信陽五月鮮桃樹體葉片光合特性季節動態變化探究

梁祥鵬 胡 強 付滿意 馬桂花

（信陽農林學院 河南信陽 464000）

信陽地跨淮河，位于中國亞熱帶和暖溫帶的地理分界線（秦嶺—淮河線）上，屬亞熱帶向暖溫帶過渡區。信陽市氣候四季分明，雨熱同季，雨量充沛，光照充足，適合各種作物生長[1]，但是信陽市季節性氣候對農業的發展有一定的制約作用[2]。信陽五月鮮桃是信陽市平橋區林科所從普通五月鮮桃中發現的優良品種，經過多年培育，表現出外形美、品質優的特點，屬于優良鄉土品種[3～4]。因此，研究信陽五月鮮桃光合特性季節變化對不同季節的信陽五月鮮桃生產管理具有重要意義。

光合作用是一個復雜的過程，受植物本身內部因素和外界環境因子的影響，研究植物光合特性也主要是從植物的生理因子如氣孔導度、胞間CO2濃度等方面展開。例如趙敏[5]等就以幼齡黃柏樹為研究對象，探究了幼齡黃柏樹葉片在生長季后期凈光合速率日變化。

光合生理特性可作為評價植物生產力和適應性的重要指標。在桃樹光合生理特性研究上，劉文海[6]等研究了不同光照處理對設施桃樹及熒光特性的影響。王秋曉[7]等研究了不同樹形光合特性，發現了紡錘形桃樹光合性能強于開心形。本研究以6a 齡信陽五月鮮桃為試材，測定了信陽五月鮮桃不同季節的光合特性生理因子的變化規律，期望對不同季節的信陽五月鮮桃生產管理指導提供幫助。

1 材料和方法

1.1 實驗材料

在信陽農林學院桃李園內選取一株生長狀況良好的6a齡信陽五月鮮桃。

1.2 試驗地概況

實驗地園區典型氣候屬于北亞熱帶季風性濕潤氣候，其全年冷暖適中，年平均氣溫15.3 ℃，無霜期平均時長220～230 d；試驗地園區降雨豐沛，年平均降雨量約1 100 mm，空氣濕潤，年均相對濕度77 %。

1.3 實驗方法

在5月份、7月份、9月份選擇晴朗無風少云且光照充足的一天，在生長狀況良好的6年齡的信陽五月鮮桃植株上選擇正常成熟葉片并做記號，用CIRASE 光合分析儀測定信陽五月鮮桃樹體葉片凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）光合有效輻射（Qar），每個葉片重復測定3 次，從8∶00 至18∶00，每隔2h 測一次。水分利用效率（WUE）=凈光合速率（Pn）/蒸騰速率（Tr）。

1.4 數據處理

使用Microsoft Excel 2003 SPSSAU 軟件進行數據分析與處理

2 結果與分析

2.1 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節光合有效輻射日變化比較

由圖1可知，不同季節的信陽五月鮮桃光合有效輻射日變化趨勢均呈現先上升后下降的“單峰”曲線，均在12∶00 時達到最大值。夏季光合有效輻射＞春季光合有效輻射＞秋季光合有效輻射。

2.2 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節凈光合速率日變化比較

凈光合速率是反映植物光合特性的重要指標，反映植物積累有機物能力大小[8]。由圖2可知，信陽五月鮮桃樹體葉片凈光合速率（Pn）在季節上具有明顯差異，春季凈光合速率＞夏季凈光合速率＞秋季凈光合速率。春季和夏季的信陽五月鮮桃樹體葉片凈光合速率日變化趨勢呈現先上升再下降、再上升再下降的“雙峰型”曲線。秋季的信陽五月鮮桃樹體葉片凈光合速率日變化趨勢呈現先下降再上升、再下降的“雙峰型”曲線。春季頂峰峰值與夏季頂峰峰值均出現在10∶00，為4.2 μmol·m-2·s-1，而秋季的頂峰出現在14∶00，為2.6 μmol·m-2·s-1。春季、夏季、秋季的凈光合速率曲線雙峰低谷時間都出現在12∶00，存在著明顯的“光合午休”現象。

