外源6-BA對(duì)油橄欖生殖生長(zhǎng)期光合特性的影響

嚴(yán) 毅，張夸云，鐵筱睿，楊維雄，常曉勇，祖麗媛，段安安，鄭 元

（1.昆明市海口林場(chǎng)，云南 昆明 650114；2.昆明市不動(dòng)產(chǎn)登記中心，云南 昆明 650000； 3.西南林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院，云南 昆明 650224）

植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是20 世紀(jì)30年代由人工合成可調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)與發(fā)育的有機(jī)物質(zhì)，在調(diào)節(jié)果樹(shù)的生長(zhǎng)發(fā)育和器官分化上已經(jīng)取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益[1-2]。噴施植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑不僅可以彌補(bǔ)品種的遺傳缺陷[3]，還可以在某種程度上提高果樹(shù)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。同時(shí)，在調(diào)控果實(shí)成熟期、誘導(dǎo)無(wú)核、刺激生根、增大果實(shí)和改變果形，控制器官脫落和休眠等方面也是較為便捷的途徑[4]。

6-芐基腺嘌呤（6-BA）作為一種常見(jiàn)的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑能夠打破植物休眠、調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育以及器官形成，被廣泛應(yīng)用于果蔬栽培、花卉栽培等領(lǐng)域[5-6]。金曉蕾等[7]在研究葉面噴施6-BA 對(duì)甜蕎花芽分化及內(nèi)源激素的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，在甜蕎麥第2 片真葉期噴施150 mg/L 的6-BA 可加快甜蕎花芽分化進(jìn)程，提早開(kāi)花，增加單株結(jié)實(shí)數(shù)，提高甜蕎的結(jié)實(shí)率和單株產(chǎn)量。黃衛(wèi)東等[8]的研究結(jié)果表明，在葡萄花（果）穗期使用6-BA處理可以促進(jìn)葉片同化物的輸出，明顯增加其碳、氮化物的輸入，在幼果期使用6-BA 處理可明顯促進(jìn)葡萄果實(shí)膨大。于建娜等[9]的研究結(jié)果表明，采前使用6-BA 處理可顯著提高葡萄果實(shí)單粒質(zhì)量和單穗質(zhì)量，對(duì)控制貯藏過(guò)程中果實(shí)腐爛與落粒有效，可顯著抑制葡萄的呼吸速率，維持果實(shí)硬度，延緩可滴定酸下降，提高貯藏期間可溶性固形物的含量，控制果實(shí)細(xì)胞膜透性的增加，維持細(xì)胞膜的完整性，進(jìn)而提高葡萄的貯藏品質(zhì)。趙嬌等[10]研究了6-BA 對(duì)樟樹(shù)矮林萌芽更新和精油產(chǎn)量的影響，認(rèn)為噴施6-BA 有利于樟樹(shù)矮林的萌芽更新和生物量積累，提高精油的產(chǎn)量。可見(jiàn)6-BA 對(duì)植物生殖生長(zhǎng)、品質(zhì)形成、采后生理等方面均具有積極的調(diào)控作用，且效果顯著。光合作用是植物生長(zhǎng)過(guò)程中物質(zhì)積累與生理代謝的基本過(guò)程，提高作物葉片的光合作用來(lái)促進(jìn)產(chǎn)量提高已成為眾多學(xué)者研究的熱點(diǎn)[11]。6-BA 作為調(diào)控植物生長(zhǎng)進(jìn)程和生理代謝的常用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，其對(duì)植物光合特性的影響受到廣大學(xué)者廣泛關(guān)注。

油橄欖Olea europaea為木犀科Oleaceae 木犀欖屬Olea常綠小喬木，是世界著名的木本油料樹(shù)種之一。以其果實(shí)所提取的橄欖油，因含有豐富的人體需要的營(yíng)養(yǎng)成分，已成為暢銷(xiāo)全球的健康食品，市場(chǎng)前景十分廣闊[12-13]。1964年，昆明市海口林場(chǎng)在周恩來(lái)總理的倡導(dǎo)下從阿爾巴尼亞引入5 個(gè)品種2 200 株油橄欖苗，其中1 株是由周總理親手栽植、象征中阿友誼的紀(jì)念樹(shù)。然而，近年來(lái)包括周總理親植樹(shù)在內(nèi)的絕大多數(shù)油橄欖由于適生性、氣候及土壤等原因，已不能正常開(kāi)花結(jié)果，使得云南省油橄欖產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與“總理樹(shù)”精神的發(fā)揚(yáng)受到嚴(yán)重影響。基于此，本研究中通過(guò)對(duì)比分析自然生長(zhǎng)狀態(tài)下不同生理期噴施6-BA的油橄欖始花期、盛花期、幼果期、熟果期油橄欖葉綠素相對(duì)含量（SPAD）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和水分利用效率（EWU）等光合指標(biāo)和果熟后產(chǎn)量的差異，探討外源生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑6-BA 對(duì)油橄欖光合特性的調(diào)節(jié)作用機(jī)理，了解光合特性與產(chǎn)量的關(guān)系，進(jìn)而為油橄欖栽培管理提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

