日光温室马铃薯连作年限与叶片光合速率变化测定

赵春燕，刘 莺

（甘肃省天水市农业科学研究所，甘肃 天水 741000）

光合作用是地球上最重要的化学反应和规模最大的生物合成过程，其形成的有机物和氧气是人类赖以生存的物质基础。开展马铃薯库源关系中源叶碳水化合物代谢、光合作用调控机制等方面的研究，对于马铃薯生长发育的调控以及高品质的生产具有重要的意义［1］。我们于2009年进行了不同连作年限下日光温室马铃薯植株光合的特性测定，找出马铃薯连作后其各项光合指标的变化趋势，以期为克服或减轻马铃薯连作障碍提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

指示马铃薯品种为大西洋。

1.2 试验设计

试验设在亚盛集团条山农场日光温室内，采用单因素设计，共设5个处理。处理A为马铃薯正茬，处理B为马铃薯连作1 a，处理C为马铃薯连作2 a，处理D为马铃薯连作3 a，处理E为马铃薯连作4 a。随机排列试验，3次重复，小区面积5.76m2（3.2m×1.8m）。马铃薯于12月14日播种，采用垄上种植，垄宽50 cm，每垄种2行，株距20 cm，密度10万株/hm2。播前结合整地施入有机肥45 t/hm2、普通过磷酸钙600 kg/hm2做底肥；播种时施入硫酸钾复合肥600 kg/hm2、尿素150 kg/hm2、磷酸二铵225 kg/hm2、硫酸钾150 kg/hm2、硫酸锌30 kg/hm2做种肥。马铃薯现蕾期、盛花期分别追施硫酸钾复合肥、尿素各150 kg/hm2，盛花期追施硫酸锌15 kg/hm2、硫酸镁15 kg/hm2、硫酸锰45 kg/hm2。其余管理同当地大田。

1.3 测定及统计方法

自2010年1月7日开始，每隔2 d用CIRAS-1便携式光合仪（英国PP-Systems公司生产）测定净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、大气CO2浓度（Ca）、细胞间隙CO2浓度（Ci）、大气湿度及部分光合有效辐射（PAR）。测定时间为9:00～17:00时，至3月15日结束。试验数据采用Microsoft Excel2003进行处理、绘图，采用DPS7.5统计软件进行方差分析。

1.4 日光温室光合有效辐射（PAR）及CO2浓度

经测定（图1、2），试验期间日光温室光合有效辐射（PAR）9:00～17:00时的变化趋势为先升高后降低，最高点出现在11：00～12：00时，光饱和点为500μmoL/（m2·s）左右。CO2浓度09：00～17：00时呈先高后低再逐渐增高的趋势，最高点为9：00时左右，最低点为11：00～12：00时，下午关闭通风口后CO2浓度又稍有升高。

图1 日光温室光合有效辐射（PAR）日变化

2 结果与分析

2.1 不同连作年限下马铃薯不同生育期光合速率

光合速率不是一个稳定变化的参数，随着环境条件（光照、温度、二氧化碳等）的变化而发生变动。由表1可以看出，马铃薯盛花期9:30～11:30时光合速率正茬最高，为12.97μmol/（m2·s），随连作年限增加呈逐渐减小趋势，之后又有所增加；马铃薯成熟期9:30～11:30时光合速率也以正茬最高，随连作年限增加呈逐步下降的趋势。

表1 连作马铃薯不同生育期9:30～11:30时光合速率变化

2.2 不同连作年限下马铃薯叶片净光合速率（Pn）与蒸腾速率（Tr）的日变化

通过图3可以看出，在不同连作年限下，马铃薯叶片净光合速率（Pn）最高值均出现在11：00时左右，之后不断下降。

由图4可以看出，日光温室马铃薯叶片蒸腾速率（Tr）最高值出现在12：00～13：00时。

图3 连作马铃薯的净光合速率日变化

图4 连作马铃薯的蒸腾速率日变化

3 小结与讨论

1） 日光温室马铃薯盛花期9：30～11：30时的光合速率正茬最高，随连作年限增加呈逐渐减小的趋势，之后又有所增加。成熟期光合速率随连作年限增加呈逐步下降的趋势。叶片净光合速率最高值均出现在11：00时左右，之后下降。叶片蒸腾速率（Tr）最高值出现在12：00～13：00时。这可能与温室中光合有效辐射最高点出现在11：00～12：00时。CO2浓度变化呈现先高后低再逐渐增高的趋势，最高点为9：00时左右，最低点为11：00～12：00时有关。

2） 光照、温度、空气中的CO2浓度、土壤和水分状况的日变化，都对光合速率产生影响。日出后光合速率逐渐提高，中午前达到高峰，以后逐渐降低。一般情况下下午的光合速率要低于上午的光合速率，这不仅与外界条件有关，而且与叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制也有一定关系。

［1］ 董建力，惠红霞，任 贤，等.春小麦光合速率与产量的关系研究［J］.甘肃农业科技，2001（6）：10-12.