不同栽培模式下玉露香梨和黃冠梨光合特性影響的比較

張曉偉 郝國偉 楊盛 白牡丹 王燕平

摘?要：為研究不同栽培模式對梨樹光合特性的影響，采用Li-6400便攜式光合測定儀測定密植園和棚架園內玉露香梨和黃冠梨成熟葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）和水分利用效率（WUE）等光合指標。結果顯示，棚架式栽培的玉露香梨和黃冠梨葉片Pn、Ci、Gs和Tr值均高于密植式栽培;采用密植栽培模式的梨樹WUE值則高于棚架式栽培組。研究表明，棚架栽培模式有利于增強玉露香梨樹和黃冠梨葉片光合作用和有機物質積累，有助于提升果實的品質與產量。

關鍵詞：密植式栽培;棚架式栽培;玉露香梨;黃冠梨;光合特性

文章編號：2096-8108（2021）01-0018-04?中圖分類號：S661.2?文獻標識碼：A

Abstract：To study the effects of different cultivation modes on the photosynthetic characteristics of pear trees， the net photosynthetic rate （Pn）， stomatal conductance （Gs）， intercellular CO2 concentration （Ci）， transpiration rate （Tr）， and water use efficiency （WUE） of mature leaves from Yuluxiang and Huangguan pear in close planting and trellis garden were measured by LI-6400 portable photosynthesis system. Results showed that the Pn，Ci，Gs and Tr levels of Yuluxiang and Huangguan pearin close plantingwere significantly higher than those in trellis cultivation，but the leaves of WUE in leaves from pear trees cultivated in trellis was higher. The above results suggests that the trellis cultivation mode is benefits inthe enhancement of photosynthesis andaccumulation of organic matter in Yuluxiangand Huangguan pear leaves， and is also conducive to improve the quality and yield of the fruit.

Keywords：close planting cultivation;trellis cultivation;Yuluxiang pear;Huangguan pear;photosynthetic characteristics

梨樹是我國第三大果樹栽培樹種，種植面積和產量占世界梨樹總面積和總產量的70%左右，并呈動態(tài)穩(wěn)定逐年增長的趨勢[1]。隨著人民生活水平的提高，人們對梨的需求量和果品質量的要求也越來越高。目前，梨果生產上普遍存在樹體郁閉、病蟲害難以控制和管理不便等問題，嚴重制約了梨果產量與品質的提高。如何通過提高梨樹的產量和果實品質從而提升梨產業(yè)的經濟效益已成為科研工作者面臨的問題。而施肥作為維持果樹高產的一項常用措施[2-4]，在肥料的使用過程中存在數量不合理、配比失衡、肥料浪費和污染環(huán)境等問題，且肥料的過度使用易導致土壤通氣性及酸堿度發(fā)生劣變[5]。通過優(yōu)化栽培模式同樣可達到增產和提升果實品質的目的，且因具備綠色安全和收效高等優(yōu)點備受公眾關注[6]。

玉露香梨是由山西省農業(yè)科學院果樹研究所以庫爾勒香梨與雪花梨雜交選育的中熟優(yōu)良新品種，目前是我省果農脫貧致富的支柱產業(yè)。但傳統的栽培模式存在栽培空間大、管理成本高等問題，是一種低產出和高消耗的栽培模式，栽培模式亟需優(yōu)化[7-9]。黃冠梨是由河北省農林科學院石家莊果樹研究所以雪花梨與新世紀雜交選育而成的優(yōu)良品種。作為‘玉露香梨的授粉品種之一在我省的栽培模式以疏散分層形居多。合理的栽培模式可增大葉片光合面積，光合作用效率得以優(yōu)化。密植式、棚架式等栽培模式優(yōu)化，不僅利于減少病蟲害發(fā)生和便于機械化作業(yè)，還可實現果樹的早果、豐產以及提高經濟效益和果實品質等顯著優(yōu)點。我國在蘋果等果樹栽培模式研究方面取得了長足的進步，但在我國北方梨產區(qū)尚處于試驗階段未成規(guī)模，關于梨樹栽培模式對 果實品質和產量的研究較少且不夠深入[10]。栽培模式與光合作用聯系密切，其中凈光合速率Pn是反映梨樹樹光合作用大小的直接指標，而凈光合速率又與胞間CO2濃度等其他光合參數有密切關系，故本研究擬通過對密植式栽培和棚架式栽培模式下玉露香梨和黃冠梨葉片的光合參數，闡明不同栽培模式下梨樹葉片的光合特性，旨在優(yōu)化梨樹栽培模式以應用于生產，為梨樹栽培措施的科學管理提供理論依據。

1?材料與方法

1.1?試驗材料

試驗地點位于山西省農業(yè)科學院果樹研究所（東經120°32′，北緯37°23′）梨園進行，海拔820～900 m，屬暖溫帶大陸性氣候，年降水量400～600 mm，日照2 300 h。試驗地較為平整，土層深厚，土壤類型為砂壤土質，肥力中等。試驗品種為7年生玉露香梨和7年生黃冠梨，砧木均為杜梨，采用密植栽培模式（株行距1.5 m×4 m）和棚架式栽培模式（株行距4 m×4 m）。

1.2?試驗方法

于2020年6月晴朗無云的天氣下進行光合測定。選取每株梨樹東南西北側冠外圍1年生枝梢頭起約第7葉位生長較為一致的葉片進行檢測，每個樣點進行檢測3次。采用Li-6400便攜式光合儀（LI-COR公司，美國）測定樣品葉片的凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Cs）、胞間 CO2濃度（Ci）、蒸騰速率（Tr）和水分利用率（WUE）等指標。

