全 文 ：设施栽培欧李光合特性的研究
薛仿正1 , 温鹏飞2 , 柴凯2 , 王鹏飞2 , 杜俊杰2＊　
(1.山西省运城市果业局 , 山西运城 044000;2.山西农业大学园艺学院 ,山西太谷 030801))
摘要　以欧李 3号为试材 ,对设施内外及露地条件下欧李的光合特性进行了研究 ,并对影响欧李光合速率的有关生理因素及环境因素
进行了综合分析。结果表明:设施栽培条件下 ,欧李 3号叶绿素含量增加;欧李 3号净光合速率日变化均呈明显的双峰型曲线。设施条
件下净光合速率分别于 9:00、15:00达到高峰 ,分别为 19.98、9.59μmol/(m2·s)。而在露地 ,光合速率分别于 10:00、15:00达到高峰 ,且其
值明显低于设施内。综合分析各因素认为:欧李设施栽培时应避免湿度大幅度下降而导致的光合速率下降。
关键词　欧李;光合作用;设施
中图分类号　S 662.3　　文献标识码　A　　文章编号　0517-6611(2006)23-6100-02
Study on the Photosynthetic Characteristics of Chinese Dwarf Cherry Grown in Greenhouse
XUE Fang-zheng et al　(Yuncheng Pomiculture Office , Yuncheng , Shanxi 044000)
Abstract　 The Chinese Dwarf Cherry No.3was used as experimental material to study the photosynthetic characteristics of mature leaf inside and outside
greenhouse.Moreover , the factors influencing photosynthetic rate were analyzed.The results showed that the chlorophyll content of Chinese dwarf cherry
was increased in greenhouse.The diurnal variation of net photosynthetic rate(Pn)showed two peak pattern.Pn reached maximum at 9:00 and 15:00 in
greenhouse, which was 19.98μmol/(m2·s)and 9.59μmol/(m2·s), respectively , whereas , in field , Pn reached maximum at 10:00 and 15:00 , respec-
tively and the value was lower.All the results indicated that the decreases of photosynthetic rate in greenhouse which induced by the decreases of atmo-
spheric relative humidity should be avoided.
Key words　Chinese dwarf cherry;Photosynthesis;Greenhouse
　　欧李[ Cerasus humilis(Bge.)Sok.]为蔷薇科樱桃属果树 ,
株高只有 0.3～ 1.5m ,多为 0.5～ 0.7m ,是理想的设施栽培树
种之一。近年来 ,随着人民物质生活水平的提高 ,对淡季新
鲜果品的需求增加以及果品反季节供应的高额利润 ,果树设
施栽培发展迅猛[ 1-5] ,但有关设施栽培条件下欧李的生理基
础与栽培的研究较少。笔者研究设施栽培条件下欧李的光
合作用特点和规律 ,旨在找出产量 、品质形成的限制因素 ,制
定最佳优质 、高产的栽培模式 ,充分发挥设施栽培欧李的生
产潜力。
1　材料与方法
1.1　试验条件　试验于 2006年 4 ～ 6月在山西农业大学科
技市场 3号温室和山西农业大学欧李种质资源圃进行。设
施为一面坡式塑料温室 ,长度 60 m ,跨宽 7 m ,顶高 2.8 m ,聚
乙烯膜扣棚 ,采用稻草毡覆盖保温。试材为设施内及露地 4
年生欧李 3号 ,株行距为 1m×1 m。测定时 ,每品种选 3株 ,
选取欧李基生枝中部 5 ～ 6片完全展开的功能叶进行测定。
试验采用常规管理。
1.2　研究方法　光合速率用美国产的 CI-301PS型便携式光
合测定仪测定。选择露地和设施内果实硬核前期的晴天测
定欧李叶片光合速率(Pn)的日变化 ,每天 7:00～ 19:001次/h
测定并记录叶面光合有效辐射(PAR)、叶温(TL)、相对湿度
(RH)、大气CO2浓度(Ca)、气孔导度(Gs)、细胞间隙 CO2 浓
度(Ci)等参数的日变化 ,测定叶片叶绿素含量[ 6] 。
2　结果与分析　
2.1　设施内外欧李 3号叶片叶绿素含量的变化　幼果膨大
期取叶片测定露地和设施栽培欧李 3号的叶绿素含量(表
1),结果表明:与露地栽培相比 ,设施内欧李 3号单位重量叶
基金项目　山西农业大学校内创新基金(200141);山西农业大学博士启
动基金。
作者简介　薛仿正(1963-),男 ,山西运城人 ,农艺师 ,从事果树栽培生
理方面研究。 ＊通讯作者 ,教授 , E-mail:djj738@163.com。
收稿日期　2006-09-04
片叶绿素含量增加 ,叶绿素 a 、b 、a +b 含量分别增加了 39.
