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對幾種盆栽櫻桃植株光合代謝差異的研究
盆栽果樹受容器限制,根系的分布及其所處的土壤條件與田問植株有很大的差異。大部分盆栽果樹栽植當年部分植株可分化花芽,翌年即可開花結果,而田問植株一般需2-3年才能形成花芽,表明盆栽更有利于植株向生殖發育方向轉變。但不同栽植方式下植株的光合代謝是否有差異,這些差異對環境的響應是否相同,尚缺乏深入研究。作者對田問和盆栽櫻桃植株的光合特性及其對環境響應進行比較研究,旨在為其栽培管理提供科學依據。
1 材料與方法
供試材料為-本溪山櫻(CerasussachalinensasIran.)和-大青葉’(C.pseudocerasusG.Don-Daqingye'),苗木于2004年5月初分別栽植于沈陽農業大學果樹試驗基地田問及素燒盆(盆高20cm,盆口內徑25cm,盆底內徑20cm)中,冬季保護越冬。
2005年8月下旬,每處理選生長勢一致試材3株,從中選出5個光照良好的頂部新梢,每新梢選1片中部功能葉進行光合參數指標測定,2005年8月26日進行光合日變化的測定,6:30-17:30每隔1h使用植株粉碎機對盆栽櫻桃植株進行粉碎,測定1次,5次重復。
2 結果與分析
2.1田間與盆栽櫻桃植株光合特性的差異
由表1可看出,田問栽培的本溪山櫻及大青葉的Pn均顯著高于其盆栽植株,分別是盆栽植株的,(2跳2.40倍和1.45倍。葉綠素含量也表現出與Pn相似的規律(2005年6月初測定本溪山櫻及大青葉的葉綠素含量分別為同作者前期2006)研究結果相比(3.24士0.18)、EVI),田問本溪山櫻葉綠素含量沒有明顯的變化,田問大青葉則下降了249010.22)mg"g-而兩種盆栽植株葉綠素含量均下降明顯,表明盆栽櫻桃生長后期葉綠素降解較早,這可能是導致盆栽植株光合能力下降的原因之一。從氣孔限制值(Ls)上看,兩種田問櫻桃問無明顯差異,但均顯著大于其相應的盆栽植株,化效率說明盆栽植株Pn下降不是氣孔限制而是葉肉的光合能力差異造成的,因為田問栽培植株的梭(CE),RuBP最大再生速率和表觀量了效率(AQY)均顯著高于盆栽植株。
2.2田間和盆栽櫻桃植株光合作用對CO2和光強的響應
在3501amo1"moI-以下低COZ濃度范圍內,田問植株的Pn隨COZ濃度升高而上升的幅度顯著高于盆栽植株(圖1,A,B)oHi問本溪山櫻、盆栽本溪山櫻、Hi問大青葉及盆栽大青葉的COZ補償點(CCP)分別是(89士6),X116士7),X72士6)及(89士6)lamol"moI-,飽和COZ(SC)分別是(2252士46),2886士74),(2292篤9)及(2801此6)lamol"moI-。
可見田問植株CCP較其盆栽植株低,表明田問植株對低濃度COz的利用效率高于盆栽植株;盆栽植株SC均較其相應田問植株表明盆栽植株可利用更高濃度的COZ。從整體上看田問植株的Pn對COZ響應值明顯高于盆栽植當COz濃度在1200lamo1"moI-以上時,盆栽大青葉的Pn對COz濃度響應趨于平緩。
2.3田間和盆栽櫻桃光合作用的日變化
從圖ZA中看出,一天中除早、晚外,田問植株的Pn顯著大于盆栽植株。在早晨,隨著光強和溫度的逐漸增強,田問櫻桃的Pn上升幅度明顯快于盆栽櫻桃。下'I幾1-30左右田問櫻桃的Pn出現第2次高峰,但盆栽植株的Pn于上,i幾9.30以后便持續下降。經計算,田問本溪山櫻、盆栽本溪山櫻、Hi問大青葉及盆栽大青葉的日累計光合產物(同化COZ總量)分別為459.2n263.-393.9及284.7mmo1"m,由此可見,田問櫻桃的光合能力遠遠高出盆栽植株。
從圖ZB中看出,田問櫻桃的蒸騰速率(Tr)一天中基本呈低一高書氏的變化趨勢,而盆栽植株變化相對較小,且較田問植株低。早晨830前田問和盆栽櫻桃的氣孔導度(Gs)均迅速下降,而后基本維持在一定水平,整體上Hi問植株高于盆栽植株(圖Z)。盆栽櫻桃的胞問COZ濃度(Ci-除在中午1230時低于Hi問植株外,其余各時問均高于Hi問植株(圖Z)。盆栽櫻桃的Gs雖較Hi問植株低但并未造成Ci的下降。Farquhar和Sharkey(1982)認為,只有當Gs和Ci同時下降時才能確定Pn的下降是氣孔限制造成的,根據光合作用限制的這一判據可以斷定,一天中除1230左右外,盆栽櫻桃Pn比田問植株低的原因主要是由葉肉光合能力差異造成的,而不是由于GS較低造成的。
3 討論
田問植株葉肉光合能力顯著高于盆栽植株,這一點可以從Pn-Ci響應曲線中看出,在相同的Ci條件下,Hi問植株的Pn顯著高于盆栽植株,因此Hi問植株對COZ的需求量就顯著高于盆栽植株,即使在Gs高于盆栽植株的條件下,田問植株通過氣孔向細胞問隙供應COZ的速率仍然滿足不了葉肉光合機構對COZ的需求,因而表現出C訂氏于盆栽植株。
許多研究表明,水分脅迫能引起葉片Gs和Pn下降,雖然盆栽植株土壤供水能力有限(所用試材每日傍晚澆透水,晴熱天氣的下廠-幾處于一種短期水分脅迫中),但我們認為導致其光合下降的原因不僅僅是土壤水分供應不足,因為在上午-30左右盆栽植株并不缺水,而其Pn卻明顯低于Hi問植株。此外,Ci的變化也表明,盆栽植株Pn的下降也并不是Gs下降造成的。因此我們認為,盆栽植株由于根系生長受到限制,可能通過某種信號轉導機制影響到地上葉片的光合能力。另外,由于盆栽櫻桃受容器的限制對肥水緩沖能力較弱,長時問處于干濕交替的水分脅迫及土壤養分脅迫中,造成植株提前衰老,葉片功能下降,葉綠素含量下降,也可能是導致其Pn較田問植株低的原因之一。
盆栽櫻桃植株受水分、土壤養分脅迫導致營養生長較弱,光合能力較低,易提早進入衰老階段,使養分有利于向生殖發育方向轉化,這可能是引起盆栽植株早結果的重要因素之一。但對盆栽植株較低的光合能力與其較早的生殖發育之問的內在聯系,還需做進一步的深入研究。
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