材，分別從溫室內外光合速率日變化、Pn-Par和Pn-CO2響應等方面對其光合特性進行研究，旨在探明紅瑪瑙櫻桃對于設施栽培的生理反應，建立相應的優質高產栽培模式，具有重要的理論指導意義。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗于2010年3—5月在山西省農業科學院果樹研究所甜櫻桃栽培區進行。設施為一面坡式塑料溫室，長度75 m，跨度 9 m，頂高3.5 m，用喜豐EVA膜扣棚，稻草氈覆蓋保溫。試材為日光溫室及露地5年生紅瑪瑙櫻桃，株行距1.5 m×2.0 m。采用常規管理，溫室櫻桃采收后將覆蓋膜去掉。

1.2 試驗方法

日光溫室內外紅瑪瑙果實膨大期凈光合速率日變化的測定，選晴天進行。在樹冠外圍南側方向選枝條中部成熟葉片，每隔1 h測一次。采用美國產Li-6400型便攜式光合測定儀測定。

Pn-Par響應特性于溫室內外晴天上午（9：00—11：00）測定。選取紅瑪瑙樹體南側新梢中部相同葉齡的成熟葉片進行測定，2次重復，結果取其平均值。設定光合測定儀葉室工作參數為：溫度為25℃，CO2濃度為環境 CO2濃度，光強梯度為：0，50，100，150，200，500，800，1 000，1 200，1 500，1 800，2 000，2 300，2 500，2 800，3 000 μmol/（m2·s）。

Pn-CO2響應特性的測定時間及葉片選擇同Pn-Par響應特性的測定。設定光合測定儀葉室參數為：光強2 300 μmol/（m2·s），溫度25℃，CO2濃度梯度為：50，100，150，200，300，400，600，800，1 000，1 200，1 500，1 700，2 000 μmol/mol。

2 結果與分析

2.1 溫室與大田紅瑪瑙光強響應特性比較

于2010年分別對溫室與大田甜櫻桃紅瑪瑙進行了Pn-Par響應曲線測定，結果如圖1，2所示。

從圖1、圖2可以看出，在溫度、相對濕度、CO2濃度相對穩定的條件下，溫室與大田紅瑪瑙葉片的Pn-Par響應曲線變化趨勢基本相似，都隨著光強的逐漸增大Pn值相應增加，達到最大值后，又隨著光強的繼續增大，Pn值開始下降。在初期響應階段，即線性階段（光強為0～200 μmol/（m2·s）時），Pn-Par的斜率即為表觀量子效率，代表葉片對低光強的利用效率，溫室與大田線性方程分別為y＝0.045 2x－1.338 3與 y＝0.036 8x－1.213 4，其表觀量子效率分別為 0.045 2，0.036 8（CO2/光子），說明溫室紅瑪瑙櫻桃與大田相比，其對弱光的利用能力增強了。

當光強大于200 μmol/（m2·s）后，Pn-Par的響應呈曲線相關，溫室內與大田的曲線方程分別為y＝-4E-06x2＋0.017 2x＋1.975 8 和 y＝-3E-06x2＋0.013 7x＋1.395 8。計算得出，溫室與大田紅瑪瑙的光補償點分別為29.6，32.97 μmol/（m2·s），光飽和點分別為2 200，2 283.3 μmol/（m2·s），表明溫室與大田紅瑪瑙對光強的利用范圍略有不同，溫室內大櫻桃有較低的光補償點和飽和點。在光飽和點時，Pn的最大值（Pmax）仍低于露地的Pmax，光飽和點降低的幅度大于補償點降低的幅度，即對光的適應范圍有所縮小，但是在弱光輻射下（Par＜400 μmol/（m2·s））的Pn和光能利用率高于露地。而且從圖1，2還可看出，溫室與大田相比較，在光強接近的情況下，溫室紅瑪瑙有較高的光合速率，說明溫室紅瑪瑙對光強有較高的利用效率。