4%、49.0%、42.1%,但叶绿素 a/b的比值降低。
　　表1 设施欧李3号叶片叶绿素含量 μg/ g
处理 叶绿素 a 叶绿素b 叶绿素 a+b 叶绿素a/ b
设施 1.84a 0.76a 2.60 a 2.42b
露地 1.32b 0.51 b 1.83 b 2.59 a
2.2　设施内外欧李 3 号光合速率的日变化　大量研究表
明 ,露地条件下杏[ 7] 、桃[ 8] 、葡萄[ 2]光合作用的日变化为双峰
型曲线。从 2006年 4～ 6月测得光合速率的日变化曲线可以
看出 ,设施条件下 ,欧李 3号在上午 9:00左右出现第 1次高
峰 , Pn达到 19.98μmol/(m2·s),之后净光合速率下降 ,在
11:00达到低谷 ,约在 15:00出现第 2次高峰 , Pn 达到 9.59
μmol/(m2·s),然后缓慢下降 ,呈双峰曲线。在露地栽培条件
下 ,欧李 3号光合速率的日变化与设施内基本一样 ,上午
10:00左右出现第 1次高峰 ,Pn达到 13.86μmol/(m2·s),之后
净光合速率下降 ,在 13:00达到低谷 ,约在 15:00出现第 2次
高峰 ,Pn 达到 6.61μmol/(m2·s),然后缓慢下降 ,也呈双峰曲
线。从图 1可知 ,欧李 3号设施内全天净光合速率高于设施
外 ,第 1、2高峰值分别是设施外的 1.44、1.45倍 ,两者差异达
显著水平。但设施内外的双峰出现原因不同 ,露地主要由光
照强度和温度等因素影响 ,而设施内则主要受 CO2 浓度
影响 。
2.3　设施内欧李 3号叶片光合有关生理因子的日变化及其
与光合作用的关系　从表2可知 ,晴天设施内 7:00 ～ 9:00 ,叶
面光合有效辐射(PAR)、叶温(TL)均偏低 ,而相对湿度(RH)
较大 ,这对光合作用的正常进行有一定的限制作用。但此时
Pn不断升高 ,到 9:00达到最高值。这说明 ,在上午 7:00 ～
9:00 ,PAR 、TL 、RH 虽然是限制因子 ,但不起决定作用 。CO2
作为光合作用的底物之一 ,其浓度必然会对光合作用产生重
大影响。上午 7:00 ～ 9:00 ,设施内CO2 浓度高出设施外的近
2倍 ,是光合作用的促进因子 ,并起决定作用。9:00以后 ,
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2006 ,34(23):6100-6101　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　责任编辑　庆 　责任校对　庆
PAR 、TL逐渐升高 ,RH很快下降 ,这对光合作用不利。这段
时间也是露地欧李光合作用最旺盛时段。但设施内 Pn不仅
没有上升反而下降 ,并在 12:00左右达到低谷。这是因为日
出后旺盛的光合作用消耗大量 CO2 ,从而使得设施内CO2 浓
度迅速下降 ,导致光合作用因底物不足而严重受限 。此期 ,
PAR 、TL 、RH 虽是光合作用促进因子 ,但未能起决定作用 ,
CO2 严重匮乏成为设施内光合作用的关键限制因子。
图1　设施内外欧李 3号净光合速率的日变化
　　表 2 设施内欧李光合因子的日变化
时间 Pnμmol/(m2·s)
PAR
μmol/(m2·s)
RH
%
Ca
mg/kg
Ci
mg/kg
Gs
μmol/(m2·s)
TL
℃
7:00 　　8.57 　　88.3 59.0 836.3 764.3 　 298.4 19.1
8:00 12.41 320.4 54.6 640.2 585.4 241.7 25.2
9:00 19.98 714.7 51.3 539.9 491.5 228.4 28.0
10:00 10.30 789.1 43.1 312.1 289.4 214.4 30.7
