栽培管理对‘和田红’葡萄叶绿素荧光参数日变化的影响

蒋丽丽，王海鸥，杨小平，周龙*，杜展成

（1. 新疆农业大学林学与园艺学院，新疆乌鲁木齐 830052；2. 新疆芳香庄园酒业有限公司，新疆焉耆 841100）

和田红葡萄是新疆古老的地方品种，栽培历史超过两千年，因该品种适应性强，耐寒耐旱抗盐碱，被南疆各族人民广泛栽植。‘和田红’葡萄不仅可以鲜食，还是新疆阿瓦提县刀郎慕萨莱思保健酒的主要原料[1]。慕萨莱思是极具有市场潜力的葡萄酒饮品和保健品，有着很高的药用价值，含有人体必需的氨基酸、维生素、葡萄糖等多种营养成分以及钾、钠、铁等矿物质，有安神活络、活血调气的功能[2]。

‘和田红’在新疆南疆栽培多采用倾斜式小棚架，但是在建园过程中架口朝向混乱不一，栽培管理粗放，不利于‘和田红’葡萄的标准化生产与慕萨莱思酒品质的提高。目前，对于‘和田红’的研究多集中在果实品质分析、加工工艺和繁殖技术等方面[3]，而关于其在栽培架式、新梢处理等方面的研究鲜有报道。很多研究表明，叶幕的光合生产效率能够提高果实产量和品质[4]。因此，在露地栽培中选择适宜的栽培架式和人工修剪措施来改善光照条件，提高叶幕整体的光合效率就显得尤为重要。

李志伟等[5]通过比较深沟栽植和常规平畦栽植两种栽植方式下‘赤霞珠’‘美乐’等葡萄果实品质的变化，发现深沟栽植葡萄其果实可溶性固形物、总糖、可滴定酸含量、糖酸比显著高于常规平栽；赵海亮等[4]通过立体棚架、篱架、平棚三种架式对‘巨峰’葡萄光合特性与叶绿素荧光参数研究，发现立体棚架叶绿素荧光参数日变化较其他两种架式平稳，有更好的光合特性。万昊等[6]对宁夏产区‘北红’葡萄晚霜后修剪的研究发现，低负载量更利于糖分的积累和酸度的降低，也更有利于次生代谢产物的积累。

叶绿素是植物叶片的主要光合色素，其含量与光合作用密切相关，叶绿素荧光蕴含着丰富的与光合原初反应有关的信息，荧光检测技术已经被广泛用于检测PSII活性[7]。本研究在测定不同处理叶幕叶绿素含量和叶绿素荧光参数日变化的基础上，探讨葡萄不同架式和栽培管理技术与光合特性之间的关系，期望为生产中栽培技术的改进和提高提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于新疆塔里木盆地西北部阿瓦提县（北纬40.37°，东经80.20°），年平均气温为10.4～11 ℃，极端最高气温39.4 ℃（7—8月），极端最低气温-25 ℃（1月），全年以南风为主，无霜期205 d。

1.2 试验材料

以‘和田红’葡萄为试材，树龄4年，倾斜式棚架栽培，基架高度1.8 m，梢架高度2.2 m。株行距1.0 m×2.5 m，独龙干整形。

1.3 试验方法

‘和田红’葡萄浆果膨大期（5月底），选择坐东朝西架式（A）和坐西朝东（B）架式各一行。在A架式和B架式中随机选取健康、生长一致的营养枝（A1、B1）和结果枝，挂牌标记。结果枝副梢摘心处理（A2、B2）和不摘心处理（A3、B3）。结果枝副梢摘心处理方法为：果穗以上副梢留2片叶反复摘心，果穗以下副梢全部抹除，每处理5株葡萄。营养枝不做摘心处理。

1.3.1 叶绿素含量测定

在确定的架式内，选择结果枝（摘心5组和不摘心5组）、营养枝（5组）新梢上长势健康的第3节叶片，用SPAD-502进行叶绿素含量的测定。

1.3.2 荧光参数测定方法

于‘和田红’葡萄浆果迅速膨大期选择晴朗天气进行，采用FMS-2便携式脉冲调节式进行荧光参数的测定，从11：00—19：00每2 h测定1次，各个处理分别取上、中、下各部位长势一致的叶片，将选择的叶片经过充足的自然光照射，先测定自然光下叶片叶绿素荧光参数，然后暗适应20 min，测定叶片初始荧光（Fo）、最大荧光产量（Fm），最大光化学效率Fv/Fm，并计算出光化学淬灭（qP）。

PSII最大光化学效率：Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm

实际光化学效率：ΦPSII=(F'm-Fs)/F'm

光化学淬灭：qP=(F'm-Fs)/F'v

1.4 数据处理

试验数据处理和绘图采用Excel软件完成，SPSS 20.0软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA）。

2 结果与分析

2.1 不同摘心处理对‘和田红’葡萄叶绿素含量的影响

从图1叶片叶绿素相对含量（SPAD值）变化可以看出，不同架口朝向对‘和田红’葡萄浆果膨大期叶绿素含量变化的影响差异明显。坐东朝西架式结果枝叶片叶绿素的含量明显高于坐西朝东的，而在营养枝上的结果则截然相反；生长季摘心与否对叶绿素含量没有影响，但是结果枝上叶片的叶绿素含量明显高于营养枝。

