全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 26(6)：631— 635 2OO6年 l1月
不同砧木嫁接番茄光合特性的研究
李文嘉1，王益奎1一，黎 炎1，康红卫1，吴永官 ，梁任繁
(1．广西农业科学院 蔬菜研究 中心，广西 南宁 530007；2．广西大学 农学院，广西 南宁 530005)
摘 要：采用 LI-6400便携式光合作用系统对田间条件下嫁接番茄(珍红／砧木 1号，珍红／桂砧 1号)以及接
穗(珍红)的光合作用特性进行了系统研究。结果表明：自根苗的光饱和点显著高于嫁接苗；自根苗和嫁接苗
的光补偿点差异不 显著 ，以珍红／桂砧 1号最高 (31．8／~molphotons·m 2·s-1)，珍红／砧木 1号最低 (17．6
／~molphotons·m ·s。)；嫁接苗的 C02补偿点显著低于 自根苗，且珍 红／桂砧 1号与 自根苗的差异达极显著
水平 ；表观量子效率变化范围为 0．062~0．073；C02饱和点在 844~971／~molC02·mol一1左右 ，C02羧化效率
变化范围为 0．055tO．086 molC02·m ·S_l；光合作用 C02补偿点珍红、珍红／砧木 1号和珍红／桂砧 1号
分别为74．0、60．8和50／~molC02·mol～。嫁接苗的日平均光合速率和蒸腾速率高于自根苗，但两者的日进
程曲线均为“单峰型”，其光合作用不存在“午休现象”。
关键词：番茄；光合特性 ；砧木 ；补偿点
中图分类号 ：Q945．1 文献标识码：A 文章编号：1000—3142(2006)06—0631—05
Study on different rootstock on ph0t0synthetic
characteristics of grafted tomatoes
LI Wen—j ia ，WANG Yi—kui 一，LI Yan ，KANG Hong—wei1，
W U Yong—guan ，LIANG Ren-fanI
(1．Vegetable Research Center，Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning 530007，China：
2．Agricultural College，Guangxi University，Nanning 530005，China)
Abstract：The photosynthetic characteristics of grafted tomatoes(Zhenhong／Rootstock 1，Zhenhong／Rootstock
1 1)and own root tomato(Zhenhong)under field conditions were studied by using the LI一6400 portable photo—
synthesis system．The results were as follows：The Zhenhong had the highest light saturation point(2 085
~molphotons·m · s一 )，the other two grafted species had lower light saturation point(1 1 95～ 1 390
~molphotons·m一 ·s一 )． The Zhenhong／Rootstock 1 1 had the highest light compensation point(31．8
~molphotons。m一 ‘s一 )，the other two species(Zhenhong／Rootstock 1，Zhenhong)had low light compensation
point(1 7．6 ~molphotons·m一 ·s一 ～ 1 8．9~molphotons·rnl2·S-1)．The apparent quantum effieiencv be—
tween 0．062 and 0．073．Under suitable temperature and saturation light intensity condition，CO2 saturation
point ranged from 844 ／~molC02·mol一 to 971／~molC02·mol一1，the carboxylation efficiency was between
0．055～ 0．086 mol C02·m一 ·s-。．The C02 compensation point of the Zhenhong，Zhenhong／Rootstock1，
Zhenhong／Rootstock 1 1 were 74．0／~molC02·mol一1，60．8 t~mol CO2·mol 1，50／~mol CO2·mol一1 respective—
ly．The photosynthetic diurnal variations in leaves of tomato had been studied
． The diurnal variations of net
photosynthetic rates and respiration rates exhibited“single peaked pattern”． They had the highest point at
