光碳核肥對石榴葉片發(fā)育的影響

何莉娟，洪明偉，龍雯虹，子金麗，楊榮萍

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)園林園藝學(xué)院，云南昆明 650201)

石榴(PunicagranatumL.)又名金罌、天漿等，是石榴科(Punicaceae)石榴屬(PunicaL.)果樹，落葉小喬木或灌木[1]，生長于亞熱帶和溫帶。石榴花期長，果實(shí)晶瑩剔透，其觀賞和保健功能提高了石榴產(chǎn)品附加值[2]。云南是中國石榴的大產(chǎn)區(qū)，永勝縣發(fā)展軟籽石榴產(chǎn)業(yè)，從海拔1 200 m的金沙江河谷到海拔1 700 m的三川鎮(zhèn)均有大面積種植。

光碳核肥是一種新型環(huán)保的水溶性葉面肥、肥料增效劑。它能高效吸附綠色植物葉莖表面的二氧化碳，提高周圍CO2濃度，增加葉片光合色素生成，提高光合作用[3]，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[4]。2021年，筆者對突尼斯軟籽石榴進(jìn)行葉面噴施4個(gè)不同濃度的光碳核肥試驗(yàn)，研究對石榴光合速率日變化、葉片蔗糖代謝相關(guān)酶活性、葉片農(nóng)藝性狀的影響，探尋適宜突尼斯軟籽石榴光碳核肥噴施濃度，為光碳核肥的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法度

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)在云南省永勝縣片角卜甲村示范區(qū)進(jìn)行(北緯26°2′，東經(jīng)100°34′，海拔1 460 m)，河谷地帶，紅壤土，pH4.8，有機(jī)質(zhì)含量12.0 g/kg，含全氮0.85 g/kg，全磷0.4 g/kg，全鉀14.5 g/kg。干旱少雨，晝夜溫差大。栽植突尼斯軟籽石榴樹，株行距2 m×3 m，南北行向，主干自然半圓形，樹齡5年。

供試葉面肥為光碳核肥，含氨基酸10%、微藻20%、酵母糖10%、吸附劑5%，內(nèi)蒙古光捕碳農(nóng)業(yè)科技有限公司提供。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

選取樹勢均一、長勢良好的軟籽石榴樹進(jìn)行試驗(yàn)。葉面噴施光碳核肥設(shè)4個(gè)濃度處理，T1(75倍)、T2(100倍)、T3(150倍)、T4(200倍)液，以噴清水為對照CK，共5個(gè)處理。單株小區(qū)，重復(fù)3次，隨機(jī)區(qū)組排列，共15個(gè)小區(qū)。2021年3月19日開始噴施，間隔10～15 d噴1次，共8次，在晴天上午8∶00～10∶00噴施。統(tǒng)一常規(guī)管理。

1.3 測定指標(biāo)與方法

葉片光合日變化。6月19日，每株試驗(yàn)樹在樹冠上部外圍同方位，選取新梢第7、8片葉受光方向一致、葉色一致、向陽的2片葉，用光合測定儀(LI-6400型)測定葉面中部凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率，從8∶00～18∶00每2 h 1次。

分別在5、7、8月噴施光碳核肥第4、7、8次后，分別采集樹冠上部東、南、西、北4個(gè)方位的成熟葉片，放入干冰中帶回實(shí)驗(yàn)室，按試劑盒方法測定酸性轉(zhuǎn)化酶、中性轉(zhuǎn)化酶、蔗糖磷酸合成酶的活性。

植株農(nóng)藝性狀。于果實(shí)膨大期(2021年7月20日)，從每株試驗(yàn)樹樹冠中上部東、南、西、北4個(gè)方向采摘新梢的第7、8片成熟葉100～120片，混合后測定葉片百葉重；利用葉片厚度儀測定葉片厚度；葉面積儀測定葉片大小和葉片寬度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過SPSS 19.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 石榴葉面噴施光碳核肥后凈光合速率的日變化

如表1，石榴葉面噴施不同濃度光碳核肥后，測定6月19日一天的葉片的凈光合速率日變化時(shí)，10∶00以前18∶00以后，各處理及CK之間均無顯著差異,即在溫度較低時(shí)，處理與CK之間均無顯著差異。只有在溫度高時(shí)的12∶00～16∶00時(shí)，處理及CK相互間有顯著差異，或高或低。

表1 噴施不同濃度光碳核肥的石榴葉片凈光合速率的日變化 μmol/m2·s

12∶00時(shí)，只有處理T1(14.19 μmol/m2·s)顯著高于CK(9.93 μmol/m2·s)；14∶00時(shí)，以CK為高(12.56 μmol/m2·s)，4個(gè)處理均低于CK；16∶00時(shí)，以處理T4、T3為高(14.73、13.85 μmol/m2·s)，二者無顯著差異，而都顯著高于CK、T1、T2(10.56、10.01、10.29 μmol/m2·s)。

