全 文 ：园 　艺 　学 　报 　2006, 33 (4) : 813～816
Acta Horticulturae Sinica
收稿日期 : 2005 - 08 - 24; 修回日期 : 2005 - 11 - 11
基金项目 : 中国博士后基金项目 〔中博金 (1998) 9号〕; 辽宁省博士启动基金项目 (20001044)3 通讯作者 Author for correspondence ( E2mail: lvdeguo@1631com)
5种樱桃砧木光合特性的初步研究
秦嗣军　吕德国 3 　杜国栋　刘国成
(沈阳农业大学园艺学院 , 辽宁沈阳 110161)
摘 　要 : 以马哈利、大青叶、本溪山樱、吉塞拉 5号及考特 5种樱桃砧木为试材 , 通过气体交换等方
法研究了它们的光合特性。结果表明 , 马哈利对低浓度 CO2及高光强利用能力均强 , 光合能力最大 ; 考特
对弱光利用能力显著强于马哈利和吉塞拉 5号 , 但其光合能力最弱 ; 5种樱桃砧木新梢中下部、中部、中
上部叶面积占新梢总叶面积比率及相应 3部分光合产物占总光合产物比率均明显高于基部和顶部所占比率 ,
中下部及中部叶片较大且发育良好 , 是整个新梢叶片光合生产力的主要贡献者。
关键词 : 樱桃 ; 砧木 ; 光合特性
中图分类号 : S 66215　　文献标识码 : A　　文章编号 : 05132353X (2006) 0420813204
The Prelim inary Study on Photosyn thetic Character istics of F ive Cherry
Rootstocks
Q in Sijun, LüDeguo3 , Du Guodong, and L iu Guocheng
(College of Horticulture, Shenyang A gricultural U niversity, Shenyang, L iaon ing 110161, China)
Abstract: The photosynthetic characteristics of five rootstocks of cherry Cerasus m ahaleb (L. ) M ill. ,
Cerasus pseudocerasus ( L indl. ) G. Don. ‘Daqingye’, Cerasus sacha linensis Kom. , ‘Gisela 5’, and
‘Colt’were studied by gas exchange. The results showed that there were differences among photosynthetic ca2
pacity, carboxylation efficiency, apparent quantum yield, CO2 compensation points, CO2 saturation points,
light compensation p ionts and light saturation points in the five rootstocks of cherry. The capacities of Cerasus
m ahaleb L. using low concentration CO2 and high intensity illum ination were high, and photosynthetic capacity
was the biggest, though the capacity of using low light of Colt was higher than Cerasus m ahaleb L. and Gisela,
the photosynthetic capacity of Coltwas the smallest. Photosynthetic capacitieswere differences among the leav2
es of different position of the shoots, the p roportion of the leaf areas of different position of new shoot in total
areas and photosynthetic p roducts in total photosynthetic p roducts were different. The percentage of leaf area
in total leaf area and photosynthetic p roducts in total photosynthetic p roducts of the basal2m iddle, m iddle and
m id2top part leaveswas higher than that of the base and top part leaves, the leaves of basal2m iddle and m iddle
parts were bigger and developed better, which were the major parts of photosynthetic capacity.
