果糧間作對仁用杏生長及葉綠素熒光參數的影響

蔡倩 白一光

摘要：以仁用杏為研究對象進行田間小區試驗，設置仁用杏間作大豆、仁用杏間作花生、仁用杏間作谷子、仁用杏單作4個處理，考察不同間作模式對仁用杏新梢生長節律、葉片光合色素及葉綠素熒光參數的影響。結果表明：間作大豆、間作花生和間作谷子模式的仁用杏葉片葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量的年變化均呈上升—下降趨勢，葉綠素a/b值年變化呈上升—下降—上升趨勢;3種間作模式均提高了葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量，同時仁用杏間作花生和仁用杏間作谷子模式明顯降低了葉綠素a/b值，而仁用杏間作大豆模式效果不明顯;3種間作模式均不同程度降低了Fo，提高了Fm，Fv/Fm和Fv/Fo，其中以仁用杏間作花生和仁用杏間作谷子模式效果為好，仁用杏間作大豆模式次之。

關鍵詞：仁用杏;間作;生長;光合色素;葉綠素熒光參數

中圖分類號：S662.2 ? ?文獻標識碼：A ? ?文章編號：1674-1161（2020）06-0001-04

遼西風沙半干旱區位于科爾沁沙地南部，冬、春季起沙風達691次以上，大風危害嚴重，加劇了該地區生態環境的惡化。做好防風固沙工作對于改善區域生態環境具有重要意義。果糧間作模式是區域風沙治理的重要種植模式之一，仁用杏與作物間作模式在該區域得到了大面積示范推廣。據農業部和中國園藝學會李杏分會統計，遼寧省仁用杏栽培面積約1 933 hm2，結果面積約227 hm2，產量約950萬t，居全國第四位。目前關于間作仁用杏的研究主要集中在產量和效益分析方面，而對間作對仁用杏生長及葉綠素熒光參數的影響研究較少。研究果糧間作對仁用杏新梢生長節律、葉片光合色素及葉綠素熒光參數的影響，旨在對遼西風沙半干旱區果糧間作模式的進一步推廣應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料：10 a生仁用杏，品種為“超仁”，砧木為山杏。試驗地點位于遼寧省阜新市彰武縣章古臺鎮，供試土壤為沙土，基礎理化性質為有機質0.87%、堿解氮12.60 mg/kg、速效磷6.75 mg/kg、速效鉀40.23 mg/kg。

1.2 試驗設計

仁用杏與作物間作2 a。間作的株行距為2.0 m×12.0 m，單作的株行距為2.0 m×5.0 m。間作作物的行間距為0.5 m。試驗共設4個處理，分別為仁用杏間作大豆（I）、仁用杏間作花生（II）、仁用杏間作谷子（III）、仁用杏單作（CK）。

1.3 試驗方法

1.3.1 新梢生長發育節律測定 各處理分別選取10株生長一致的仁用杏樹，每株選擇20根枝條，從新梢生長開始至秋梢停長，每7 d測1次新梢長度和直徑。

1.3.2 葉片光合色素含量測定 采用分光光度計法，測定不同種植模式仁用杏新梢中部成熟葉片的葉綠素a（Chla）、葉綠素b（Chlb）和類胡蘿卜素（Car）的含量，單位為mg/g 鮮質量。

1.3.3 葉綠素熒光參數測定 采用連續激發式植物效率儀Handy-PEA（Hansatech Instruments，英國）測定新梢中部功能葉片葉綠素熒光參數。測定前葉片充分暗反應25 min，暴露在飽和脈沖光（3 000 mol/m2·s）下1 s，儀器自動記錄熒光數值。根據JIP-test計算初始熒光產量（Fo）、暗適應下最大熒光產量（Fm）、可變熒光（Fv，Fv=Fm-Fo）、暗適應下PSⅡ最大光化學效率（Fv/Fm）、暗適應下PSⅡ潛在活性（Fv/Fo）。

2 結果與分析

2.1 不同間作模式對仁用杏新梢生長節律的影響

新梢生長發育節律是反映植株生長狀況的重要指標。不同間作模式下仁用杏新梢長度和新梢直徑的測定結果如圖1所示。

由圖1可以看出：各處理仁用杏新梢長度和直徑的生長動態均呈明顯的S型曲線。展葉后新梢經過較短時期的緩慢生長后進入速長期，持續20 d左右（6月21日—7月12日）后進入緩慢生長期，最后停止生長。由于該地區為半干旱區，仁用杏新梢僅有1次迅速生長期。整個生長季，新梢長度和直徑均表現為間作花生>間作谷子>間作大豆>單作。間作大豆、間作花生和間作谷子處理仁用杏新梢長度分別比對照增加16.46%，22.14%和19.29%，直徑分別比對照增加7.31%，12.09%和11.45%，且均與對照差異顯著，但間作處理間差異不顯著。可見，間作模式可以促進仁用杏新梢生長。

2.2 不同間作模式對仁用杏葉片光合色素含量的影響

不同間作模式下仁用杏葉片光合色素含量的測定結果如圖2所示。

由圖2可以看出：各處理仁用杏葉片葉綠素a、葉綠素b及葉綠素總量的年變化均呈上升—下降趨勢，4—7月呈上升趨勢，7—8月達到高峰，之后迅速下降;葉綠素a/b值年變化呈上升—下降—上升趨勢，4—5月小幅上升，5—8月大幅下降，之后小幅回升。3種間作模式仁用杏葉片光合色素含量的年平均值均表現為間作花生>間作谷子>間作大豆，均高于對照，且與對照差異顯著。3種間作模式間仁用杏葉片葉綠素a含量差異不顯著;間作花生與間作谷子間仁用杏葉片葉綠素b含量和葉綠素總量差異不顯著，但均與間作大豆差異顯著。間作花生、間作谷子和間作大豆仁用杏葉片葉綠素a含量分別比對照提高8.99%，8.46%和7.40%，葉綠素b含量分別比對照提高17.54%，14.03%和8.77%，葉綠素總量分別比對照提高10.57%，9.76%和7.72%，葉綠素a/b值分別比對照降低1.72%，5.23%和0.14%。可見，間作模式可以提高仁用杏葉片光合色素含量，有利于光合作用。

