辣椒不同叶位叶片光合特性初探

蓬桂华+张爱民+苏丹+邢丹+韩世玉

摘 要：为探明辣椒不同叶位叶片的光合特性，采用盆栽试验，利用Li-6400XT便携式光合仪测定了辣椒不同叶位叶片的光合参数。测定结果表明，不同叶位叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率的变化各不相同，叶位3的净光合速率最高，与其他叶位的差异达到极显著水平，不同叶位间的净光合速率与胞间CO2浓度呈显著负相关。

关键词：辣椒；叶位；光合特性

中图分类号：S641.3 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2014）18-0048-03

辣椒（Capsicum annuum L.）属茄科辣椒属植物，原产中南美洲，17世纪40年代传入中国，现已成为中国栽培面积最大的蔬菜品种之一[1]。多年来，国内外学者对辣椒光合作用的研究非常重视[2]，邹学校等[3]指出，辣椒光合作用的强弱不仅受植株叶位、生育期、环境因子、栽培条件的影响，而且不同品种的净光合速率差异很大。颉建明等[4]研究了陇椒系列辣椒的光合特性指出，陇椒系列辣椒具有较高的叶绿素含量和净光合速率，利用弱光的能力较强。徐小蓉等[5]研究了2种长势一致的不同辣椒品种（Onza和Cajamarca）的光合特性，结果表明2个长势相同的辣椒品种的光合作用存在差异。易干军等[6]指出，单叶光合速率因叶片的年龄、着生位置和受光角度的不同而呈现差异。而关于辣椒不同叶位叶片的光合特性变化研究较少，因此，本文以贵州省辣椒研究所多年选育的常规辣椒8024为材料，借助美国LI-COR公司生产的Li-6400XT便携式光合测定仪，测定了辣椒不同叶位叶片的光合特性，为进一步开展辣椒光合作用的研究提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料8024，为贵州省辣椒研究所多年选育的常规辣椒，果实向上，短锥形。

1.2 试验方法

①辣椒育苗与定植 采用漂浮育苗技术进行辣椒育苗，每穴播种1粒，待苗4叶1心时，单株定植在花盆中，盆口直径25 cm，定植10盆。

②叶位的确定 将分杈处的叶片记为1，向下依次记为2、3、4、5……直到最后一片叶。

③光合参数的测定 待辣椒生长到盛花期时，选择晴朗无风的天气，运用美国LI-COR 公司生产的Li-6400XT便携式光合作用测定系统，于10：00采用开放式气路测定辣椒不同叶位叶片的光合作用。测定时，选择3株生长较为一致的植株，测定参数包括净光合速率、蒸腾速率、胞间CO2浓度和气孔导度，取平均值进行数据分析。

1.3 数据处理

采用Microsoft Office和DPS进行数据整理。

2 结果与分析

2.1 辣椒叶片不同叶位净光合速率的变化

从图1可以看出，不同叶位叶片的净光合速率不同，整体表现出中部叶片的净光合速率高于上部和下部叶片的。在所测定的7个叶位中，叶位3的净光合速率最高，达到14.47 μmol CO2·m-2·s-1，与其他叶位之间的差异达到极显著水平（p<1%），最低的是叶位7，仅有9.83 μmol CO2·m-2·s-1，与叶位3相比，净光合速率下降了32.07%，而叶位1、2和5之间差异不显著（p>5%）。另外，叶位4作为中部叶片，其净光合速率显著低于叶位1和叶位2，极显著低于叶位5，可能与叶片的生理损伤有关，具体的原因有待进一步探讨。

2.2 辣椒叶片不同叶位气孔导度的变化

从图2可以看出，气孔导度的变化呈倒“V”形，即随着辣椒叶龄的增加，叶片气孔导度逐渐上升，到后期叶片衰老后则快速下降。在所测定的7个叶位中，叶位3与叶位4的气孔导度最高，达到

0.21 mol H2O·m-2·s-1，与其他叶位之间的差异均达到极显著水平，而叶位7的气孔导度最低，仅为0.12 mol H2O·m-2·s-1，相比最大值减少了42.86%。除叶位1与叶位5之间的差异没有到达极显著水平外，其他叶位之间的差异均达到极显著水平。