綜合分析各處理及對照葉片的凈光合速率日變化動(dòng)態(tài)認(rèn)為，一天中以處理T4的凈光合速率較高。

2.2 石榴葉面噴施光碳核肥后氣孔導(dǎo)度的日變化

如表2，石榴葉片氣孔導(dǎo)度日變化中，在8∶00～12∶00時(shí)，T4、T3與CK無顯著差異，14∶00時(shí)，T1(0.22 mmol/m2·s)最高，顯著高于CK(0.15 mmol/m2·s)；16∶00時(shí)，T4(0.29 mmol/m2·s)最高，與T3、T1(0.25、0.21 mmol/m2·s)均顯著高于CK(0.13 mmol/m2·s)；18∶00時(shí)，T4(0.13 mmol/m2·s)最高，顯著高于CK(0.08 mmol/m2·s)。

表2 噴施不同濃度光碳核肥對石榴葉片氣孔導(dǎo)度的日變化 mmol/m2·s

葉片氣孔導(dǎo)度高，有利于氣體交換和光合作用。

2.3 石榴葉面噴施光碳核肥胞間CO2濃度的日變化

如表3，石榴葉片胞間CO2濃度日變化中，8:00時(shí)處理T4(289.63 μmol/mol)最高，T3(284.70 μmol/mol)次之，二者與CK(279.26 μmol/mol)無顯著差異；10∶00時(shí)，只T4(283.09 μmol/mol)最高，顯著高于CK(252.45 μmol/mol)；12:00時(shí)處理T4(280.58 μmol/mol)最高，但與CK(270.96 μmol/mol)無顯著差異；14∶00時(shí)，T3(272.06 μmol/mol)最高，4個(gè)處理均顯著高于對照；16∶00時(shí)，處理T1(295.00 μmol/mol)最高，4個(gè)處理均顯著高于對照；18∶00時(shí)處理T4(256.33 μmol/mol)最高，顯著高于對照(218.33 μmol/mol)；

綜合分析各處理及對照葉片的胞間CO2濃度日變化動(dòng)態(tài)認(rèn)為，以處理T4提高CO2濃度作用較大，有利于葉片的光合作用。

表3 噴施不同濃度光碳核肥的石榴葉片胞間CO2濃度日變化 μmol/mol

2.4 石榴葉面噴施光碳核肥后蒸騰速率的日變化

如表4，石榴葉片蒸騰速率，8∶00時(shí)CK(3.57 mmol/m2·s)為高，與處理T3、T4(2.71、3.15 mmol/m2·s)無顯著差異；10∶00時(shí)處理與CK之間均無顯著差異；12∶00時(shí)，以T1(10.60 mmol/m2·s)為高，與T4(8.96 mmol/m2·s)無顯著差異，顯著高于CK(7.74 mmol/m2·s)；14∶00時(shí),處理T1(8.97 mmol/m2·s)為高，顯著高于另3個(gè)處理及CK；16∶00時(shí)，處理T4(9.22 mmol/m2·s)為高，與T3(8.45 mmol/m2·s)無顯著差異，二者均顯著高于另3個(gè)處理及CK；18∶00時(shí)，處理T4(4.77 mmol/m2·s)最高，與CK(3.33 mmol/m2·s)無顯著差異。

綜合分析各處理及對照葉片的蒸騰速率日變化動(dòng)態(tài)認(rèn)為，處理T4保持高的蒸騰速率效果好，有利于水分的運(yùn)動(dòng)和葉片的光合作用。

表4 噴施不同濃度光碳核肥的石榴葉片蒸騰速率日變化 mmol/m2·s

分別計(jì)算各處理和對照的有關(guān)葉片光合速率4項(xiàng)指標(biāo)的日平均值(表5)，可以看出，突尼斯軟籽石榴石榴葉面噴施光碳核肥4個(gè)濃度，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率等指標(biāo)都以處理T4(200倍液)的為高，顯著高于另3個(gè)處理及對照。而T2(100倍液)相比對照有一定的抑制作用。

表 5 噴施不同濃度光碳核肥石榴葉片的光合速率日平均值

2.5 石榴葉面噴施光碳核肥后蔗糖磷酸合成酶活性的變化

如表6，石榴葉片中蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性變化：5月，處理T1(403.26 μg/min·g)最高，與T2、T3、T4均無顯著差異，而顯著高于CK(215.60 μg/min·g)；7月，T1最高，與T2、T4無顯著差異，而顯著高于T3和CK(277.48、201.88 μg/min·g)；8月，以處理T4(581.75 μg/min·g)最高，與T2、T3、CK(571.32、 453.16 304.38 μg/min·g)無顯著差異，僅處理T1(211.82 μg/min·g)顯著小。

