牡丹江地区苹果不同品种光合特性的研究

刘畅，卜海东，冯章丽，顾广军，高红娜，张武杰，林存学，邢星，王蕊，于文全*

(1.黑龙江省农业科学院牡丹江科分院，黑龙江省果树工程技术研究中心，黑龙江寒地果树育种与栽培重点研究室，黑龙江省寒地果树研究开发与生产中试基地，黑龙江牡丹江157041；2.黑龙江省农业科学院黑龙江省现代农业示范区管理中心，哈尔滨 150059)

牡丹江地区苹果不同品种光合特性的研究

刘畅1，卜海东1，冯章丽1，顾广军1，高红娜1，张武杰1，林存学1，邢星1，王蕊2，于文全1*

(1.黑龙江省农业科学院牡丹江科分院，黑龙江省果树工程技术研究中心，黑龙江寒地果树育种与栽培重点研究室，黑龙江省寒地果树研究开发与生产中试基地，黑龙江牡丹江157041；2.黑龙江省农业科学院黑龙江省现代农业示范区管理中心，哈尔滨 150059)

用 TPS-2便携式光合作用测定系统测定了5种不同苹果品种的光合速率和光合作用日变化规律，结果表明，不同苹果品种的净光合速率(Pn)差异显著，齐早红显著高于龙冠和K9，黄太平和龙丰的Pn居中。不同苹果品种的Gs变化曲线有明显差异，Tr日变化曲线呈单峰型，不同苹果品种叶片净光合速率Pn日变化曲线呈不同趋势，主要有单峰型和不对称双峰型两种类型。黄太平的Pn曲线呈单峰型，峰值出现在13时。齐早红，龙丰，龙冠和K9的Pn曲线呈不对称双峰型，2个峰值分别出现在11时和15时，有“ 光合午休”现象。

寒地；小苹果；光合特性

苹果是落叶果树中最主要的树种，是世界四大水果之一，也是我国发展最快、影响最大的一个树种[1]。世界上苹果属植物主要存在35种，其中国原产有24种[2-3]。丰富的苹果种质资源是生产上直接利用、种质资源选育、种质创新和生物技术研究的物质基础[4]。光合作用是苹果树体生长与果实产量构成的基础[5]，因此，在苹果种质资源和苹果砧木的筛选中光合特性的研究十分重要[6-7]。近年来，国内针对不同环境条件、不同营养元素以及不同栽培方式对苹果光合作用的影响做了大量研究[8-10]，主要集中在大苹果，对黑龙江寒地小苹果相关研究很少。本试验测定了5个寒地小苹果品种与光合作用相关的指标，分析评价了指标间的相关性及种质资源间光合作用能力的大小，为寒地苹果品种生产的选择利用及育种工作提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地自然条件概况

试验地为黑龙江省级农业示范区，国家苹果产业技术体系标准示范园。位于黑龙江省牡丹江市温春镇牡丹江畔，三面环山，是典型的的盆地，129°50' E，44°41' N，海拔245m。试验材料为齐早红、黄太平、龙丰、龙冠、K9五个6年生植株。

试验仪器为英国PP Systems公司出的TPS-2便携式光合仪。

1.2 试验方法

1.2.1 光合特性比较测定。于2014年7月～2016年7月(晴天)进行。在树冠外围选取东、西、南、北4个方向50～100cm的枝条，用TPS-2便携式光合测定系统测定上述5个苹果品种的光合作用。品种间净光合速率(Pn) 比较测定在10～11 时进行，每个品种5次重复。同时采用开放式气路，净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr) 、气孔导度(Gs)、细胞间隙 CO2含量( Ci)参数由TPS-2仪器直接测得。

1.2.2 光合作用日变化测定。2016年7月7日( 晴天) 用TPS-2测定不同苹果品种的光合作用日变化，从7时至17时，平均每隔2h测定1次，同时采用开放式气路，全部在自然条件下进行，每次测定3次重复。

试验数据用Excel2013初步整理，统计分析由SPSS22.0完成。

2 结果与分析

2.1 不同苹果品种间光合特性比较

通过表1可以看出，苹果不同品种之间的净光合速率(Pn)有显著差异，齐早红显著高于龙冠和K9，黄太平和龙丰的Pn居中。龙冠的蒸腾速率(Tr)显著高于黄太平，齐早红，K9和龙丰的Tr居中。龙冠，K9和龙丰的气孔导度(Gs)显著高于齐早红和黄太平。龙冠的细胞间隙CO2含量 (Ci)显著高于齐早红，K9，龙丰和黄太平的Ci居中。

表1 不同苹果品种光合特性比较

2.2 不同苹果品种光合作用日变化

2.2.1 不同苹果品种间叶片气孔导度(Gs)日变化。通过图1可以看出，不同苹果品种的Gs变化曲线有明显差异，龙冠和黄太平Gs曲线为双峰型， 2 个峰均分别出现在 11 时和 15 时。K9、龙丰和齐早红的Gs曲线为单峰型。