2.3 辣椒叶片不同叶位胞间CO2浓度的变化

从图3可以看出，不同叶位的胞间CO2浓度变化与净光合速率的变化相反，即净光合速率高的叶位胞间CO2浓度低，而净光合速率低的叶位胞间CO2浓度高。相关分析表明，不同叶位的净光合速率与胞间CO2浓度呈显著负相关（r=-0.81）。在所测定的7个叶位中，以叶位4的胞间CO2浓度最高，达到225.36 μmol CO2·mol-1，最低的是叶位3，仅为201.49 μmol CO2·mol-1，两者之间差异达到显著水平（p<5%）。而其他叶位之间的胞间CO2浓度虽有差异，但不显著（p>5%）。结合图1可以看出，由于叶位3的净光合速率最高，消耗了大量的CO2，导致细胞内积累的CO2浓度大大降低。

2.4 辣椒叶片不同叶位蒸腾速率的变化

从图4可以看出，不同叶位叶片的蒸腾速率变化情况与气孔导度的变化相似，也呈倒“V”形。在一定的时间内，随着叶龄的增加，叶片的蒸腾速率总体呈上升趋势，但当叶龄较大时，叶片的蒸腾速率则快速下降。在测定的7个叶位中，叶位7的蒸腾速率最低，仅为5.59 mmol H2O·m-2·s-1，其次是叶位6，与其他叶位差异达到极显著水平（p<1%）；叶位2、叶位3与叶位4之间虽有差异，但差异不显著（p>5%），但三者均极显著高于叶位1与叶位5，而叶位1次与叶位5之间差异不显著（p>5%）。

3 小结与讨论

植株上不同叶位的叶片由于生长时间的不同，其叶龄及相应的叶片活力有差异[7]。上层叶片由于刚刚形成，正处于旺盛生长时期，呼吸强，虽气孔导度较高，但许多内部结构不完善，因而净光合速率相对较低。而随着叶龄的增大，叶片结构变得完整，光合色素含量丰富，各种调节机制逐步完善，净光合速率相对较高。当叶片逐渐衰老，其组织结构开始遭到破坏，发生光合衰退、叶绿素逐步分解现象，细胞代谢水平不断下降，导致叶片光合能力也不断下降。王景燕等[8]研究指出，光叶子花叶片净光合速度随叶位上升呈先增大后减小趋势变化，最大值出现在第6叶位，气孔导度和蒸腾速率均随叶位上升而减小，胞间CO2浓度随叶位上升呈先减小后增大变化。霍振荣等[9]研究指出，辣椒不同叶位间净光合速率明显不同，幼叶净光合速率较高，老叶净光合速率较低，健壮叶片净光合速率最高。

本研究结果表明，不同叶位辣椒叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率的变化各不同，在所测定的7个叶位中，以叶位3的净光合速率最高，叶位7的最低，与其他叶位的差异达到极显著水平，这与前人的研究结果一致。随着叶位的升高，叶龄的增大，叶片的气孔导度与蒸腾速率变化较为一致，即先升高而后下降。胞间CO2浓度的变化与净光合速率相反，经相关分析，二者呈显著负相关。

作物的光合作用除受到自身遗传特性的影响外，外界环境如光强、温度、湿度、风速等条件以及植株的叶位、叶片方位、叶片年龄、叶片健康状况等因素都会对其产生较大的影响，要想准确测定植株的光合作用，需要我们控制好诸多试验因素。本研究仅仅反映了一个品种不同叶位在一个时间点的光合特性，不能完全代表整体，今后还应该选择不同类型的辣椒品种，从不同角度探明辣椒不同叶位叶片的光合能力，如叶龄与光合色素变化、不同叶位叶片的光饱和点与补偿点、侧枝及果实的有无对光合作用的影响等等，从而为实现在不同生育时期准确选择反映植株光合能力的叶片奠定基础，减少因叶片选择不准造成的误差，促进辣椒光合作用的研究。

参考文献

[1] 曹振木，詹园凤，刘维侠，等.营养生长期不同耐热辣椒叶片光合特性比较研究[J].中国农学通报，2006，22（11）：436-439.

