降尘对苹果叶片光合作用及营养特性的影响

莫治新 王家强 柳维扬 王冀萍

摘要：以塔里木盆地为研究区，利用多重比较方法分析降尘对苹果（Malus domestica Borkh.）叶片的光合作用及营养特性的影响。结果表明，降尘使苹果叶片的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）均下降。受降尘影响后，元帅（M. domestica cv. Delicious）和富士（M. domestica cv. Fuji）苹果叶片中的氮素含量增加、钾素含量减少；而金冠（M. domestica cv. Goldcn Delicious）苹果叶片的氮素含量下降、钾素含量增加；不同品种的苹果叶片磷素含量受降尘影响后呈现不同的变化。

关键词：苹果（Malus domestica Borkh.）；叶片；降尘；光合作用特性；营养特性

中图分类号：S661.1；X513；Q945.11 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）10-2412-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.10.028

大气降尘是指空气颗粒物中粒径大于10 μm、并由于自身重力作用而沉降下来的颗粒物质。大气降尘不同于沙尘暴，它是大气粉尘在气象条件下，由于风力的搬运、依靠自身重力自然沉降到地面的沉积物，是地球表层地壳-大气系统物质交换的一种形式[1]。塔里木盆地由于地处欧亚大陆腹地，降水稀少，蒸发强烈，植被稀疏，地貌以荒漠为主，绿洲面积很小；下垫面中央主体部分又为塔克拉玛干大沙漠，且沙漠面积有33.76万km2，在世界上4个沙尘源区中属中亚区的一部分，所以是世界范围内浮尘天气最集中的地区之一[2]。由于塔里木盆地频繁的沙尘天气及干燥的地表环境，使得降尘极为严重，而降尘给许多农作物的生长带来了不良影响，探讨解决这一问题的途径已经是干旱地区农业发展的当务之急。目前，国内外学者关于降尘对植物影响的研究主要集中在农作物、蔬菜、天然植被的光合速率、蒸腾速率及叶绿素含量等方面[2-8]。而在苹果（Malus domestica Borkh.）等果树种类上还不多见。为此，试验选择塔里木盆地为研究区，通过分析降尘对不同苹果品种叶片的光合作用参数及营养特性的影响，试图揭示降尘对苹果叶片生长发育的影响规律，从而为塔里木盆地果树种植的合理施肥和防尘管理提供科学指导。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

研究区在塔里木大学植物科学学院教学实验基地内，分别选择元帅（M. domestica cv. Delicious）、富士（M. domestica cv. Fuji）、金冠（M. domestica cv. Goldcn Delicious）3个苹果品种为研究对象，在同一品种苹果园中选择自然状态下出现降尘影响（视为降尘处理）的样树3株和没有降尘影响（每周人工用纯水冲洗叶片，视为非降尘处理）的样树3株；在每株样树上选择3个不同的树高段（1.5、2.5、3.5 m），在同一高度段内选择不同的部位（内部、中部、外部），在同一部位上选择东、南、西、北4个方位定点挂牌，然后分别在苹果的新梢生长期、幼果期、果实膨大期和果实成熟期于定点部位测定叶片的光合作用参数，并采集叶片带回植物科学学院综合实验室测定氮、磷、钾的含量。

1.2 测定方法

利用LI-6400型便携式光合作用测量系统（美国LI-COR公司）在田间分别测定3个苹果品种叶片的净光合速率[Net photosynthetic rate，Pn；μmol/（m2·s）]、蒸腾速率[Transpiration rate，Tr；mmol/（m2·s）]、气孔导度[Stomatal conductance，Gs；mmol/（m2·s）]、胞间CO2浓度（Intercellular CO2 concentration，Ci；μmol/mol）；每个挂牌点的每一参数测定都重复9次，取均值。在实验室内测定叶片的营养三要素含量，全氮采用半微量凯氏定氮法测定，全磷采用钒钼黄比色法测定，全钾采用火焰光度法测定。

1.3 数据处理

试验所得数据采用Microsft Office Excel 2007程序进行整理；应用DPS 7.0统计软件对所得试验数据进行多重比较分析，统计数据表述为“平均值±标准误”。

2 结果与分析

2.1 降尘对不同苹果品种叶片光合作用特性的影响

试验在田间测定的降尘对3个苹果品种叶片光合作用参数的影响情况见表1。从表1可见，元帅、金冠和富士苹果的非降尘处理的叶片净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）都高于降尘处理的叶片净光合速率、气孔导度，其中金冠和富士苹果的非降尘处理叶片净光合速率、气孔导度显著高于降尘处理的叶片净光合速率、气孔导度（P<0.05），而元帅苹果的非降尘处理叶片净光合速率、气孔导度与降尘处理的叶片净光合速率、气孔导度之间差异不显著（P>0.05）。3个苹果品种的非降尘处理的叶片蒸腾速率（Tr）都高于降尘处理的叶片蒸腾速率，不过各个品种的非降尘处理与降尘处理的叶片蒸腾速率之间差异不显著（P>0.05）。3个苹果品种的非降尘处理的胞间CO2浓度（Ci）都高于降尘处理的胞间CO2浓度，并且非降尘处理的胞间CO2浓度显著高于降尘处理的胞间CO2浓度（P<0.05）。