試驗(yàn)地位于昆明市海口林場(chǎng)場(chǎng)部（102°34′E，24°50′N(xiāo)）。年均氣溫14.6 ℃，極端低溫-5.4 ℃，極端高溫31.5 ℃，霜期138 d 左右。有少量降雪，年降雨量909.7 mm，干濕季分明，5—10月雨季降雨量占全年降雨量的80%，旱季為11月—翌年4月。海拔1 980 ～2 200 m，西北坡向，坡度l0°～15°。土層厚1.1 m，石灰?guī)r母質(zhì)，山地紅壤，pH6.6[14]。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以1964年從阿爾巴尼亞引種至昆明市海口林場(chǎng)油橄欖種植園的51年生油橄欖為研究對(duì)象，在林相整齊的油橄欖林分內(nèi)選擇3 個(gè)具代表性的林分，在每個(gè)林分內(nèi)分別設(shè)置對(duì)照樣地、試驗(yàn)樣地各1 塊，各樣地面積均為20 m×20 m。從每個(gè)樣地內(nèi)隨機(jī)選擇9 株油橄欖作為固定樣株，進(jìn)行光合指標(biāo)及果實(shí)產(chǎn)量的測(cè)定。

于油橄欖花芽生理分化期（2014年12月—2015年2月），使用200 mg/L 6-BA，對(duì)試驗(yàn)樣地內(nèi)的固定樣株逐株進(jìn)行葉面噴施，每月1 次，促進(jìn)油橄欖的花芽分化。于形態(tài)分化期（2015年4—5月），使用200 mg/L 6-BA，對(duì)試驗(yàn)樣地內(nèi)的固定樣株逐株進(jìn)行葉面噴施，每月2 次，提高油橄欖的開(kāi)花坐果率。每次噴至葉片完全濕潤(rùn)，開(kāi)始滴水為宜。以不噴施任何藥劑，任其自然生長(zhǎng)的植株為對(duì)照。

1.2.2 測(cè)定方法

分別在始花期、盛花期、幼果期、熟果期，選擇晴天9:00—11:30 進(jìn)行光合指標(biāo)測(cè)定。利用腳手架工作平臺(tái)到達(dá)冠層高度，分別在4 個(gè)方位選擇樹(shù)冠上層生長(zhǎng)正常的枝條前端第5 ～7 片健康成熟葉片，利用便攜式光合作用系統(tǒng)（Li-6400，USA），逐株測(cè)定油橄欖葉片的凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs），測(cè)定過(guò)程中全程使用自然光。使用CCM-200 Plus 便攜式葉綠素儀（Optic，USA）原位測(cè)定SPAD 值，數(shù)據(jù)分析均取平均值。計(jì)算水分利用效率（EWU）。

EWU＝Pn/Tr。

2015年9月中上旬，采用電子天平（精確度0.000 1 g）對(duì)油橄欖果實(shí)產(chǎn)量進(jìn)行測(cè)定。

1.2.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用Excel 2003 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、匯總并制圖，采用SPSS 13.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。選用單因素方差分析法（One-Way ANOVA）的LSD 和Duncan 檢驗(yàn)對(duì)數(shù)值進(jìn)行方差分析，選用直線相關(guān)分析法進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外源6-BA 對(duì)油橄欖葉片SPAD 值的影響

葉綠素是作物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素的破壞與降解會(huì)直接導(dǎo)致光合作用效率的降低[15]。在始花期、盛花期、幼果期、熟果期4 個(gè)生殖生長(zhǎng)期，油橄欖葉片SPAD 值呈直線上升趨勢(shì)，外源6-BA 處理未改變?cè)撢厔?shì)，但顯著提高了油橄欖4 個(gè)時(shí)期葉片的SPAD 值（P＜0.01）（圖1）。外源6-BA 處理后，始花期、盛花期、幼果期、熟果期油橄欖葉片的SPAD 值比CK 分別提高了17.58、18.88、23.51、25.85 mg/g。說(shuō)明噴施外源6-BA 可增加油橄欖葉片的SPAD 值，延緩葉綠素降解和葉片衰老。

