何莉娟,洪明偉,龍?chǎng)┖?,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(shù),落葉小喬木或灌木[1],生長(zhǎng)于亞熱帶和溫帶。石榴花期長(zhǎng),果實(shí)晶瑩剔透,其觀(guān)賞和保健功能提高了石榴產(chǎn)品附加值[2]。云南是中國(guó)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?chē)鶦O2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(duì)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(duì)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)。
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(shù),株行距2 m×3 m,南北行向,主干自然半圓形,樹(shù)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。
選取樹(shù)勢(shì)均一、長(zhǎng)勢(shì)良好的軟籽石榴樹(shù)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(duì)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(kāi)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。
葉片光合日變化。6月19日,每株試驗(yàn)樹(shù)在樹(shù)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(yáng)的2片葉,用光合測(cè)定儀(LI-6400型)測(cè)定葉面中部?jī)艄夂纤俾省饪讓?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(shù)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(cè)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(shù)樹(shù)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(cè)定葉片百葉重;利用葉片厚度儀測(cè)定葉片厚度;葉面積儀測(cè)定葉片大小和葉片寬度。
采用Excel 2017進(jìn)行數(shù)據(jù)分析,通過(guò)SPSS 19.0進(jìn)行方差分析。
如表1,石榴葉面噴施不同濃度光碳核肥后,測(cè)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(wú)顯著差異,即在溫度較低時(shí),處理與CK之間均無(wú)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(wú)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(duì)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。
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(wú)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(duì)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。
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(wú)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(wú)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(duì)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(duì)照;18∶00時(shí)處理T4(256.33 μmol/mol)最高,顯著高于對(duì)照(218.33 μmol/mol);
綜合分析各處理及對(duì)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
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(wú)顯著差異;10∶00時(shí)處理與CK之間均無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)顯著差異。
綜合分析各處理及對(duì)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(duì)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(duì)照。而T2(100倍液)相比對(duì)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
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(wú)顯著差異,而顯著高于CK(215.60 μg/min·g);7月,T1最高,與T2、T4無(wú)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(wú)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
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(wú)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(wú)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(wú)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
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(wú)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(wú)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(wú)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
如表9,石榴葉面噴施不同濃度光碳核肥對(duì)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(duì)照CK(27.64 g);葉片厚度各處理及CK之間均無(wú)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(wú)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)
在突尼斯軟籽石榴生長(zhǎng)期內(nèi),2021年3月19日開(kāi)始葉面噴施光碳核肥,間隔10~15 d噴1次,共8次。與對(duì)照相比,4個(gè)噴施濃度75、100、150、200倍液,對(duì)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(duì)凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率具有一定的抑制作用。
對(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(shuō)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(duì)促進(jìn)突尼斯軟籽石榴的葉片生長(zhǎng)發(fā)育效果最佳。