信阳五月鲜桃树体叶片光合特性季节动态变化探究

梁祥鹏 胡 强 付满意 马桂花

（信阳农林学院 河南信阳 464000）

信阳地跨淮河，位于中国亚热带和暖温带的地理分界线（秦岭—淮河线）上，属亚热带向暖温带过渡区。信阳市气候四季分明，雨热同季，雨量充沛，光照充足，适合各种作物生长[1]，但是信阳市季节性气候对农业的发展有一定的制约作用[2]。信阳五月鲜桃是信阳市平桥区林科所从普通五月鲜桃中发现的优良品种，经过多年培育，表现出外形美、品质优的特点，属于优良乡土品种[3～4]。因此，研究信阳五月鲜桃光合特性季节变化对不同季节的信阳五月鲜桃生产管理具有重要意义。

光合作用是一个复杂的过程，受植物本身内部因素和外界环境因子的影响，研究植物光合特性也主要是从植物的生理因子如气孔导度、胞间CO2浓度等方面展开。例如赵敏[5]等就以幼龄黄柏树为研究对象，探究了幼龄黄柏树叶片在生长季后期净光合速率日变化。

光合生理特性可作为评价植物生产力和适应性的重要指标。在桃树光合生理特性研究上，刘文海[6]等研究了不同光照处理对设施桃树及荧光特性的影响。王秋晓[7]等研究了不同树形光合特性，发现了纺锤形桃树光合性能强于开心形。本研究以6a 龄信阳五月鲜桃为试材，测定了信阳五月鲜桃不同季节的光合特性生理因子的变化规律，期望对不同季节的信阳五月鲜桃生产管理指导提供帮助。

1 材料和方法

1.1 实验材料

在信阳农林学院桃李园内选取一株生长状况良好的6a龄信阳五月鲜桃。

1.2 试验地概况

实验地园区典型气候属于北亚热带季风性湿润气候，其全年冷暖适中，年平均气温15.3 ℃，无霜期平均时长220～230 d；试验地园区降雨丰沛，年平均降雨量约1 100 mm，空气湿润，年均相对湿度77 %。

1.3 实验方法

在5月份、7月份、9月份选择晴朗无风少云且光照充足的一天，在生长状况良好的6年龄的信阳五月鲜桃植株上选择正常成熟叶片并做记号，用CIRASE 光合分析仪测定信阳五月鲜桃树体叶片净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）、胞间CO2浓度（Ci）光合有效辐射（Qar），每个叶片重复测定3 次，从8∶00 至18∶00，每隔2h 测一次。水分利用效率（WUE）=净光合速率（Pn）/蒸腾速率（Tr）。

1.4 数据处理

使用Microsoft Excel 2003 SPSSAU 软件进行数据分析与处理

2 结果与分析

2.1 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节光合有效辐射日变化比较

由图1可知，不同季节的信阳五月鲜桃光合有效辐射日变化趋势均呈现先上升后下降的“单峰”曲线，均在12∶00 时达到最大值。夏季光合有效辐射＞春季光合有效辐射＞秋季光合有效辐射。

2.2 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节净光合速率日变化比较

净光合速率是反映植物光合特性的重要指标，反映植物积累有机物能力大小[8]。由图2可知，信阳五月鲜桃树体叶片净光合速率（Pn）在季节上具有明显差异，春季净光合速率＞夏季净光合速率＞秋季净光合速率。春季和夏季的信阳五月鲜桃树体叶片净光合速率日变化趋势呈现先上升再下降、再上升再下降的“双峰型”曲线。秋季的信阳五月鲜桃树体叶片净光合速率日变化趋势呈现先下降再上升、再下降的“双峰型”曲线。春季顶峰峰值与夏季顶峰峰值均出现在10∶00，为4.2 μmol·m-2·s-1，而秋季的顶峰出现在14∶00，为2.6 μmol·m-2·s-1。春季、夏季、秋季的净光合速率曲线双峰低谷时间都出现在12∶00，存在着明显的“光合午休”现象。