圖1 外源6-BA 對(duì)油橄欖葉片SPAD 值的影響Fig.1 Effect of exogenous 6-BA on SPAD value in O.europaea leaves

2.2 外源6-BA 對(duì)油橄欖光合特性的影響

在4 個(gè)生殖生長(zhǎng)期，除處理組始花期外，油橄欖Pn呈直線上升趨勢(shì)，外源6-BA 處理未改變?cè)撢厔?shì)，但顯著提高了油橄欖4 個(gè)時(shí)期的Pn（P＜ 0.01）（圖2）。外源6-BA 處理后，始花期、盛花期、幼果期、熟果期的Pn比對(duì)照組分別提高了7.01、4.15、4.29、3.00 mg/g。可見(jiàn)除幼果期外，外源6-BA對(duì)油橄欖Pn的影響隨生長(zhǎng)期逐漸減弱。

在4 個(gè)生殖生長(zhǎng)期，油橄欖Gs呈先降低、后升高的趨勢(shì)，外源6-BA 處理后熟果期出現(xiàn)差異。處理組始花期、盛花期、幼果期油橄欖Gs均明顯高于對(duì)照組，比對(duì)照組分別提高了14.68、2.08、 6.88 mmol/(m2·s)，而熟果期油橄欖Gs比對(duì)照降低了7.94 mmol/(m2·s)；始花期、幼果期、熟果期處理組Gs與對(duì)照組的差異達(dá)到顯著水平（P＜0.01）（圖2）。

在4 個(gè)生殖生長(zhǎng)期，油橄欖Tr呈先升高、后降低的趨勢(shì)，外源6-BA 處理后未改變這種趨勢(shì)。除幼果期處理組Tr高于對(duì)照組外，始花期、盛花期、熟果期處理組Tr均低于對(duì)照組，分別降低了0.22、0.18、0.65 mmol/(m2·s)；始花期、盛花期、幼果期、熟果期處理組Tr與對(duì)照組的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）（圖2）。

圖2 外源6-BA 對(duì)油橄欖光合特性的影響Fig.2 Effect of exogenous 6-BA on photosynthetic characteristics in O.europaea

在4 個(gè)生殖生長(zhǎng)期，油橄欖EWU呈先降低、后升高的趨勢(shì)，外源6-BA 處理后未改變這種趨勢(shì)，但是顯著提高了EWU（P＜0.01）（圖2）。外源6-BA 處理后，始花期、盛花期、幼果期、熟果期的EWU比對(duì)照分別提高了8.22、3.94、1.25、 5.28 mmol/mol。

2.3 生殖生長(zhǎng)期油橄欖產(chǎn)量與光合指標(biāo)的相關(guān)性

不同生殖生長(zhǎng)期油橄欖產(chǎn)量與各光合指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)見(jiàn)表1。由表1 可知，油橄欖產(chǎn)量與不同生殖生長(zhǎng)期Pn、Gs、Tr、EWU、SPAD 值密切相關(guān)。油橄欖產(chǎn)量與始花期、幼果期的Pn，幼果期的Gs，始花期、盛花期、幼果期的EWU，始花期、盛花期、熟果期的SPAD 值呈顯著正相關(guān)。油橄欖產(chǎn)量與熟果期的Gs，始花期、盛花期、熟果期的Tr呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明在始花期和幼果期提高Pn、Gs、EWU和SPAD 值，是保證油橄欖產(chǎn)量的關(guān)鍵，而始花期、盛花期、熟果期過(guò)高的Tr和熟果期過(guò)高的Gs均不利于油橄欖產(chǎn)量的積累。

表1 不同生殖生長(zhǎng)期油橄欖產(chǎn)量與各光合指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)?Table 1 Correlation coefficients between yield and photosynthetic indexes in O.europaea at each period of reproductive growth stage

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，葉面噴施6-BA 可顯著提高油橄欖生殖生長(zhǎng)期的SPAD 值、Pn和EWU，顯著提高油橄欖始花期、盛花期和幼果期的Gs，能有效抑制油橄欖始花期、盛花期和熟果期的Tr，從而提高水分利用率，但不會(huì)對(duì)油橄欖各光合指標(biāo)在不同生殖生長(zhǎng)期的變化趨勢(shì)造成影響。油橄欖產(chǎn)量與不同生殖生長(zhǎng)期的Pn、Gs、Tr、EWU、SPAD 值密切相關(guān)。始花期和幼果期的Pn，幼果期的Gs，始花期、盛花期和幼果期的EWU，始花期、盛花期和熟果期的SPAD 值，均與油橄欖果實(shí)產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)；熟果期的Gs及始花期、盛花期和熟果期的Tr與果實(shí)產(chǎn)量呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明始花期和幼果期提高Pn、Gs、EWU和SPAD 值是保證油橄欖產(chǎn)量的關(guān)鍵，而始花期、盛花期、熟果期過(guò)高的Tr及熟果期過(guò)高的Gs均不利于油橄欖產(chǎn)量的積累。