图1 不同苹果品种叶片气孔导度(Gs)日变化

2.2.2 不同苹果品种间叶片蒸腾速率(Tr)日变化。由图2可以看出，苹果不同品种叶片Tr日曲线变化趋势呈单峰型，上午Tr逐渐呈上升趋势，下午Tr逐渐呈下降趋势，峰值出现在上午11时。

图2 不同苹果品种叶片蒸腾速率(Tr)日变化

2.2.3 不同苹果品种间叶片净光合速率(Pn)日变化。通过图3可以看出，不同苹果品种叶片Pn日变化曲线趋势不同，主要呈单峰型和不对称双峰型两个类型。黄太平的Pn曲线呈单峰型，峰值出现在13时。齐早红，龙丰，龙冠和K9的Pn曲线变化趋势为不对称双峰型，2个峰值分别出现在11时和15时且第一个峰值略高于第二个峰值。

图3 不同苹果品种叶片光合速率(Pn)日变化

2.2.4 不同苹果品种间叶片细胞间隙CO2浓度(Ci)日变化。通过图4可以看出，不同苹果品种叶片Ci日变化曲线类型呈现2种类型，分别是单谷型和双谷型。齐早红和龙冠的Ci曲线呈单谷型，上午7时后Ci 随着 Pn 的增加不断下降，在11时达最低，11 时之后开始缓慢回升。黄太平，龙丰和K9的Ci曲线变化趋势为双谷型， 11时和15时曲线出现2个低谷，13时Ci出现一个上升的曲线。

图4 不同苹果品种叶片细胞间隙CO2浓度(Ci)日变化

2.2.5 不同苹果品种间叶片温度(℃)日变化

图5 不同苹果品种叶片温度(℃)日变化

通过图5可以看出， 不同苹果品种叶片温度℃日变化呈单峰型曲线，最高温度出现在13时，12时与最高温度相差不大。

3 讨论

3.1 不同苹果品种光合特性比较

目前对苹果光合作用的研究主要集中在大苹果品种或品种间的差异，很少对东北寒地小苹果进行比较，本研究在齐早红、黄太平、龙丰、龙冠与K9这5个东北主栽品种，来比较不同苹果品种间光合作用的差异。从试验结果可以看出，适合当地栽培的苹果品种齐早红及黄太平与龙丰的Pn较高，而K9的Pn值在几个品种当中最低。K9的Tr和Ci也在测定的几个品种中不高，因为K9是辽宁果树所的品种。由此可以推论，苹果品种的光合作用能力与适应性之间可能存在一定的联系，即当地培育栽培的品种光合能力较强。本试验地点在牡丹江畔，是苹果树栽培的适宜区，可能与其它地区的栽植得出的结果会有所不同。

3.2 不同苹果品种光合作用日变化

本试验结果表明，苹果不同品种的 Pn 日变化曲线主要呈单峰型和不对称双峰型 2 种趋势，黄太平的Pn曲线呈单峰型，齐早红，龙丰，龙冠和K9的Pn曲线呈不对称双峰型存在明显的午休现象，第一个峰值高于第二个峰值。上午苹果叶片的 Pn 呈上升趋势，而 Ci 呈下降趋势，说明此时的光合抑制因素主要为气孔性限制，在13时出现“ 光合午休”现象。5个品种的气孔导度的日变化曲线与光合速率的日变化趋势有正相关关系。

[1]束怀瑞．苹果学[M].北京：中国农业出版社，1999：1-2．

[2]俞德浚．中国果树分类学[M]．北京：中国农业出版社，1979．

[3]李育农．苹果属植物种质资源研究[M]．北京：中国农业出版社，2001．

[4]刘凤之，王昆，曹玉芬，等．我国苹果种质资源研究现状与展望[J]．果树学报，2006，23(6)：865-870．

[5]何科佳，李健权，杨玉，等．夏季高温下猕猴桃不同节位叶片光合作用研究[J]．湖南农业科学，2012(21)：114-116．

[6]张建光，刘玉芳，施瑞德．不同砧木上苹果品种光合特性比较研究[J]．河北农业大学学报，2004，27(5)：31-33．

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[8]冯焕德，李丙智，张林森，等．不同施氮量对红富士苹果品质、光合作用和叶片元素含量的影响[J]．西北农业学报，2008，17(1)：229-232．

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[10]牛俊玲，解思敏．果园生草对苹果树光合特性影响的研究[J]．山西农业大学学报，2000，20(4)：353-355．

2017-02-13

现代农业产业技术体系建设专项资金(CARS-28)

刘畅(1984-)，男，硕士，助理研究员，从事寒地果树遗传育种与种质资源研究工作,E-mail：changchang_3000@163.com；*通讯作者:于文全。

S661.1

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2017.03.006