1.3?數據整理與分析

采用SPSS 17.0軟件（SPSS Inc， USA）進行統計分析，數據采用Mean±S.D.表示。Levene法進行方差齊性檢驗;LSD法對試驗組進行兩兩比較，以P< 0.05為差異顯著性標準。

2?結果與分析

2.1?不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨Pn的影響

葉片凈光合速率Pn是反映葉片固定CO2快慢的重要生理指標。如圖1所示，不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片Pn影響不同。其中，棚架式栽培組玉露香梨葉片Pn值為17.64 μmol·m-2s-1，較密植式栽培組（11.42 μmol·m-2s-1）顯著提升54%;棚架式栽培組黃冠梨葉片Pn值為16.79 μmol·m-2s-1略高于密植式栽培組（16.15 μmol·m-2s-1），但差異不顯著。

2.2?不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片Ci的影響

葉片Ci是葉片光合作用強度的重要生理標志，該濃度高低直接反映了植物的固碳能力。通過對不同試驗組Ci值進行比較發(fā)現，棚架式栽培組玉露香梨和黃冠梨葉片分別為283.6 μmol·mol-1和271.13 μmol·mol-1，均顯著高于密植式栽培組的193.4 μmol·mol-1和244.5?μmol·mol-1，增高幅度分別為46%和11%，表明采用棚架式栽培的梨樹對葉片胞間CO2的利用要優(yōu)于密植式栽培。

2.3?不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片Gs的影響

光合作用除受Ci限制外，還與Gs密切相關，Gs是反映植物葉片氣孔調節(jié)氣體交換強度的重要生理參數。試驗結果如圖3所示：密植式栽培組的玉露香梨和黃冠梨葉片Gs值分別為0.110.33 mmol·m-2s-1和0.230.33 mmol·m-2s-1，而棚架式栽培組的玉露香梨和黃冠梨的Gs值則達0.33 mmol·m-2s-1和0.29 mmol·m-2s-1，顯著高于密植栽培模式，表明采用棚架模式栽培更有利于梨樹葉片氣體交換。

2.4?不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片Tr的影響

蒸騰速率是反映葉片水分喪失速率的重要生理指標。如圖4結果顯示：棚架式栽培組玉露香梨和黃冠梨葉片Tr值分別為6.33 g·m-2h-1和6.30 g·m-2h-1，均高于密植式栽培組的3.52 g·m-2h-1和5.96 g·m-2h-1，且差異顯著（P< 0.05），表明采用密植栽培模式的梨樹葉片蒸騰速率較低，利于水分的保持。

2.5?不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片WUE的影響

葉片WUE是反映植物協調碳同化和水分耗散之間關系的的重要指標。如圖5所示：密植式栽培組玉露香梨和黃冠梨葉片的WUE值分別為3.26 g/kg和2.72 g/kg，均高于棚架式栽培組，其中玉露香梨組差異顯著，表明采用密植栽培模式的梨樹對水分的利用更為高效。

3?結論和討論

葉片是植物進行光合作用的重要器官，是合成有機物質的重要物質來源，其光合效率是果樹品質和產量的基礎[11]。葉片的光合效率是一個對環(huán)境條件變化較為敏感的生理過程，除受自身遺傳、溫度、二氧化碳和光照等因素影響外，栽培模式等人為干預也較為重要[12-16]。江振斌等[17]研究表明，庫爾勒香梨水平棚架形、疏散分層形和自然開心形3種樹形光合能力最強的是水平棚架形;王鑫等[18]研究發(fā)現大棚栽培條件下梨的凈光合速率增加。

通過采用不同栽培模式種植玉露香梨和黃冠梨，分析密植式和棚架式栽培模式下葉片光合特性的變化特點。結果顯示，采用棚架式栽培的梨樹葉片Pn值均高于密植式栽培。研究認為凈光合速率Pn反映了植物的固碳能力的重要指標，與Ci密切相關，Ci是分析Pn變化方向必不可少的判斷依據[19]。試驗結果顯示，密植式栽培組玉露香梨和黃冠梨葉片的Ci值僅為193.4 μmol·mol-1和244.5 μmol·mol-1，而棚架式栽培組的Ci值則升至283.6 μmol·mol-1和271.13 μmol·mol-1，增高幅度分別達46%和11%，與梨樹葉片Pn值變化趨勢基本一致，表明采用棚架模式栽培的梨樹葉片Ci的增大是導致Pn升高的重要因素之一。植物光合作用中CO2分子的吸收由葉片氣孔控制，葉片氣孔導度增大有利于植物光合所需的CO2等養(yǎng)料的進入以促進光合作用。葉片Ci還與葉片氣孔導度Cs密切相關，兩者呈正相關性，這與本試驗結果基本一致[20]。棚架式栽培組的玉露香梨和黃冠梨葉片Cs值較密植式栽培的增幅分別達200%和26%，表明采用棚架栽培模式可促進氣孔導度增大，以利于CO2分子進入梨樹葉片進行氣體交換達到增強光合作用的效果。葉片氣孔還參與了蒸騰作用中水分子的喪失，葉片氣孔導度升高可降低葉片同環(huán)境間的水蒸氣交換阻力，交換量升高的同時也促進了葉片中水分的散失，蒸騰速率的升高和水分利用率的降低可能會導致自身熱量的散失及光合能力的降低。

本研究通過分析不同栽培模式對玉露香梨和黃冠梨葉片光合特性，初步探討了密植式栽培和棚架式栽培模式下梨樹葉片光合作用的變化特點，揭示棚架栽培模式有利于增強玉露香梨和黃冠梨樹葉片光合作用和有機物質積累，有助于提升果實的品質與產量。

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