3種OT系列切花百合開花期光合日變化特性研究

劉巧玲1，周 斌1， 廖 晴2， 盛 瑋1

(1.新疆林業(yè)科學(xué)院，新疆烏魯木齊 830002；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所，新疆烏魯木齊 830002)

摘要[目的] 探討3個(gè)OT系列切花百合品種開花期光合作用的日變化特性。[方法] 以從荷蘭引進(jìn)的3個(gè)OT系列切花百合品種可可茶(Cocossa)、冰塊(Ice Cube)、薩塔瑞羅(Saltarello)為供試材料, 在開花期對(duì)各品種光合作用的日變化進(jìn)行觀測(cè)，比較了不同品種光合作用的共性和特性。[結(jié)果] 在相同光照及高溫條件下，冰塊(Ice Cube)用“午休”來(lái)減少光合作用及葉片水分蒸騰速率，且該品種對(duì)光能的利用率較高；可可茶(Cocossa)具有較好的耐旱性和節(jié)水能力；冰塊(Ice Cube)午間光合速率降低主要是受非氣孔限制因素的影響。[結(jié)論] 該研究可為OT系列百合品種的篩選及優(yōu)質(zhì)高效栽培與管理提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞OT系列百合；光合作用；日變化特性

中圖分類號(hào)S682.2+65

基金項(xiàng)目新疆維吾爾自治區(qū)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)資助項(xiàng)目；新疆維吾爾自治區(qū)科技廳成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(201254113)。

作者簡(jiǎn)介劉巧玲(1980- )，女，新疆烏魯木齊人，工程師，碩士，從事園林植物引種、繁育等方面的研究。

收稿日期2015-07-30

StudiesonDiurnalVariationsofPhotosyntheticCharacteristicsofThreeOTSeriesofCut-flowerLilyVarietiesinFloweringStage

LIUQiao-ling1，ZHOU Bin1，LIAO Qing2et al(1.XinjiangAcademyofForestry,Urumqi,Xinjiang830002; 2.HorticultureInstituteofXinjiangAcademyofAgriculturalSciences,Urumqi,Xinjiang830002)

Abstract[Objective] The research aimed to discuss the diurnal variations of photosynthetic characteristics of three OT series cut-flower lily varieties in flowering stage.[Method] Taking three OT series cut-flower lily varieties including Cocossa，Ice Cube，Saltarello as test materials，the diurnal variations of photosynthetic characteristics of each variety in the flowering stage were observed.The commonness and characteristics of photosynthesis of different varieties were analyzed.[Result] Under the same light and high temperature conditions，Ice Cube used a "lunch break" to reduce photosynthesis and leaf transpiration rate and it had higher utilization rate of light energy.Cocossa had better drought resistance and water-saving ability.The depression of photosynthetic rate of Ice Cube was influenced by non-stomatal limitations.[Conclusion] The research could provide theoretical basis for the screening and high-quality efficient cultivation and management of OT series cut-flower lily varieties.

KeywordsOTseriescut-flowerlily;Photosynthesis;Diurnalvariations

OT系列百合是東方百合和喇叭百合雜交品種，其品種特性具有一些老品種所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)[1]：花苞大、花色豐富、花香從以往的香濃改為淡雅，生長(zhǎng)周期的縮短、植株高度的適中、品種抗性的增強(qiáng)。這些都決定了該品種將引導(dǎo)百合市場(chǎng)的新潮流，將逐漸成為百合的發(fā)展方向。蒸騰作用和光合作用是與植物生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)密切相關(guān)的生理過(guò)程。葉片的氣孔導(dǎo)度是估算蒸騰速率和光合速率不可或缺的重要參數(shù)之一。因此,研究植物氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及光合速率等光合特性是溫室植物生產(chǎn)中環(huán)境調(diào)控與優(yōu)化管理的重要前提[2]。筆者以從荷蘭引進(jìn)的3種OT系列切花百合原種為試驗(yàn)材料,分析了不同品種光合作用的共性和特性，以期為OT系列百合品種篩選及優(yōu)質(zhì)高效栽培管理提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料選取3個(gè)OT系列雜交百合品種：可可茶(Cocossa)、冰塊(IceCube)、薩塔瑞羅(Saltarello)，規(guī)格均為14～16cm，種源為荷蘭進(jìn)口種球，種植于烏魯木齊縣南山水西溝鎮(zhèn)溫室大棚中，在百合生產(chǎn)上，為了保證切花品質(zhì)，常用遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋調(diào)節(jié)光照防止莖稈向光生長(zhǎng)彎曲及強(qiáng)光脅迫，因此采用了50%遮陽(yáng)網(wǎng)遮陰處理，種植株行距為15cm×20cm。