11:00 3.63 803.8 39.5 223.7 209.6 191.3 32.2
12:00 4.39 864.5 24.2 301.6 278.1 186.1 35.6
13:00 5.93 913.4 22.9 324.6 297.4 217.6 34.9
14:00 6.30 790.0 23.7 330.2 301.6 228.3 33.8
15:00 9.59 529.9 26.3 347.4 317.5 243.6 29.9
16:00 6.08 301.3 31.0 347.7 306.1 239.4 28.1
17:00 4.70 98.7 33.6 351.3 310.7 173.2 26.7
18:00 1.92 38.6 35.8 380.9 337.2 126.7 21.2
19:00 0.96 14.1 38.7 410.7 363.3 86.0 18.8
　　通风后 CO2浓度逐渐回升到大气水平 ,Pn 也略有回升。
但设施内 RH 逐渐降低 ,成为光合作用的限制因子 ,加上温
度偏高 ,致使 Pn 仍维持在 4.39 ～ 6.3μmol/(m2·s),出现了所
谓的“午休”现象。15:00后虽然 RH 、TL 、Ca 对光合作用有
利 ,但 PAR 逐渐减弱 ,成为关键的限制因子 ,致使 Pn 逐渐
降低。
2.4　气孔下腔细胞间隙 CO2 浓度与 Pn 的关系　考虑到大
气CO2浓度 Ca 变动对 Ci 的影响。以 Ci/Ca 代表叶片内
CO2 的动态变化 ,判断 1 d中 Pn的变化主要是由于气孔阻力
变化引起 ,还是非气孔因素所调节 ,需要考察 Pn 和 Ci/Ca
的变化。只有当 Ci/Ca 与 Pn 的变化方向相同时 ,才能认为
Pn的下降是由气孔因素引发的 ,也就是说 Pn 的下降是由于
气孔导度降低的结果;如果在 Pn 下降时 Ci/Ca保持稳定或
上升 ,则可认为 Pn的下降是非气孔因素引起的[ 9] 。
由图 2可见 , 9:00 ～ 17:00 , Pn 下降了 76.5%,而 Ci/Ca
基本保持不变 ,仅下降了 2.9%。说明 1d中的降低可能不是
主要由于气孔阻力的上升而导致的气孔下腔细胞间CO2 供
应不足所引起 ,而主要是由非气孔变化引起的。
图 2　设施欧李叶片净光合速率、CO2变化
3　讨论
(1)叶片是直接接受阳光的器官 ,受光的影响较大 。与
露地栽培的果树叶片相比 ,设施内栽培的果树 ,在弱光条件
下 ,叶片大而薄 ,光合性能低[ 10] 。因此 ,设施栽培条件下欧李
叶绿素含量增加可能与设施内光辐射减弱有关 。
(2)设施条件下 ,欧李叶片净光合速率晴天呈双峰曲线 ,
并且上 、下午的峰值差异显著。对许多植物净光合速率(Pn)
日变化的研究发现[ 9, 11] ,中午 Pn 降低 ,出现“午休”现象 。许
多学者认为 , “午休”是由于中午持续的高光照 、高温和低大
气湿度 ,导致细胞水分的大量蒸发 ,使水势降低 、气孔导度减
少 ,进而造成水分代谢失调 ,叶面温度过高 ,抑制了参与光合
过程的酶的活性 ,进而导致叶片羧化效率的降低 ,使净光合
速率锐减 ,从而影响光合作用而形成“午休”现象。从试验结
果看:10:00～ 12:00时光照较强 ,设施内外CO2 浓度差达到最
大 ,因此 ,Pn下降与CO2 浓度亏缺有较大的关系[ 12] ;12:00 ～
14:00时 Pn 、Gs都开始下降 ,而细胞间隙CO2 浓度(Ci)却略
有上升。这说明“午休”主要是非气孔限制造成的。
(3)试验结果表明 ,在设施栽培条件下 ,不仅要重视设施
内的温度 、光照 、CO2 浓度等因子的调控 ,而且更要重视设施
内湿度的变化 ,要注意为避免热伤害进行通风降温时造成的
空气湿度大幅度下降 ,这在春季干旱地区尤为重要。
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