8个油橄榄品种光合特性研究

兰波　罗思源　刘捷

摘要    为了研究油橄榄品种的光合特性，为栽培和推广提供参考，利用GFS-3000便携式光合仪对8个油橄榄品种的光合参数进行测定，并应用叶子飘模型进行光响应曲线拟合，得到油橄榄光响应曲线特征指标。结果表明，8个油橄榄品种的净光合速率随光合有效辐射的增强而上升，到达最高点后，随着光合有效辐射继续增强，净光合速率小幅波动后略有下降;蒸腾速率、气孔导度、水分利用率、气孔限制值对光合有效辐射的响应趋势与净光合速率相似，胞间CO2浓度对光合有效辐射的响应趋势则与净光合速率相反;8个油橄榄品种的光响应曲线特征指标差异较大，最大光合速率在12.34～39.86 μmol/（m2·s）之间，光饱和点在442.25～1 311.80 μmol/（m2·s）之间，光补偿点在5.22～61.97 μmol/（m2·s）之间。因此，白橄榄和奥托卡有更强的光合能力和对干旱的适应能力，并且对光环境的适应性较宽。

关键词    油橄榄;品种;光响应;光合特性

中图分类号    Q945.79.037        文献标识码    A

文章编号   1007-5739（2019）19-0028-03                                                                                     开放科学（资源服务）标识码（OSID）

Study  of  Photosynthetic  Characteristics  of  8  Olive  Varieties

LAN Bo 1    LUO Si-yuan 2    LIU Jie 2

（1 Sichuan Jufenggu Agricultural Science & Technology Development Co.，Ltd.，Chengdu Sichuan 610041; 2 College of Life Sciences，Sichuan Agricultural University）

Abstract    In order to provide reference for cultivation and extension，the photosynthetic characteristics of 8 olive varieties were studied. The light response curves of photosynthetic parameters of 8 olive varieties were measured by using GFS-3000 portable photosynthesis system. The olive characteristics index was analyzed through the model Farquhar light response curve. The results showed that Pn of 8 varieties reached the highest point with the increasing of PAR and then decreased slowly with the increasing of PAR. The change trend of light response of Tr，Gs，WUE，Ls was similar with Pn，and the change trend of light response of Ci was opposite with Pn. 8 olive varieties index of light response curves was quite different. Pnmax was between 12.34 μmol/（m2·s） and 39.86 μmol/（m2·s），LSP was between 442.25 μmol/（m2·s） and 1 311.80 μmol/（m2·s），and LCP was between 5.22 μmol/（m2·s） and 61.97 μmol/（m2·s）. Therefore，Barnea and Ottobratica had stronger photosynthetic capacity，drought resistance and wider adaptive ability to the environment light.

Key words    olive;varieties;light response;photosynthetic characteristic

油橄欖（Olea europaea L.）是木犀科木犀榄属常绿乔木，为世界著名油料作物，原产于地中海沿岸国家[1]。我国从1956年开始引种[2]，到2017年底，栽植面积已逾7万hm2。近几年，油橄榄引种栽培已不仅局限于四川、甘肃和云南，正迅速向外扩张发展并成为农村产业结构调整的重要产业之一[3]。但由于各种原因，我国引种的油橄榄品种混杂，良莠不齐，生产力低，经济效益不高，严重制约着我国油橄榄产业的健康发展[4]。因此，选育一批适合各地区种植发展的优良品种显得尤为重要。

光合作用是作物干物质积累和产量的基础，光合作用能力的高低直接决定了植物的生长力，高光效育种已成为育种工作者关注的主要问题之一。油橄榄光合特性的研究甚少，仅见水分胁迫对油橄榄光合生理的影响[5]。本试验以8个油橄榄品种为材料，分析其光合作用的有关生理指标，比较各品种间的光合特性差异，为选育高光效品种提供一定的理论依据，也为品种的栽培和推广提供参考。

1    材料与方法

1.1    试验概况

试验材料为8个五年生的油橄榄品种（表1），种植于四川聚峰谷农业科技开发有限公司金堂县淮口基地。光响应测定试验于2017年3月21—23日进行，每个品种随机选择长势基本一致的3株进行试验。

1.2    研究方法

选取3个连续晴天，测定时间为10：00—12：00[6]。选取所测植株中上部叶片，设定一系列光合有效辐射（PAR）梯度：30、50、100、200、400、600、800、1 000、1 200 μmol/（m2·s）。用GFS-3000便携式光合仪进行光响应测定，测定指标有净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）等，测定环境温度为（18.79±4.92）℃，大气相对湿度为（56.15±13.09）%，CO2浓度（Ca）为（431.90±29.07）μmol/mol。每次测量进行3次重复。采用叶子飘模型（非直线双曲线模型）进行光响应曲线拟合，并将所测净光合速率与低光合有效辐射[低于200 μmol/（m2·s）]的成对值进行直线回归，得到光响应曲线特征参数值。