1.2試驗(yàn)方法在百合開花期，選擇一個(gè)晴天( 9:00～19:00)，使用英國(guó)Hansatech公司生產(chǎn)的PPSystems便攜式光合測(cè)定儀(CIRAS-2)測(cè)定光合日變化，每隔2h測(cè)定1次。為了消除時(shí)間上的誤差, 每個(gè)品種選取3株，取其平均值，每次重復(fù)測(cè)定時(shí)各品種間采取隨機(jī)測(cè)定的方法。

同時(shí)，記錄凈光合速率(Pn)、蒸騰速率(Tr)、氣孔導(dǎo)度(Gs)和細(xì)胞間CO2濃度(Ci)等參數(shù)值。采用Excel2013對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析，采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

2結(jié)果與分析

2.13種OT系列百合葉片凈光合速率(Pn)的日變化冰塊(IceCube)凈光合速率Pn的日變化值呈雙峰趨勢(shì)，11:00和15:00 Pn值較高，具有明顯的午休現(xiàn)象； 可可茶(Cocossa)和薩塔瑞羅(Saltarello)凈光合速率Pn的日變化值呈單峰趨勢(shì)，均在13:00時(shí)達(dá)到最高值；可可茶(Cocossa)Pn的變化較為急劇，早晨和傍晚Pn值均為三者最低，午間Pn值又為三者最高，急速上升達(dá)到最高值后又急劇下降，對(duì)外界氣象因子較為敏感；薩塔瑞羅(Saltarello)Pn值的變化較為平緩，特別是Pn達(dá)到最高點(diǎn)后下降緩慢，午后光合能力較強(qiáng)。

圖1　3種OT系列百合葉片凈光合速率的日變化

2.23種OT系列百合葉片氣孔導(dǎo)度(Gs)的日變化氣孔作為水分和CO2進(jìn)出葉片的通道，控制著葉片光合作用所需的物質(zhì)原料。氣孔運(yùn)動(dòng)對(duì)葉片缺水非常敏感，輕度水分虧缺就會(huì)引起氣孔導(dǎo)度下降。與Pn值的變化趨勢(shì)相同，冰塊(IceCube)的Gs值呈雙峰變化趨勢(shì)，高峰分別在11:00和15:00出現(xiàn)，第2個(gè)峰值低于第1個(gè)峰值，出現(xiàn)了午休現(xiàn)象?？煽刹?Cocossa)和薩塔瑞羅(Saltarello)葉片氣孔導(dǎo)度的日變化呈單峰變化趨勢(shì)，可可茶(Cocossa)的Gs峰值出現(xiàn)在13:00，高峰后急劇下降，而薩塔瑞羅(Saltarello)的Gs峰值出現(xiàn)在11:00，高峰后下降緩慢。

圖2　3種OT系列百合葉片氣孔導(dǎo)度的日變化

2.33種OT系列百合葉片蒸騰速率(Tr)的日變化蒸騰速率是指單位葉面積在單位時(shí)間蒸騰散失水分的數(shù)量，與凈光合速率和氣孔導(dǎo)度的變化趨勢(shì)相一致，冰塊(IceCube)的E值呈現(xiàn)雙峰趨勢(shì)，在11:00和15:00出現(xiàn)高峰，13:00出現(xiàn)午休現(xiàn)象；可可茶(Cocossa)和薩塔瑞羅(Saltarello)均呈單峰拋物線型，在13:00達(dá)到最高值。13:00左右正是氣溫最高、光強(qiáng)最強(qiáng)的時(shí)段, 高溫和強(qiáng)光導(dǎo)致葉溫迅速增高, 葉片內(nèi)外氣壓梯度增加, 導(dǎo)致蒸騰速率加快。