midday and existed no“midday depression”in the photosynthesis
． The diurnal variations of internal CO2 con一
收稿 日期：2005—06—02 修回日期：2005—12—10
基金项 目：广西青年基金资助项目(桂科青 033999013)[-Supported by the Youth Foundation of Guangxi(033999013)-]
作者简介：李文嘉(1962一)，女 ，广西贵港市人，研究员，主要从事蔬菜遗传育种、新品种新技术的研究及推广工作。
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632 广 西 植 物 26卷
centration were j ust opposite to net photosynthetic rates．
Key words：tomato；photosynthetic characteristic；rootstock；compensation point
嫁接番茄是近年来番茄生产的栽培技术之一，
不但可以提高植株抗性(周长勇等 ，2001)，而且还使
植株具有长势好 、早熟 、高产优质等特性(邢 国明等，
2000)。国内外学者 已对嫁接番茄的矿质营养代谢
(张春兰等，1995)、产品品质(黄宁珍等，2000)及常
规栽培的番茄光合特性(丁兆堂等 ，2003；周春菊等，
1998)等开展广泛的研究 ，但是嫁接栽培条件下番茄
光合特性研究报道甚少，特别是在我国南方湿热地
区嫁接番茄的光合特性几乎很少报道，为此，作者通
过研究不同砧木嫁接番茄的光合特性及环境相关生
理生态因子，了解嫁接栽培条件下番茄光合生理生
态特性之间的差异 ，为研究嫁接番茄砧木高产作用
机理提供理论参考 。
1 材料与方法
1．1材料及试验设计
本试验于 2004年 6月至 2004年 12月在广西
农业科学院蔬菜研究中心试验基地进行。供试砧木
品种分别为砧木 1号(桂林金穗蔬菜种苗科技开发
中心提供)和桂砧 1号(广西农业科学院蔬菜研究中
心提供)；接穗为珍红(市场种子店购买)。2004年 9
月 14日分别将砧木 1号及桂砧 1号两个砧木品种
播种于育苗盘中，9月 19日播种接穗珍红于育苗盘
中，当接穗幼苗 3～4片、砧木 5～6片叶子时进行劈
接。嫁接后遮荫 5 d。2004年 9月 30日将 3种处理
即自根苗(珍红)、嫁接苗珍红／砧木 1号和珍红／桂砧
1号定植于大 田，田间种植采用完 全随机区组设计，
小区面积 l1．25 mz，定植时选取大小一致的苗每小区
定植 3O株，重复 3次 ，定植后按照常规管理。
1．2测定项 目及方法
取自根苗和嫁接苗顶端成熟叶(每次测定 3株，
每株选取 3片，取平均值)，采用 LI一6400(美 国 LI_
COR公司生产)便携式光合系统测定植株叶片的光
合速率(Pn，／~molCO2·m- ·s )、气孑L导度 (Gs，
molH20·m ·s )、胞 间 CO2浓度 (Ci，／~molCO2
·m- )以及蒸腾速率(Tr，mmolH20·m- ·s )，同
时记录光合有效辐射 (PAR，gmolphotons·m- ·
s- )、气温(Ta，℃)、空气相对湿度(RHr， )、大气
COz浓度(Ga，／~molCO ·tool。)以及叶室和环境中
各种生理生态影响因子。(1)光合一光强响应曲线
测定：采用 LI一6400-02B人工光源，PAR(光合有效
辐射)分别设定为 0、50、i00、200、400、600、1 000、
1 500、2 000、2 500 t~molphotons·m- ·s～，测量时
样本 室 CO 浓 度 (CO S)设 为 380~molCOz·
tool- ，叶 温 (T1)设 为 25± 1℃；表 观 量 子 效 率
(AQY)根据低 于 200／~molphotons·m- ·s- 光 强
下的光响应曲线斜率求得。(2)光合一CO 响应曲
线测定：采用仪器人工调节设定 CO 浓度，分别为
50、i00、200、300、400、600、800、1 200 ／~molC02·
tool- ，测量 时光合有效 辐射 1 500／~molphotons·
m- ·s～，叶温(T1)设为℃；CO 羧化效率(CE)根据
CO2浓度低于 300／~molC02·tool 时的 CO2响应
曲线斜率求得，CO 饱和条 件下的光合速率为
RuBP最大再生速率(Jmax)。(3)光合特性日变化
测定：从 8：30到 17：30，每 1．5 h测定 1次，每次
记录 3～5个数据，环境生态因子均由仪器记录。
光合有效辐射PAR(I JmOI·n1 ·s )
00
图 1 三种处理光合速率对光强的响应
Fig．1 Responses of photosynthetic rate(Pn)in
tomato to the light intensity
2 结果与分析
2．1番茄叶片光合速率对环境的响应
2．1．1对光强的响应 在温度 25±1℃，RH 6O
～ 7O ，样本室 CO 浓度(C0 S)设为380／~molC0
·tool 测得番茄叶片光合速率对光强的响应曲线
(图1)。在光合有效辐射低于 200／~molphotons·
m-z．s 时呈直线 上升 ，光合 有效 辐射超 过 1 000
t~molphotons·m- ·s 时，随着 PAR的增加而光合
速率增加减缓，当 PAR到达一定值后，3种处理光