2.3 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节蒸腾速率日变化比较

蒸腾速率（Tr）是单位时间内单位叶面积因为蒸腾作用而散失的水量[9]，反映植物体内的水分代谢情况。由图3可知，夏季与秋季蒸腾速率相近，明显大于春季蒸腾速率。春季蒸腾速率日变化呈“双峰型”曲线，在10∶00 和14∶00 分别达到2 个峰值，夏季蒸腾速率日变化趋势是上升再下降，在14∶00 达到峰值，秋季蒸腾速率日变化趋势也是先上升再下降，在14∶00 达到峰值。

2.4 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节气孔导度日变化比较

由图4可知，信阳五月鲜桃树体叶片不同季节的气孔导度的日变化处于动态变化中。不同季节的信阳五月鲜桃气孔导度日变化趋势均呈现“双峰”型曲线，在12∶00时，不同季节的气孔导度均会下降。春季气孔导度日变化为8∶00 开始升高，至10∶00 达到第一个峰值，10∶00 开始下降，至12∶00 达到低谷，12∶00 开始升高，至14∶00 达到第二个峰值，14∶00 开始下降，至18∶00 达到最低点。夏季气孔导度日变化为8∶00 开始升高，至10∶00达到第一个峰值，10∶00 开始下降，至12∶00 达到低谷，12∶00 开始升高，至14∶00 达到第二个峰值，14∶00 开始下降，至18∶00 达到最低点。秋季气孔导度变化为8∶00 开始升高，至10∶00 达到第一个峰值，10∶00 开始下降，至12∶00 达到低谷，12∶00 开始升高，至14∶00 达到第二个峰值，14∶00 开始下降，至18∶00 达到最低点。

2.5 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节胞间二氧化碳浓度日变化比较

胞间CO2浓度（Ci）是大气输入与细胞光合利用、光呼吸的CO2动态平衡瞬间的浓度。

由图5可知，春季、夏季、秋季的信阳五月鲜桃树体叶片胞间CO2浓度在12∶00 时有明显下降。从14∶00 至18∶00，不同季节的胞间CO2浓度发生变化，不同季节的胞间CO2浓度均升高。

2.6 信阳五月鲜桃树体叶片不同季节水分利用效率日变化比较

由图6可知，信阳五月鲜桃树体叶片水分利用效率不同季节存在着明显差异，春季的水分效率利用数据曲线高于夏季水分利用效率曲线，夏季水分利用效率曲线高于秋季的水分利用效率曲线，说明春季水分利用效率最高，夏季水分利用效率次之，秋季水分利用效率最低。

2.7 信阳五月鲜桃不同季节净光合速率与生理生态因子的关系

用春季、夏季、秋季测定的净光合速率数据与光合有效辐射、蒸腾速率、气孔导度、胞间CO2浓度进行相关性分析。

表1 净光合速率与生理生态因子的相关系数

不同季节信阳五月鲜桃的净光合速率与胞间CO2浓度、气孔导度之间呈显著性相关。

3 讨论与结论

信阳五月鲜桃树体叶片不同季节的净光合速率变化表现为，春季净光合速率最高，夏季净光合速率次之，秋季净光合速率最低，光合性能春季＞夏季＞秋季。不同季节的净光合速率日变化在12∶00 时均存在着明显的“光合午休”现象，这与张宏辉[10]等研究的日光温室油桃净光合速率日变化存在明显的“光合午休”现象一致。

信阳五月鲜桃水分利用效率季节变化春季至秋季呈下降趋势，且不同季节的水分利用效率日变化曲线变化不同，春季的水分利用效率日变化曲线呈现“W”形，在10∶00 和14∶00 水分利用效率低，在12∶00 和16∶00 水分利用效率高。夏季和秋季的水分利用效率日变化曲线呈“U”形，夏季水分利用效率最低点出现在14∶00，而秋季水分利用效率曲线最低点出现在12∶00。

本研究发现信阳五月鲜桃不同季节净光合速率与胞间CO2浓度有着显著的负相关关系，净光合速率与气孔导度有着显著的正相关关系。根据陈根云[11]等关于净光合速率和胞间CO2浓度关系的思考，光合速率随光强的增加而增高主要是叶肉细胞的光合活性增大的结果，而不是胞间CO2浓度降低的结果。因此不能由负相关而得出胞间CO2浓度越低光合速率会越高的错误结论，只能说明净光合速率与胞间CO2浓度有着显著的负相关关系。

文章对信阳五月鲜桃光合特性季节变化的研究期望能对不同季节的信阳五月鲜桃生产管理提供帮助。