2.3 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節蒸騰速率日變化比較

蒸騰速率（Tr）是單位時間內單位葉面積因為蒸騰作用而散失的水量[9]，反映植物體內的水分代謝情況。由圖3可知，夏季與秋季蒸騰速率相近，明顯大于春季蒸騰速率。春季蒸騰速率日變化呈“雙峰型”曲線，在10∶00 和14∶00 分別達到2 個峰值，夏季蒸騰速率日變化趨勢是上升再下降，在14∶00 達到峰值，秋季蒸騰速率日變化趨勢也是先上升再下降，在14∶00 達到峰值。

2.4 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節氣孔導度日變化比較

由圖4可知，信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節的氣孔導度的日變化處于動態變化中。不同季節的信陽五月鮮桃氣孔導度日變化趨勢均呈現“雙峰”型曲線，在12∶00時，不同季節的氣孔導度均會下降。春季氣孔導度日變化為8∶00 開始升高，至10∶00 達到第一個峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達到第二個峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達到最低點。夏季氣孔導度日變化為8∶00 開始升高，至10∶00達到第一個峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達到第二個峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達到最低點。秋季氣孔導度變化為8∶00 開始升高，至10∶00 達到第一個峰值，10∶00 開始下降，至12∶00 達到低谷，12∶00 開始升高，至14∶00 達到第二個峰值，14∶00 開始下降，至18∶00 達到最低點。

2.5 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節胞間二氧化碳濃度日變化比較

胞間CO2濃度（Ci）是大氣輸入與細胞光合利用、光呼吸的CO2動態平衡瞬間的濃度。

由圖5可知，春季、夏季、秋季的信陽五月鮮桃樹體葉片胞間CO2濃度在12∶00 時有明顯下降。從14∶00 至18∶00，不同季節的胞間CO2濃度發生變化，不同季節的胞間CO2濃度均升高。

2.6 信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節水分利用效率日變化比較

由圖6可知，信陽五月鮮桃樹體葉片水分利用效率不同季節存在著明顯差異，春季的水分效率利用數據曲線高于夏季水分利用效率曲線，夏季水分利用效率曲線高于秋季的水分利用效率曲線，說明春季水分利用效率最高，夏季水分利用效率次之，秋季水分利用效率最低。

2.7 信陽五月鮮桃不同季節凈光合速率與生理生態因子的關系

用春季、夏季、秋季測定的凈光合速率數據與光合有效輻射、蒸騰速率、氣孔導度、胞間CO2濃度進行相關性分析。

表1 凈光合速率與生理生態因子的相關系數

不同季節信陽五月鮮桃的凈光合速率與胞間CO2濃度、氣孔導度之間呈顯著性相關。

3 討論與結論

信陽五月鮮桃樹體葉片不同季節的凈光合速率變化表現為，春季凈光合速率最高，夏季凈光合速率次之，秋季凈光合速率最低，光合性能春季＞夏季＞秋季。不同季節的凈光合速率日變化在12∶00 時均存在著明顯的“光合午休”現象，這與張宏輝[10]等研究的日光溫室油桃凈光合速率日變化存在明顯的“光合午休”現象一致。

信陽五月鮮桃水分利用效率季節變化春季至秋季呈下降趨勢，且不同季節的水分利用效率日變化曲線變化不同，春季的水分利用效率日變化曲線呈現“W”形，在10∶00 和14∶00 水分利用效率低，在12∶00 和16∶00 水分利用效率高。夏季和秋季的水分利用效率日變化曲線呈“U”形，夏季水分利用效率最低點出現在14∶00，而秋季水分利用效率曲線最低點出現在12∶00。

本研究發現信陽五月鮮桃不同季節凈光合速率與胞間CO2濃度有著顯著的負相關關系，凈光合速率與氣孔導度有著顯著的正相關關系。根據陳根云[11]等關于凈光合速率和胞間CO2濃度關系的思考，光合速率隨光強的增加而增高主要是葉肉細胞的光合活性增大的結果，而不是胞間CO2濃度降低的結果。因此不能由負相關而得出胞間CO2濃度越低光合速率會越高的錯誤結論，只能說明凈光合速率與胞間CO2濃度有著顯著的負相關關系。

文章對信陽五月鮮桃光合特性季節變化的研究期望能對不同季節的信陽五月鮮桃生產管理提供幫助。