图1 不同处理下葡萄叶片叶绿素含量变化Figure 1 Variation of chlorophyll content under the different treatments leaves of grapevine

2.2 不同摘心处理对 ‘和田红’葡萄叶绿素荧光参数日变化的影响

2.2.1 对初始荧光Fo的影响

初始荧光Fo是PSII反应中心处于完全开放时的荧光产量，它与叶绿素浓度有关，与光化学无关。从图2叶片初始荧光Fo日变化可以看出，一天中除A2和A1外其他各个处理总的变化趋势均呈现“降-升-降”的单“S”曲线变化。其中B2和B3的Fo明显高于其他处理，Fo最低的为A1处理，A3、A2和B1处理从13：00—17：00点Fo值很接近，没有明显的差异，但是A3处理始终大于A2和B1处理。

图2 不同处理下葡萄叶片初始荧光Fo日变化Figure 2 Diurnal variation of initial fluorescence(Fo) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.2 对最大荧光产量Fm日变化的影响

最大荧光产量Fm反映经过PSII的电子传递情况，从图3叶片最大荧光Fm日变化可以看出，除了B2处理外，各个处理的Fm总体呈现上升趋势，说明其PSII的电子传递系统没有受到抑制，A处理的Fm上升幅度明显大于B处理，而B处理除了B2之外变化幅度不明显，从各个处理一天中的变化趋势发现拐点主要出现在13：00—17：00。

图3 不同处理下葡萄叶片最大荧光Fm日变化Figure 3 Diurnal variation of maximal fluorescence (Fm) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.3 对最大光能转换效率Fv/Fm日变化的影响

最大光能转换效率Fv/Fm表示PSII的潜在量子产量，是植物光合表现的一个敏感指标，从图4叶片最大光能转换效率Fv/Fm日变化可以看出，从11：00到19：00各个处理之间变化幅度不大，总体都保持在0.74～0.86，只是在15：00时各个处理略有下降，下降幅度相对较大的为B1和B3处理，分别降低了7.5%和7.2%。

图4 不同处理下葡萄叶片最大光能转换效率日变化Figure 4 Diurnal variation of optimal/maximal photochemical efficiency (Fv/Fm) under the different treatments leaves of grapevine

2.2.4 对光化学淬灭系数qP日变化的影响

光化学淬灭系数是PSII激发能捕获效率的体现，在一定程度上反映了PSII反应中心的开放程度，一般情况下qP值愈高说明热耗散能力愈强。从图5叶片光化学淬灭系数qP值的日变化可以看出，不同架式之间变化趋势明显不同，坐东朝西架式总体呈现先上升后下降的趋势，而坐西朝东架式呈现先下降后上升的趋势。其中qP值最高的是A1处理，光化学淬灭系数为1.06；qP值最低的是B1处理，光化学淬灭系数仅仅为0.67。

图5 不同处理下葡萄叶片光化学淬灭系数日变化Figure 5 Diurnal variation of photochemical quenching coefficient (qP) under the different treatments leaves of grape

3 讨论

光照强度会影响植物叶片叶绿素的生物合成，而叶绿素的含量也同时影响PSII反应中心的电子传递。本研究发现，架式不同朝向之间葡萄叶片的叶绿素含量差异显著，且坐东朝西架式明显高于坐西朝东。关锐洁等研究遮阴对金荞麦生长的影响时发现，随遮阴强度增加，金荞麦叶片叶绿素含量逐渐增加[8]。两种架式不同时段的受光不同，上午坐东朝西架式的光合作用要强，而下午坐西朝东的受光面大，看似受光面和受光时间差别不大，但是下午的温度高于上午，推测认为产生叶绿素含量差异的主要原因除了受光面和受光照时间外，温度也会影响叶绿素的合成。何勇等在研究低温和弱光对辣椒叶片叶绿素含量时也发现低温会影响叶绿素的生物合成，使其含量降低[9]。

不同的架式和不同的叶幕厚度会明显影响植物的光合特性与叶绿素荧光参数，进而影响到果实的产量和品质，因此叶绿素荧光可以作为光合作用的有效探针，能够反映一些光合生理的重要指标[10]。Fv/Fm是指经过充分暗适应的植物叶片PSII最大光化学效率，是表示PSII光化学效率的重要指标，一般来说Fv/Fm值越大，表明该植物的光能利用潜力越大[11]。而本研究中发现不同处理下‘和田红’葡萄叶片最大光能转换效率Fv/Fm日变化从11：00到19：00各个处理之间变化幅度不大，说明不同架式、摘心强度和果枝类型对‘和田红’葡萄的最大光合能力影响不大。分析认为新疆的环塔里木盆地夏季光照充足，气温高，光热辐射强度大，独特的气候条件导致不同栽培措施处理后叶绿素荧光参数变化不明显。

4 结论

在相同的光照条件下，采用不同的架式和栽培措施后‘和田红’葡萄叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数存在一定的差异。坐东朝西架式结果枝叶片叶绿素的含量明显高于坐西朝东的；对叶绿素荧光参数的分析发现，初始荧光Fo、最大荧光产量Fm、最大光能转换效率Fv/Fm和叶片光化学淬灭系数qP值虽然随着架式和栽培措施不同有一定的变化，但是变化不明显。