Key words: Cherry; Rootstock; Photosynthetic characteristics
1　目的、材料与方法
我国生产上应用的樱桃砧木类型较多 , 但适应性广、综合性状优良的砧木较少〔1〕, 常出现根系
适应性差、与嫁接品种亲和不良、根癌病发生严重等问题。目前对此尚缺乏系统研究 , 尤其是对砧木
光合特性等基础研究尚欠深入 , 而这些研究正是评价其生态适应性的基础〔2～5〕, 本试验对不同类型樱
桃砧木的需光特点和光合特性进行研究 , 以期为樱桃砧木选择提供一定的理论依据。
供试材料马哈利 〔Cerasus m ahaleb (L. ) M ill. , 起源于欧洲地中海地区 〕、大青叶 〔Cerasus pseud2
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ocerasus (L indl. ) G. Don‘Daqingye’, 主要分布在中国长江流域 〕、本溪山樱 〔Cerasus sacha linensis
( Fr. Schu) Kom. , 主要分布在中国东北 〕、吉塞拉 5号 ( ‘Gisela 5’, 德国育成的矮化砧木 ) , 及考
特 (Colt, 英国育成的无性系砧木 ) 于 2004年 5月初栽植于沈阳农业大学设施果树试验基地冷棚 ,
正常土肥水管理 , 冬季保护越冬 , 2005年 6～7月进行光合指标测定。每处理选生长势一致试材 5
株 , 每株选 1个光照良好的顶部新梢 , 按其抽生长度平均分为基部、中下部、中部、中上部、顶部 5
部分 , 选中部完全展开叶进行光合参数指标测定 , 重复测定 5个叶片 , 并于 2005年 6月 1日及 2005
年 7月 7日对新梢每一叶片的叶面积及净光合速率 ( Pn) 进行测定。气体交换参数用 C IRAS21型便
携式光合系统进行测定。Pn、光合 -光 ( Pn2PAR) 响应曲线及光合 - CO2 ( Pn2Ca、Ci) 响应曲线测
定条件为 : 光强 1 963μmol·m - 2 ·s- 1 , CO2 350～360μmol·mol- 1 , 相对湿度 75%。从 123～1 963
μmol·mol- 1分 10个梯度进行 Pn2PAR响应曲线测定 , 每一光强下适应 5 m in后进行测定 , 用直线回
归求得 Pn2PAR响应曲线的初始斜率 , 即为表观量子效率 (AQY) , 同时计算光补偿点 (LCP) , 以拟
合曲线方程 ( y = ax2 + bx + c) 计算出饱和光强 ( SL) ; 从 50～2 000μmol·mol- 1分 16个浓度梯度进
行 Pn2Ca响应曲线测定 , 用直线回归求得 Pn2Ci响应曲线的初始斜率 , 即为羧化效率 (CE) , 以 Ci饱
和时的 Pn为 RuBP最大再生速率 , 以 Pn2Ca响应曲线方程计算 CO2 补偿点 ( CCP) 与饱和 CO2
( SC) ; 以没有气孔限制时的同化速率 (即 Ci为 350μmol·mol- 1的 Pn) 代表光合能力 ; 根据 Farqu2
har等〔6〕的方法计算气孔限制值 (L s)。参考 A rnon 〔7〕的方法测定叶绿素。采用 DPS数据处理系统进
行统计分析 (LSD法 )。
2　结果分析与讨论
211　5种樱桃砧木光合参数的差异
由表 1可看出 , 马哈利的 Pn显著高于其它 4种砧木 , Gisela 5及大青叶的 Pn亦较高 , Colt最低。
5种樱桃砧木光合能力也表现出与 Pn相似的结果。从 L s上看 , 除 Gisela 5较高外 , 其它 4种砧木间
无显著差异 , 说明 5种樱桃砧木光合能力差异是由非气孔限制引起 , 这可能与起源地生长环境、生态
适应性等砧木本身特性有关。另外 , 光合能力较强的马哈利与光合能力较弱的本溪山樱叶绿素含量最
高 , 其次是大青叶和 Gisela 5, Colt含量最低 , 说明不同砧木类型光合能力强弱不完全与叶绿素含量
高低一致 , 而是受多种因素影响。CE及 RuBP最大再生速率是影响光合能力的主要因素 , 试验结果
(表 1) 表明 , 在饱和光强 ( PAR 1 963μmol·m - 2 ·s- 1 ) 下马哈利的 CE及 RuBP最大再生速率显著
高于其它 4种砧木 , 表明马哈利对低、高浓度 CO2 利用率均高是其光合能力较强的主要原因。
表 1　5种樱桃砧木光合参数的差异
Table 1　D iversity of photosyn thetic param eter in f ive cheery rootstocks
材料
Materials
叶绿素
Chlorophyll
(mg·g - 1 )
净光合速率
Pn
(μmol·
m - 2 ·s - 1 )
光合能力