圖3　3種OT系列百合葉片蒸騰速率的日變化

2.43種OT系列百合葉片胞間CO2濃度(Ci)的日變化3種OT系列百合葉片胞間CO2濃度(Ci)的日變化均呈現(xiàn)早晨最高、中午降低、傍晚回升的趨勢(shì),這與植物白天利用CO2進(jìn)行光合作用有關(guān), Ci中午出現(xiàn)一個(gè)低谷, 似乎說(shuō)明Ci對(duì)Pn有直接影響。經(jīng)相關(guān)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 3種OT系列百合葉片的凈光合速率與胞間CO2濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)(冰塊百合葉片的凈光合速率與胞間濃度的相關(guān)系數(shù)為-0.910,可可茶百合葉片的凈光合速率與胞間濃度的相關(guān)系數(shù)為- 0.922,薩塔瑞羅百合葉片的凈光合速率與胞間濃度的相關(guān)系數(shù)為-0.818)。

圖4　3種OT系列百合葉片胞間CO 2濃度(Ci)的日變化

3結(jié)論與討論

(1)3個(gè)OT系列雜交百合品種中冰塊(IceCube)凈光合速率日變化Pn值呈雙峰趨勢(shì)，具有明顯的午休現(xiàn)象； 可可茶(Cocossa)和薩塔瑞羅(Saltarello)凈光合速率日變化Pn值呈單峰趨勢(shì)。這表明在相同光照及高溫情況下，冰塊(IceCube)會(huì)產(chǎn)生自我保護(hù)，用“午休”來(lái)減少光合作用及葉片水分蒸騰速率。

(2)3個(gè)OT系列雜交百合品種中冰塊(IceCube)凈光合速率Pn日值及日均值最高，說(shuō)明該品種對(duì)光能的利用率較高，這與田間觀測(cè)到的該品種生長(zhǎng)速度快的結(jié)果相一致。

(3)3個(gè)OT系列雜交百合品種中可可茶(Cocossa)蒸騰速率Tr日值及日均值最低，說(shuō)明在相同環(huán)境條件下該品種具有較好的耐旱性和節(jié)水能力[3]，冰塊(IceCube)蒸騰速率Tr日值及日均值較高，一方面說(shuō)明它的輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，生理活動(dòng)比較旺盛；另一方面說(shuō)明其生長(zhǎng)發(fā)育要消耗更多的土壤水分，在干旱季節(jié)或降雨較少的地區(qū)栽培，需要更頻繁的灌溉以補(bǔ)充水分，確保其生命活動(dòng)的正常進(jìn)行。

(4)冰塊(IceCube)午間凈光合速率Pn下降階段出現(xiàn)葉片胞間CO2濃度Ci升高, 氣孔導(dǎo)度Gs降低的趨勢(shì), 表明這個(gè)品種凈光合速率降低均不是由于氣孔限制因素引起葉肉細(xì)胞間CO2不足, 而主要是由非氣孔限制因素引起,如葉肉阻力、葉肉自身羧化酶活性等[4]，具體因素還需進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]楊爽，袁曉娜，王中軒，等.‘OT’系列百合品種評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建[J].北方園藝，2014(14)：55-58.

[2]李剛.溫室切花百合氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率及光合速率模擬研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2012.

[3]蔡嘉琪，尹林克，錢春,等.七個(gè)釀酒葡萄品種光合特性的研究[J].落葉果樹，2008(3)：14-16.

[4]梁開明,曹洪麟，徐志防，等.臺(tái)灣青棗及野生種的光合作用日變化及光響應(yīng)特征[J].園藝學(xué)報(bào)，2008,35(6)：793-798.