表6 噴施光碳核肥的石榴葉片蔗糖磷酸合成酶(SPS)活性 μg/min·g

2.6 石榴葉面噴施光碳核肥后中性轉(zhuǎn)化酶活性的變化

如表7，石榴葉片的中性轉(zhuǎn)化酶(NI)活性的變化：5、7、8月CK緩慢下降，處理T1、T2、T4先降后升，T3緩慢上升。5月，處理與CK之間均無顯著差異；7月，處理T1、T2、T3(576.00、602.97、610.54 U/g)為高，與CK(610.37 U/g)之間無顯著差異，僅處理T4(527.68 U/g)顯著低；8月，處理T4(646.34 U/g)最高，與T2、T3(623.74、640.65 U/g)無顯著差異，但顯著高于CK和處理T1。

表7 噴施不同濃度光碳核肥的石榴葉片中性轉(zhuǎn)化酶(NI)活性 U/g

2.7 石榴葉面噴施光碳核肥后可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶活性的變化

如表8，突尼斯軟籽石榴生育期內(nèi)葉面噴施光碳核肥后，葉片的可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶(S-AI)活性有變化。5、7、8月各處理與CK均逐漸上升。5月，以CK(50.81 μg/min·g)最高，與處理T1、T2、T4(36.46、35.34、31.15 μg/min·g)無顯著差異，而顯著高于處理T3(19.50 μg/min·g)；7月，以處理T1(75.92 μg/min·g)最高，與處理T4、CK(63.87、 64.30 μg/min·g)無顯著差異，而顯著高于處理T2、T3(44.89、46.86 μg/min·g)；8月，以理T1(199.15 μg/min·g)最高，與處理T4、CK(177.89、193.52 μg/min·g)無顯著差異， T1和CK(199.15、193.52 μg/min·g)顯著高于T2、T3(122.58、58.84 μg/min·g)。

表8 噴施光碳核肥的石榴葉片可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶(S-AI)活性 μg/min·g

2.8 光碳核肥處理對石榴葉片形態(tài)的影響

如表9，石榴葉面噴施不同濃度光碳核肥對葉片形態(tài)的效應(yīng)：百葉重只有處理T4(30.27 g)顯著大于對照CK(27.64 g)；葉片厚度各處理及CK之間均無顯著差異；葉片面積只有處理T4(13.91 cm2)顯著大于CK(9.01 cm2)；葉片寬度處理T4(5.43 cm)最大，但與CK(4.67 cm)也無顯著差異。綜合石榴葉片噴施光碳核肥各處理的形態(tài)表現(xiàn)認(rèn)為，以處理T4 效果為好。

表9 噴施不同濃度光碳核肥的石榴葉片性狀表現(xiàn)

3 小結(jié)與討論

在突尼斯軟籽石榴生長期內(nèi)，2021年3月19日開始葉面噴施光碳核肥，間隔10～15 d噴1次，共8次。與對照相比，4個(gè)噴施濃度75、100、150、200倍液，對促進(jìn)百葉重、葉片厚度、葉面積以及葉寬度等葉形態(tài)指標(biāo)具有一定的作用效果，以200倍液效果最好。200倍液顯著提高了凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度和蒸騰速率，而100倍液對凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率具有一定的抑制作用。

對提高葉片蔗糖磷酸合成酶、中性轉(zhuǎn)化酶、可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶等酶的活性方面結(jié)果是：在5月、7月，噴施75倍液對葉片蔗糖磷酸合成酶活性的提高作用效果最大，而在8月反而表現(xiàn)為抑制作用。此時(shí)200倍液促進(jìn)效果最大，較CK提高了91.1%；對葉片中性轉(zhuǎn)化酶活性，200倍液只在在8月表現(xiàn)出顯著的促進(jìn)作用；對葉片中可溶性酸性轉(zhuǎn)化酶活性，4個(gè)濃度的光碳核肥都無顯著的提高作用。植物葉片固定CO2后，在各種酶的作用下，最終以糖的形式貯藏在果實(shí)內(nèi)。試驗(yàn)結(jié)果說明增施一定濃度的光碳核肥可以有效增加石榴葉片中蔗糖相關(guān)代謝酶活性。在突尼斯軟籽石榴生育期，噴施適宜濃度的光碳核肥能提高石榴葉片蔗糖代謝相關(guān)酶活性。綜合分析，葉面噴施200倍液濃度處理的光碳核肥對促進(jìn)突尼斯軟籽石榴的葉片生長發(fā)育效果最佳。