[2] 陈银华，蒋健箴.光照强度对辣椒光合特性与生长发育的影响[J].上海农业学报，1998，14（3）：46-50.

[3] 邹学校，马艳青，刘荣云，等.辣椒净光合速率配合力分析[J].中国农业科学，2006，39（11）：2 300-2 306.

[4] 颉建明，郁继华，颉敏华，等.陇椒系列辣椒光合特性研究[J].甘肃农业大学学报，2008，43（1）：105-109.

[5] 徐小蓉，罗在柒，张习敏，等.辣椒（Onza和Cajamarca）光合特性研究[J].贵州科学，2011，29（5）：80-84.

[6] 易干军，姜小文，霍合强，等.琯溪蜜柚光合特性的研究[J].园艺学报，2003，30（5）：519-524.

[7] Gan B， Amasino R M. Making sense of senescence （molecular genetic regulation and manipulation of leaf senesecnce）[J]. Plant Physiol， 1997， 113： 313-319.

[8] 王景燕，龚伟，胡庭兴，等.光叶子花不同叶位叶片叶绿素含量和光合作用研究[J].四川林业科技，2006，27（6）：51-54.

[9] 霍振荣，庞金安，杜胜利.辣椒光合特性研究[J].华北农学报，1998，13（3）：121-124.

本研究结果表明，不同叶位辣椒叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率的变化各不同，在所测定的7个叶位中，以叶位3的净光合速率最高，叶位7的最低，与其他叶位的差异达到极显著水平，这与前人的研究结果一致。随着叶位的升高，叶龄的增大，叶片的气孔导度与蒸腾速率变化较为一致，即先升高而后下降。胞间CO2浓度的变化与净光合速率相反，经相关分析，二者呈显著负相关。

作物的光合作用除受到自身遗传特性的影响外，外界环境如光强、温度、湿度、风速等条件以及植株的叶位、叶片方位、叶片年龄、叶片健康状况等因素都会对其产生较大的影响，要想准确测定植株的光合作用，需要我们控制好诸多试验因素。本研究仅仅反映了一个品种不同叶位在一个时间点的光合特性，不能完全代表整体，今后还应该选择不同类型的辣椒品种，从不同角度探明辣椒不同叶位叶片的光合能力，如叶龄与光合色素变化、不同叶位叶片的光饱和点与补偿点、侧枝及果实的有无对光合作用的影响等等，从而为实现在不同生育时期准确选择反映植株光合能力的叶片奠定基础，减少因叶片选择不准造成的误差，促进辣椒光合作用的研究。

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[9] 霍振荣，庞金安，杜胜利.辣椒光合特性研究[J].华北农学报，1998，13（3）：121-124.

本研究结果表明，不同叶位辣椒叶片的净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度及蒸腾速率的变化各不同，在所测定的7个叶位中，以叶位3的净光合速率最高，叶位7的最低，与其他叶位的差异达到极显著水平，这与前人的研究结果一致。随着叶位的升高，叶龄的增大，叶片的气孔导度与蒸腾速率变化较为一致，即先升高而后下降。胞间CO2浓度的变化与净光合速率相反，经相关分析，二者呈显著负相关。

作物的光合作用除受到自身遗传特性的影响外，外界环境如光强、温度、湿度、风速等条件以及植株的叶位、叶片方位、叶片年龄、叶片健康状况等因素都会对其产生较大的影响，要想准确测定植株的光合作用，需要我们控制好诸多试验因素。本研究仅仅反映了一个品种不同叶位在一个时间点的光合特性，不能完全代表整体，今后还应该选择不同类型的辣椒品种，从不同角度探明辣椒不同叶位叶片的光合能力，如叶龄与光合色素变化、不同叶位叶片的光饱和点与补偿点、侧枝及果实的有无对光合作用的影响等等，从而为实现在不同生育时期准确选择反映植株光合能力的叶片奠定基础，减少因叶片选择不准造成的误差，促进辣椒光合作用的研究。

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[9] 霍振荣，庞金安，杜胜利.辣椒光合特性研究[J].华北农学报，1998，13（3）：121-124.