2.3 不同間作模式對仁用杏葉片葉綠素熒光參數的影響

不同間作模式下仁用杏葉片葉綠素熒光參數測定結果如圖3所示。

由圖3可以看出：各處理仁用杏葉片葉綠素熒光參數存在一定差異。各處理仁用杏葉片Fo年動態變化呈下降—上升—下降趨勢，最低值出現在6月，最高值出現在8月;在天氣干旱炎熱的7月，Fo表現為間作花生<間作谷子<間作大豆，分別比對照降低8.37%，2.45%，1.71%，且均與對照差異顯著。間作花生和間作谷子仁用杏葉片Fm，Fv/Fm和Fv/Fo年動態變化呈上升—下降趨勢，間作大豆和對照呈上升—下降—上升—下降趨勢，各處理Fm最高值出現在8月，Fv/Fm和Fv/Fo最大值出現在6月;7月，Fm表現為間作谷子>間作花生>間作大豆，分別比對照提高9.88%，8.57%，2.92%，Fv/Fm和Fv/Fo表現為間作花生>間作谷子>間作大豆，分別比對照提高2.75%，2.12%，0.93%和17.93%，13.29%，5.70%，且均與對照差異顯著。這說明間作模式可以減少夏季高溫對仁用杏葉片的傷害。

3 結論與討論

植物的形態具有可塑性，對生長環境的改變會在形態上表現出相應的適應機制。課題研究結果表明，間作仁用杏新稍長度和直徑均顯著高于單作仁用杏。這與李鑫在桑樹苜蓿間作研究中得出的間作桑樹株高、莖粗等生長指標比桑樹單作明顯增加的結論基本一致。這說明間作可以促進果樹生長發育。

葉綠素是植物進行光合作用的主要色素，在光能的吸收、傳遞與轉換中起著重要作用。葉綠素含量是植物適應和利用環境因子的重要指標，環境因子中光照是影響葉綠素形成的主要因子。課題研究結果表明，與仁用杏單作相比，仁用杏間作矮棵作物可有效改善仁用杏冠層對光照的利用。3種間作模式仁用杏葉片葉綠素a和葉綠素b含量均不同程度增加，葉綠素a/b值則不同程度降低。原因可能是仁用杏間作矮桿作物改善了仁用杏葉片對光能的利用，使仁用杏樹冠中上部吸收更多的橙紅光，樹冠下部吸收更多的藍紫光，且仁用杏葉片吸收藍紫光的增加幅度大于橙紅光，因此葉綠素b含量增加幅度大于葉綠素a含量增加幅度，導致葉綠素a/b值降低。

初始熒光產量Fo常用于度量色素吸收的能量中以熱和熒光形式散失的能量，最大熒光產量Fm反映通過PSⅡ的電子傳遞情況。Fv/Fm和Fv/Fo分別代表PSⅡ原初光能轉化效率和潛在活性，在非脅迫條件下變化很小，受到外界環境脅迫則明顯下降，是反應光合作用抑制程度的重要指標。課題研究結果表明，與仁用杏單作相比，3種間作模式均不同程度降低了Fo，提高了Fm，Fv/Fm和Fv/Fo，在7月表現最為明顯。在炎熱、少雨的夏季，間作可以緩解高溫干旱對仁用杏葉片的傷害，其中以間作花生和間作谷子效果最好，間作大豆次之。

參考文獻

[1] 趙立仁，何躍，姜濤.遼西風沙半干旱區農業生態治理模式[J].水土保持應用技術，2008（2）：47-49.

[2] 張加延，李正德.遼寧省李杏優勢區域發展規劃[J].北方果樹，2004（S1）：20-23.

[3] 白偉，孫占祥，鄭家明，等.東北風沙半干旱區仁用杏作物間作對作物產量和土地生產力的影響[J].生態學雜志，2017，36（9）：2 521-2 528.

[4] 白偉，孫占祥，鄭家明，等.風沙半干旱區仁用杏作物間作對作物光合性能和產量形成的影響[J].華北農學報，2017，32（5）：200-207.

[5] 王慧新，顏景波，何躍，等.風沙半干旱區果糧立體復合模式下土壤水分與微生物量碳變化特征及產量效益評價[J].干旱地區農業研究，2011，29（2）：90-94，104.

[6] GONG W Z，JIANG C D，WU Y S，et al.Tolerance vs.avoidance：two strategies of soybean（glycine max）seedlings in response to shade in intercropping[J].Photosynthetica，2015，53（2）：259-268.

[7] 李鑫.桑樹/苜蓿間作生長優勢與土壤微生物種群多樣性研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2016.

[8] STECKEL L E，BOLLERO G A.Effects of shading on common waterhemp（amaranthus rudis）growth and development[J].Weed Science，2016，51（6）：898-903.

[9] 胡舉偉，朱文旭，張會慧，等.桑樹/苜蓿間作對其生長及土地和光資源利用能力的影響[J].草地學報，2013，21（3）：494-500.