2.2 溫室與大田紅瑪瑙對CO2響應特性比較

于2010年分別對溫室與大田紅瑪瑙甜櫻桃進行了Pn-CO2響應曲線的測定，結果如圖3和圖4所示。

從圖3、圖4可以看出，溫室與大田紅瑪瑙葉片的Pn值隨著CO2濃度的逐漸增加而增大，達到最大值后，隨著CO2濃度的繼續增加，Pn值開始下降。在CO2濃度低于200 μmol/mol時，光合速率與CO2濃度呈線性關系，溫室與大田線性方程分別為 y＝0.038 7x－2.008，y＝0.039 5x－2.394 1。初始斜率即羧化效率（CE）代表了紅瑪瑙對低CO2濃度的光合效率，上述方程表明，溫室與大田相比，在CO2濃度較低時紅瑪瑙光合作用對CO2的利用率比較低。當CO2濃度大于200 μmol/mol，光合速率與CO2濃度呈曲線相關，溫室與大田曲線方程分別為y＝-9E-06x2＋0.034 8x－1.481 9 與 y＝-9E-06x2＋0.032 8x－1.528 3。CO2的補償點分別為 51.88，60.61μmol/mol，飽和點分別為 1933，1822 μmol/mol。這說明溫室與大田相比，紅瑪瑙光合利用CO2濃度的范圍較大，較高濃度CO2有利于溫室紅瑪瑙的光合作用。

2.3 日光溫室內外紅瑪瑙光合速率日變化研究

從圖5可以看出，日光溫室內外紅瑪瑙凈光合速率的日變化均為雙峰曲線，有明顯的午休現象，第1個峰值出現的時間均為10：30左右，為全天凈光合速率的最高峰，凈光合速率值分別達到11.114，13.543 μmol/（m2·s）。紅瑪瑙櫻桃在日光溫室內出現第1次峰值后，凈光合速率值開始下降，在15：30左右降至最低，然后又回升，在16：30出現第2次高峰后再次降低。

露地栽培條件下，紅瑪瑙櫻桃在第1次出現峰值之后開始降低，約在13：30時達到低谷，15：30左右出現第2次高峰后逐漸降低。在果實膨大期，日光溫室紅瑪瑙凈光合速率日變化的2次高峰值均低于露地栽培。

3 結論與討論

本研究表明，溫室與大田紅瑪瑙的光補償點分別為29.6，32.97 μmol/（m2·s），光飽和點分別為2 200，2 283.3 μmol/（m2·s），表明溫室與大田紅瑪瑙對光強的利用范圍略有不同，溫室內大櫻桃有較低的光補償點和飽和點，說明溫室紅瑪瑙光合對弱光的利用能力高于露地。在光強接近的情況下，溫室紅瑪瑙有較高的光合速率，表明紅瑪瑙是個很好的溫室栽培品種，屬于喜光性較強的樹種，對光照的要求較高，在溫室栽培時要注意栽培密度，整形修剪非常重要，并注意選用透光性能好的膜覆蓋，以減少因覆蓋導致的光照減弱。

CO2補償點分別為 51.88，60.61 μmol/mol，飽和點分別為 1 933，1 822 μmol/mol。這說明溫室與大田比較，紅瑪瑙光合利用CO2濃度的范圍較大，較高濃度CO2有利于溫室紅瑪瑙的光合作用。生產中應通過施用有機肥來增加CO2濃度，以提高光合速率。

本研究結果還表明，溫室栽培條件下紅瑪瑙甜櫻桃的凈光合速率日變化呈雙峰曲線，具有明顯的午休現象，這與露地栽培是一致的。溫室條件下紅瑪瑙凈光合速率日變化的2次高峰值均低于露地，這是由于溫室與露地相比，光照透過棚膜后，光強有所減弱，CO2濃度也略低于露地，從而導致Pn值低于露地。溫室紅瑪瑙凈光合速率第2次高峰出現的時間比露地栽培有所推遲，可能與溫室內溫度達到最高值之后，氣溫下降比較緩慢有關。在紅瑪瑙溫室栽培中，一定要注意通風口的合理設計，保持溫室內良好的空氣流通，滿足溫度升降的要求。

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