Photosynthetic
capacity(μmol
·m - 2·s - 1 )
羧化效率
CE
表观量子效率
AQY
气孔限制值
Volume of
stoma rest2
riction ( % )
RuBP最大再生速
率 Max regeneration
velocity of RuBP
(μmol·m - 2·s - 1 )
马哈利 C. m ahaleb 313 ±012 a 2012 ±110 a 2412 ±014 a 01075 ±01002 a 01033 ±01007 a 17 ±3 b 4418 ±114 a
吉塞拉 5号 Gisela 5 218 ±011 b 1516 ±018 b 2111 ±117 b 01061 ±01007 bc 01033 ±01004 a 26 ±2 a 2816 ±314 b
大青叶 C. pseudocerasus 219 ±012 b 1512 ±115 b 1718 ±015 c 01067 ±01005 ab 01027 ±01004 a 18 ±5 b 3115 ±415 b
本溪山樱 C. sacalinensis 312 ±011 a 1219 ±014 c 1516 ±016 d 01051 ±01002 c 01026 ±01004 a 17 ±5 b 2719 ±015 b
考特 Colt 214 ±012 c 1112 ±015 d 1312 ±110 e 01031 ±01011 d 01016 ±01003 b 16 ±4 b 3014 ±210 b
　　注 : 表中同列不同字母表示 5%水平上差异显著 , 每个数据为 5次测定的平均值。
Note: D ifferent letters in same line indicated significant difference at 5% level, values are means ±SE ( n = 5) .
212　5种樱桃砧木光合 - CO2、光响应曲线
从图 1 (A、B) 中可看出 , 在低 CO2 浓度范围内马哈利的 Pn随 CO2 升高上升最快 , 其次是大青
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　4期 秦嗣军等 : 5种樱桃砧木光合特性的初步研究 　
叶与 Gisela 5, 本溪山樱与 Colt上升最慢。经对低
CO2 浓度下 Pn响应值直线回归 , 可知马哈利、
Gisela 5、大青叶、本溪山樱、Colt的 CO2 补偿点
分别是 (84 ±6)、 (55 ±10)、 (115 ±4)、 (112 ±
7)、 (134 ±7) μmol·mol- 1。当 CO2 浓度上升达
849 ( Gisela 5 )、1 456 (大青叶 ) μmol·mol- 1
后 , 2砧木 Pn上升明显较其它砧木减缓 , 经计
算 , Gisela 5和大青叶的饱和 CO2 分别为 1 850 ±
28和 1 922 ±47μmol·mol- 1 , 而其它 3种砧木均
在 2 000μmol·mol- 1以上。
从图 1 (C) 中看出 , 5种樱桃砧木的 Pn对
PAR响应值整体上为马哈利 > Gisela 5 >大青叶
>本溪山樱 > Colt, 对其进行曲线回归可知其饱
和光强分别为 ( 1 669 ±38 )、 ( 1 398 ±4 )、
(1 585 ±27)、 ( 1 466 ±171)、 > 1 963μmol·
mol- 1 , 表明 5种樱桃砧木皆是喜光植物。另外 ,
当 PAR 降至 755μmol·mol- 1以下时 , 马哈利、
大青叶的 Pn随光强降低而迅速下降 , 其次是
Gisela 5和本溪山樱 , 而 Colt在所控光强范围内
始终呈缓慢下降趋势。对低光强下 5种樱桃砧木
Pn对 PAR 响应值进行直线回归可知 , Colt的
AQY最低 (表 1) , 表明相同弱光条件下其光合
能力最小 , 但从光补偿点 〔马哈利、 Gisela 5 、
大青叶、本溪山樱和 Colt分别为 (81 ±14)、 (53
±13)、 (42 ±8)、 (24 ±15)、 (27 ±17) μmol·
mol- 1 〕看 , 其可利用最低光强显著低于马哈利和
Gisela 5。
213　5种樱桃砧木不同节位叶片的净光合速率
樱桃砧木在新梢抽生初期 ( 2005 - 06 - 01) ,
马哈利叶片 Pn明显高于大青叶、本溪山樱和 Colt
3种砧木同一节位叶片 , 表现出较强的光合能力。
随着节位升高马哈利和 Gisela 5的 Pn表现出由高
到低的变化趋势 , 大青叶和 Colt则为低 —高 —低
型 , 而本溪山樱虽然在整体上较低 , 但相对稳定。
图 1　樱桃砧木的 Pn2Ca响应 ( A)、Pn2C i响应 ( B) 和