5
一_s． E 。olo山l1、ud阱煅姐米
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6期 李文嘉等：不同砧木嫁接番茄光合特性的研究 633
合速率不再增加 。根据番茄叶片光合一光强响应曲
线的模拟方程 (珍 红 ：Y=一1E一05X +0．041 7x一
0．786 4，R 一0．975 7；珍红／砧木 1号：Y一-2E一
05X +0．055 6x一0．973 1，R 一0．987 7；珍红／桂砧
1号：y一一2E一05X +0．047 8X一1．508 1，R 一
0．981 9)，求得光响应特征参数 (表 1)，嫁接苗和 自
根苗的表观量子效率在 0．062~0．073之间，处理间
无显著差异；自根苗光饱和光合速率高于嫁接苗，为
42．7~molCO2·1TI ·S一，处理 间差异达到显著水
平 ；番茄叶片的光补偿点为 17．6～31．8／~mol pho—
tons·ITI ·S一，嫁接 苗和 自根苗之 间无显著差异；
但嫁接苗和 自根苗之间光饱 和点则达 到极 显著差
异 ，嫁接苗光适应范 围较小 的原因可能是由于嫁接
苗早期的生理机能不如 自根苗的缘故 ，这与黄瓜苗
期光合特性表现类似(郁继华等，2001)。
表 1 三种处理的表观量子效率 、光饱和
光合速率、光补偿点及光饱和点
Table 1 The apparent quantum yield(AQY)，light
saturated photosynthetic rate，light saturation
point and light compensation point in
leaves of different toma t0 varieties
T reat⋯ AQY篡Light sa- 光饱和点 光补偿点 Light sa—Lightturedcompensa-pon(p．moltn oi
photons (p．mol photons
·m’2·s’0) ·m’2·s-1) ·m’2·s-1)
注：a，b，C：5 水平显著；A，B，C：1 水平显著。以下同。
Note；a，b，C：Significant at 5％ |eve| A，B，C：Significant at 1
leve1．The same bellow．
2．1．2对 CO 的响应 在温度 25±1℃，RH 60
～ 70 ，PAR为 1 500／~molphotons·m ·S 条件
下测光合一CO 响应曲线如图2所示。嫁接苗和自
根苗的变化趋势基本一致 ，随着 CO 浓度增加光合
速率增加，当CO 浓度增加到 600~tmolCO ·mol
时，光合速率随着 CO 浓度升高而增加的速率趋向
缓慢 ，继续增加 CO 至 1 000~tmolCO ·mol‘左右
时，嫁接苗和自根苗叶片光合速率均达到饱和，即
COz的饱和速率；根据曲线模拟方程(珍红：Y=一5E
一 05X +0．097 1x一6．910 5，R 一0．988 7；珍红／桂
砧 1号 ：Y=-6E一05X。+0．101 3X一4．917 4，R 一
0．989 4；珍红／砧木 1号 ：Y⋯ 6E 05X +0．103 6X
一 6．076 1，R 一0．991 3)，可得 出 CO 羧化效率 、
RuBP最大再生速率、CO 补偿点和 COz饱和点(表
2)。嫁接苗和 自根苗之间的 CO 羧化效率无显著
差异，变化范围大约为 0．055～0．086 molCO ·m
·S～；珍红／桂砧 1号与珍红的 RuBP最大再生速率
之间的差异显著水平 ，但两嫁接组合之 间差异不显
著，3种处理相比自根苗的 RuBP最大再生速率最大，
达到 40．2~tmol CO ·rr · ；嫁接苗和自根苗之间
的 C0z饱 和点 变 化 范 围 为 844～971 vmolC02·
mo| ，差异均不显著；3种处理间C02补偿点的差异
显著 ，且珍红与珍红／桂砧 1号的差异达到极限著水
平，这说明嫁接栽培番茄利用低浓度 C 能力较强。
空气C02浓度Ga(u mo1．mo1 )
图 2 三种处理光合速率对 CO2的响应
Fig．2 Responses of photosynthetic rate(Pn)in
tomato to the environmental COz concentration
表 2 三种处理的羧化效率、RUBP最大再生
速率及 C02补偿点和饱和点
Table 2 The CE，J ax，CO2 saturation point
and COz compensation point in leaves of
different tomato varieties
O
COz羧 RuBP最大
处理 化 再生煮率 T
reatment ( 02 (
J z
。
lz⋯
ICO2
·m一2·s’1)·m’2·s 1)
2．2光合特性 日变化
自然条件下环境因子 日变化(图 3)。10月 28
日从 8：30到 17：30测定光合有效辐射，基本上呈
现开 口向下的抛物线趋势，在 12：O0～13：30可达
最大值；而环境中的C0 浓度和大气相对湿度的变
化与光强、气温相反 ，呈现开 口向上的抛物线趋势 。
10月中旬测定 3种处理番茄的光合速率的日
5
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634 广 西 植 物 26卷
变化如图4：A，结果显示：自根苗和嫁接苗的净光合
速率趋势均为单峰曲线，高峰出现在当日的 12：O0