2.2 降尘对不同苹果品种各生育期叶片氮素含量的影响

试验测定的降尘对3个苹果品种各生育期叶片氮素含量的影响情况见图1。由图1可见，从新梢生长期→幼果期→果实膨大期→果实成熟期，金冠、元帅及富士苹果叶片中的氮素含量在2个处理条件下均呈递减趋势，这是因为氮素在作物体内的移动性较快造成的，随着生育期的发展氮素逐渐向生殖器官转移，所以叶片中的氮素逐渐下降。其中元帅苹果的叶片氮素含量在各个生育期里，降尘处理的均高于非降尘处理的，但是2个处理间差异不显著（P>0.05）；金冠苹果的叶片氮素含量在各个生育期里，非降尘处理的均高于降尘处理的，但是只有在新梢生长期，2个处理之间的差异才达到显著水平（P<0.05）；富士苹果的叶片氮素含量在各个生育期里，降尘处理的均显著高于非降尘处理的（P<0.05），说明不同的苹果品种对降尘的响应是有差异的。

2.3 降尘对不同苹果品种各生育期叶片磷素含量的影响

试验测定的降尘对3个苹果品种各生育期叶片磷素含量的影响情况见表2。由表2可见，元帅在新梢生长期和幼果期，非降尘处理的叶片磷素含量高于降尘处理的叶片，而在果实膨大期和果实成熟期，则是降尘处理的叶片磷素含量高于非降尘处理的叶片，但在4个生育期里2处理之间的差异都不显著（P>0.05）；而金冠在各个生育期里都是降尘处理的叶片磷素含量显著高于非降尘处理的叶片（P<0.05）。对于富士来说，在新梢生长期、幼果期和果实膨大期，非降尘处理的叶片磷素含量高于降尘处理的叶片，但在果实成熟期，降尘处理的叶片磷素含量高于非降尘处理的叶片，不过在4个生育期里2个处理之间的差异都不显著（P>0.05）。

2.4 降尘对不同苹果品种各生育期叶片钾素含量的影响

试验测定的降尘对3个苹果品种各生育期叶片钾素含量的影响情况见图2。由图2可见，元帅在各个生育期里都是非降尘处理的叶片钾素含量高于降尘处理的叶片，但在4个生育期里2个处理之间的差异均不显著（P>0.05）；而金冠在4个生育期里则是降尘处理的叶片钾素含量均高于非降尘处理的葉片，其中在新梢生长期、幼果期和果实膨大期里2个处理之间的差异均不显著（P>0.05），只在果实成熟期里2个处理之间的差异性才达到显著水平（P<0.05）；富士的情况与元帅类似，在各个生育期里都是非降尘处理的叶片钾素含量高于降尘处理的叶片，其中在新梢生长期、幼果期和果实成熟期里2个处理之间的差异均不显著（P>0.05），只在果实膨大期，2个处理之间的差异才达到显著水平（P<0.05）。

3 小结

试验结果表明，元帅、金冠和富士3个苹果品种的叶片在非降尘处理下整个生长期的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度均高于降尘处理的叶片，这与国内学者的研究结果相一致[8，9]。由此说明，降尘覆盖苹果叶片后会使其光合能力减弱。

降尘对元帅、金冠和富士3个苹果品种的整个生长期叶片氮素含量影响不同，其中元帅和富士的叶片在降尘处理后整个生长期的氮素含量均增加，金冠苹果叶片在非降尘处理后整个生长期的氮素含量下降。

元帅、金冠和富士3个苹果品种的叶片磷素含量在降尘处理后整个生长期里呈现不同的表现，其中降尘处理能显著增加金冠苹果叶片的磷素含量；元帅苹果叶片在新梢生长期和幼果期，降尘处理会降低叶片中磷素的含量，而在果实膨大期和果实成熟期，降尘处理的叶片磷素含量会增加；富士苹果在新梢生长期、幼果期和果实膨大期，降尘处理会降低叶片中磷素的含量，而在果实成熟期降尘处理叶片中的磷素含量会增加。

降尘对元帅、金冠和富士3个苹果品种的整个生长期叶片钾素含量影响不同，其中元帅和富士的叶片在降尘处理后整个生长期的钾素含量均降低，而金冠苹果在降尘处理后会增加其叶片中的钾素含量。

参考文献：

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