采用Microsoft Excel 2010和SPSS 13.0分析软件进行数据处理。

2    结果与分析

2.1    油橄榄的光响应曲线

2.1.1    叶片净光合速率（Pn）对光照强度的响应。8个油橄榄品种的Pn随着PAR的增强而上升，到达最高点后，随着PAR继续增强，Pn小幅波动后略有下降（图1）。当PAR在100～600 μmol/（m2·s）时Pn增幅最大，表明油橄榄的叶片在弱光下对光强度的变化比较敏感。8个油橄榄品种都在PAR为800～1 000 μmol/（m2·s）时Pn达到最高点，然后小幅波动，最后略有下降。柴胜丰等[7]对毛瓣金花茶光合特性的研究表明，烟草光合速率随处理光强增加而到达最高点之后，若继续增加光强，光合效率显著下降;董合忠等[8]对棉花光合特性的研究表明，棉花光合速率随光强增加而到达最高点后，若光强继续增加，光合速率小幅波动后略有下降。本试验结果与董合忠等对棉花光合特性的研究基本一致。从最大Pn来看，其由大至小顺序为白橄榄>奥托卡>坦彩>阿布桑娜>配多灵>云台>皮瓜尔>小苹果，说明白橄榄的光合能力最强，其次是奥托卡，小苹果的光合能力最低。

2.1.2    叶片蒸腾速率（Tr）对光照强度的响应。PAR是直接影响Tr的最大因子，而其他因子主要是通过PAR间接地影响蒸腾速率变化[9]。由图2可知，Tr的变化趋势与Pn大体相同，但随着PAR增加而变化的曲线幅度则略小于Pn。在PAR为1 000 μmol/（m2·s）左右时，8个油橄榄品种的Tr达到最高点后出现下降，其原因可能是在高PAR下，温度升高、大气湿度降低、CO2供应不足导致其通过减少蒸腾作用来进行自我调节。奥托卡、白橄榄的Tr对PAR响应的变化曲线呈波浪形，其余品种Tr的变化趋势均随PAR的增强而逐渐上升，到达最大值后略有下降。从最大Tr来看，8个品种由大至小顺序为小苹果>阿布桑娜>云台>坦彩>白橄榄>奥托卡>皮瓜尔>配多灵。

2.1.3    叶片气孔导度（Gs）对光照强度的响应。植物的光合作用是生态系统生产力形成与演化的基础，也是全球碳循环及其他物质循环最重要的环节。气孔是水汽和CO2进出的门户，是连接生态系统碳循环和水循环的结合点[10]。由图3可知，奥托卡、白橄榄的Gs对PAR响应的变化曲线呈波浪形，其余品种的Gs变化趋势均随PAR的增强而缓慢上升，到达最大值后略有下降。白橄榄的Gs最大，为395.42 μmol/（m2·s）;小苹果的Gs最小，为87.05 μmol/（m2·s）。8个油橄榄品种的气孔导度对PAR的响应变化趋势与蒸腾速率对PAR的响应变化趋势基本一致，其中白橄榄和奥托卡2个品种的Gs和Tr的变化趋势一致性最为明显。

2.1.4    叶片胞间CO2浓度（Ci）对光照强度的响应。Ci是光合生理生态研究中经常用到的一个参数，特别是在光合作用的气孔限制分析中，Ci的变化趋势是确定光合速率变化的主要原因是否为气孔因素的必不可少的判断依据[11]。由图4可知，当PAR为0～600 μmol/（m2·s）时，8个油橄榄品种的Ci逐渐下降，随后趋于平缓并略有波动。这与Pn对PAR响应的变化趋势相反。参试的8个油橄榄品种的Ci大小比较接近，差异不大。

2.1.5    叶片水分利用率对光照強度的响应。由图5可知，8个油橄榄品种叶片的水分利用率（WUE）随着PAR的增加而上升，当PAR小于600 μmol/（m2·s）时，WUE上升较快;当PAR大于600 μmol/（m2·s）时，WUE的变化趋于平缓。从最大WUE的大小来看，各品种表现为白橄榄>奥托卡>配多灵>皮瓜尔>坦彩>阿布桑娜>小苹果>云台。

2.1.6    叶片气孔限制值对光照强度的响应。由图6可知，8个油橄榄品种叶片的气孔限制值（Ls）随着PAR的增加而上升，当PAR为0～400 μmol/（m2·s）时，Ls快速上升;之后随着PAR的增强，Ls的变化趋于平缓并略有波动;在PAR超过50 μmol/（m2·s）后，阿布桑娜、云台、小苹果的Ls明显高于其他品种。在PAR为1 200 μmol/（m2·s）时，白橄榄、奥托卡的Ls明显低于其他品种。Ls对PAR的响应与Ci对PAR响应的变化趋势相反。