(图 4)，分别为 19．7，21．2和 22．8 tlmolC0z·m- ·
s． ，均不存在“午休现象”。8：O0～II：O0，珍红、珍
红／桂砧 I号和珍红／砧木 I号光合速率几乎直线增
长，12：O0左右达最大值；然后缓慢下降，在 14：O0
綦
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姆
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求 、二
一
釜
二
。0 2
厘
丞§
8 3O 10 O0 11：3O 13：O0 14：3O 16 O0 17：3O
时间 Ti rile(cIock)
时迅速下 降，17：30自根苗 的光合速率为一0．6
tlmolC02·rn- ·s． ，说明此时自根苗的呼吸作用大
于光合作用；而桂砧 1号／珍红和砧木 1号／珍红的
光合速率分别为 0．19 tlmolCOz·m- ·s- 和 0．21
tlmolCO · 。·s～。无 论是桂砧 1号还是砧木 1
号，嫁接番茄的光合速率均高于自根苗珍红，全天平
8 3O 10：OO 11 3O 13 o0 14 3O 16：O0 17 3O
时间 T⋯e(cIock)
图 3 光合作用相关的主要环境因子 日变化
Fig．3 Diurnal changes of photosyntheticaIly active radiation (PRA)，air temperature，COz
concentration(Ga)and relative humidity(RH)in October
8．00 10：00 1 2：00 14 00 1 6 00 18：00
时间 Time(cl ock)
∽ ．
遏
0
呈
一
工
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靛
IZI
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广
制
图 4 三种番茄光合速率、蒸腾速率、胞间COz浓度和气孔导度的日变化
Fig．4 Diurnal changes in photosynthetic rate(Pn)，transpiration rate(Tr)，intercellular COz
concentration (Ci)and stomatal conductance in tomatoes
均光合速率分别高于珍红 8．1 9／6和 13．2 9，5。
3种处理的蒸腾速率随着一天时间变化先升后
降，最大值发生在 12：O0～14：30(图4：B)。嫁接
苗和自根苗蒸腾速率变化趋势基本一致，变化幅度
很大，最大值均发生在 14：O0左右，然后迅速下降。
嫁接苗的蒸腾速率 日平均明显高于 自根苗，方差分
析表明处理间差异达到极显著水平。3种处理胞间
CO 浓度变化与光合速率完全相反，总趋势是先迅
速降低后逐步升高(图 4：C)，嫁接苗与自根苗之间
差异不显著。所有供试材料的气孑L导度 日变化随着
时间的推移均呈先缓慢升高后逐步降低的趋势(图
4：D)；11：00左右 3种处理叶片的气孑L导度基本上
加 ∞ ∞ ∞ ∞
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6期 李文嘉等：不同砧木嫁接番茄光合特性的研究 635
达到最大值，中午一直维持较高的水平，此后逐步下
降，17：3O气孔导度几乎为零。
3 讨论
嫁接是使不同基因型的植物生长成一个植株，
必然会对其生长发育产生综合的影响。本试验结果
表明，通过选取不同砧木嫁接番茄对其光合特性参
数影响较大 ，明显改变了番茄的光合参数 。主要表
现：一方面，嫁接苗的光饱和点明显降低，可能是嫁
接苗前期的生理机能不如自根苗的缘故，在黄瓜苗
期光合特性研究中也有类似现象(郁继华等，2001)。
另一方面，嫁接苗的日平均光合速率高于对照，通过
嫁接栽培能明显提高番茄嫁接苗的光合日变化。另
外，3种处理间CO 补偿点的差异显著，通过桂砧 1
号砧木嫁接的番茄与自根苗间的差异达到极显著水
平，这说明嫁接栽培番茄能明显提高番茄利用低浓
度 CO 能力 。
前人研究光合速率日变化受外界环境影响时指
出，在正常情况下均为双峰曲线，即有明显的“午休
现象”，如黄瓜(马德华等，1997)和西葫芦(高志奎
等，1996)在保护地栽培 (崔志峰等，2000)和施 CO
肥条件(孙治强等，1997)下可能会出现单峰曲线，即
无“午休现象”。在嫁接栽培方面，有研究表明，自根
苗和嫁接苗的光合速率 日变化均呈双峰曲线，有明
显的光合“午休”现象，例如黄瓜(郁继华等，2001)和
西瓜(徐坤等，1999)。本试验中嫁接苗和 自根苗的
光合速率日变化净光合速率趋势均为单峰曲线，与
前人结果不一致，推测可能是空气中 CO 浓度减
少、胞间 CO 浓度降低、空气湿度降低等不利于光
合速率增加的因素出现，还有嫁接苗和 自根苗自身
因素的影响，从而使嫁接苗和自根苗均不存在“午休
现象”。番茄嫁接苗光合速率改变的内在原因可能
与嫁接苗具有较高的叶绿素含量、可溶性蛋白含量
和 RuBP羧化酶活性有关，但嫁接苗光合特性性能
变化机制尚缺乏系统深入的研究，如嫁接后是否改
变光合机构的运转、是否影响到光合电子的传递以
及对地上部分叶片的改变等都有待进一步研究。
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