光合作用是植株體內(nèi)物質(zhì)代謝及能量轉(zhuǎn)化的樞紐，對(duì)植物生長(zhǎng)和繁殖具有重大意義。較高的光合能力是形成有效產(chǎn)量的前提和基礎(chǔ)[16]，6-BA作為一種通過(guò)促進(jìn)植物生長(zhǎng)、提高植物細(xì)胞生理活性和抗逆性、調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)分配等而實(shí)現(xiàn)抑制植物衰老的分裂素類(lèi)物質(zhì)[17-18]，通過(guò)噴施，能夠提高植物葉片的光合能力，并已在玉米[19-20]、小麥[21]、杏樹(shù)[22]以及草莓[23]等植物的栽培中得到證實(shí)。本研究中，葉面噴施6-BA 對(duì)油橄欖整個(gè)生殖生長(zhǎng)期的SPAD 值、Pn、Gs、Tr和EWU均產(chǎn)生顯著影響，其中處理組SPAD 值、Pn、EWU均顯著高于對(duì)照。產(chǎn)量測(cè)算結(jié)果同樣顯示處理組產(chǎn)量高于對(duì)照，說(shuō)明油橄欖生殖生長(zhǎng)期噴施6-BA 增強(qiáng)了光合作用，使植株形成更多的光合產(chǎn)物，從而提高單位面積的產(chǎn)量，這與楊雪[24]的研究結(jié)論一致。油橄欖噴施6-BA 后，除熟果期的Gs明顯低于對(duì)照，始花期、盛花期、幼果期的Gs均顯著高于對(duì)照，說(shuō)明油橄欖葉面噴施6-BA 對(duì)Gs的影響與對(duì)SPAD 值、Pn、EWU的影響趨勢(shì)一致，而熟果期受內(nèi)外部因子的影響，通過(guò)調(diào)節(jié)氣孔大小來(lái)保證較高的Pn和EWU。從油橄欖的Tr來(lái)看，葉面噴施6-BA 后，除幼果期處理組的Tr高于對(duì)照外，始花期、盛花期、熟果期處理組的Tr明顯低于對(duì)照，說(shuō)明油橄欖葉面噴施6-BA 能顯著降低Tr，從而提高EWU。

從整個(gè)生殖生長(zhǎng)期SPAD 值、Pn、Gs、Tr和EWU的變化趨勢(shì)來(lái)看，油橄欖葉面噴施6-BA 不會(huì)對(duì)整個(gè)生殖生長(zhǎng)期的光合特性趨勢(shì)造成影響。油橄欖整個(gè)生殖生長(zhǎng)期的SPAD 值和Pn呈直線上升的趨勢(shì)，說(shuō)明SPAD 值與光合能力密切相關(guān)，這與楊鳳英等[25]的研究結(jié)論一致。氣孔是植物與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的重要通道，對(duì)植物的蒸騰和光合作用起決定作用[26]。油橄欖整個(gè)生殖生長(zhǎng)期的Gs和EWU呈先降低、后升高的趨勢(shì)，而Tr呈先升高、后降低的趨勢(shì)。油橄欖生殖生長(zhǎng)前期Tr不斷升高，油橄欖通過(guò)降低Gs來(lái)控制Tr，所以Tr出現(xiàn)先升高、后降低的趨勢(shì)，為保證植物正常生理活動(dòng)所需的光合效率，后期Gs出現(xiàn)升高的趨勢(shì)，隨著氣孔的自我調(diào)節(jié)過(guò)程，EWU出現(xiàn)了先降低、后升高的趨勢(shì)，符合植物生理變化過(guò)程。

本研究中僅就6-BA 對(duì)于油橄欖生殖生長(zhǎng)期光合特性的影響進(jìn)行了初步研究，200 mg/L 6-BA 是否為油橄欖最佳調(diào)控濃度有待進(jìn)一步證實(shí)。同時(shí)，由于試驗(yàn)周期短，未能對(duì)更多的氣象環(huán)境因子進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，后期應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性和重復(fù)性試驗(yàn)。