Pn2PAR响应 ( C)
F ig. 1　Respon ses of photosyn thesis to d ifferen t CO 2 concen tr2
a tion s ( A) , d ifferen t in tercellular CO 2 concen tra tion s ( B) and
d ifferen t photon flux den sities ( C) in f ive cherry rootstocks
说明马哈利和 Gisela 5新展开的叶片达到较高 Pn需较长时间 , 而本溪山樱从展叶开始即保持相对稳
定的光合能力 , 这可能是由砧木本身特性及新梢抽生速度不同引起。在新梢生长中期 ( 2005 - 07 -
07) 大青叶和本溪山樱叶片 Pn较抽生初期整体均有所提高 , 而马哈利和 Gisela 5整体上则继续维持
较高的 Pn, 表明此期随着叶龄加大 Pn逐渐上升。
214　5种樱桃砧木新梢各部分叶面积及光合产物比例
从表 2中可看出 , 5种樱桃砧木新梢各部分叶面积及光合产物 (单位时间内 ) 所占新梢总叶面积
及总光合产物比例不同。基部、中下部、中部叶面积占新梢总叶面积比例分别小于相应 3部分光合产
物占新梢总光合产物比例 , 中上部、顶部叶面积占新梢总叶面积比例分别大于相应两部分光合产物占
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新梢总光合产物的比例 , 说明新梢中部以下叶片光合能力明显强于中部以上叶片。另外 , 从整体上
看 , 新梢中下部、中部、中上部叶面积占新梢总叶面积比例明显高于基部及顶部所占比例 , 相应各部
分光合产物占总光合产物比例也有相同的趋势 , 这与新梢不同发育进程形成的叶片大小、光合能力强
弱不同有关。新梢基部叶片较小 , Pn偏低 , 单位时间内同化的光合产物少 ; 中下部和中部叶片较大
且发育良好 , Pn较大 , 单位时间内同化的光合产物多 , 是整个新梢叶片光合生产力的主要贡献者 ;
中上部、顶部叶片展开较晚 , 叶片小且发育尚不健全 , Pn最小 , 单位时间内同化的光合产物亦最少。
因此 , 栽培管理中应尽可能维持新梢中下部叶片旺盛的生理功能 , 使叶片的光合能力较长时间维持在
较高水平上 , 以利于光合产物的积累。
表 2　5种樱桃砧木新梢不同部位叶面积和光合产物所占的百分率
Table 2　Ra tio of photosyn thetic ra te and leaf area of leaves in d ifferen t position shoots in f ive cherry rootstocks ( % )
材料
Material
月份
Month
基部 Basal part
A B
中下部 Basal2m iddle part
A B
中部 M iddle part
A B
中上部 M id2top part
A B
顶部 Top part
A B
马哈利 C. m ahaleb 6 1114 1610 3212 4213 2210 2216 1912 1513 1511 319
7 1211 1610 2115 2612 2814 3216 2118 1718 1611 713
吉塞拉 5号 Gisela 5 6 912 1219 2315 3016 2518 2916 2319 1719 1717 910
7 1215 1219 1918 2012 2117 2218 2616 2810 1913 1610
考特 Colt 6 911 1116 2419 2813 2913 3813 2618 2113 919 017
7 2118 2517 2510 2616 2112 2414 2318 1818 812 415
大青叶 C. pseudocerasus 6 1315 1417 3513 3715 1911 2019 1611 1616 1512 1014
7 1319 1712 2111 2913 2411 2117 2218 1718 1811 1410
本溪山樱 6 1812 1813 3611 4213 2016 2319 1711 1412 810 115
C. sachalinensis 7 1116 1014 2212 2515 2318 2115 2410 2212 1814 2014
　　注 : A: 占总叶面积 % ; B: 占总光合产物 %。
Note: A: Percentage of total leaf area; B: Percentage of total photosynthetic p roducts.
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