芝麻新品种商芝156花后光合能力研究

张建超 郭书亚 吕树立

（1.武陟县农业农村局 河南武陟454000；2.商丘市农林科学院 河南商丘476000）

芝麻是我国的一种重要油料作物，河南省是我国芝麻的主产区[1-2]，以商丘为代表的的豫东地区大面积种植芝麻。目前，豫东地区芝麻生产发展存在着一些问题，当地农民多年或长期使用1～2个农家品种，造成品种退化、老化，产量低、品质差、抗逆性差，最终导致经济效益差[3]。商芝156是商丘市农林科学院选育的优良芝麻新品种，具有产量高、抗逆性强、品质优的特点。光合作用是作物生长发育和产量形成的基础[4]，外部环境因素和作物本身共同影响着光合作用[5]。以前研究芝麻的光合作用主要集中在逆境条件（干旱、涝害、高温等）[6-8]、栽培措施[9]、种质材料鉴定和选育[10-11]、间套作等方面[12]，而在正常大田生产条件下优良品种的光合作用能力研究较少。在正常大田水肥条件下，笔者通过研究商芝156的光合特性及叶绿素变化规律，为商芝156的高产高效栽培提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2019年在商丘市农林科学院试验示范中心（34°31’N、115°42’E）进行。该地属于暖温带亚湿润季风气候，试验田土壤为黄潮土，质地中壤，地势平坦，土壤肥力均匀。试验地基本理化性质见表1。

表1 试验地基本理化性质

1.2 试验设计

供试品种为商芝156，对照品种为豫芝4号，试验采取随机区组设计，3次重复，0.4 m等行距种植，15万株/hm2，行长6 m，8行区，小区面积19.2 m2。田间管理同高产大田，成熟期分小区收获，统计单株产量。

1.3 测定项目与方法

在芝麻初花期（7月17日）、盛花期（7月24日、8月3日、8月17日）、终花期（8月29日）、蒴果成熟期（9月8日）分别测定各项指标。每处理选取长势一致，具有相同叶位叶片（中上完整叶片）的植株5株，选择晴天上午9:00～11:00，采用光合测定系统测定其光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）、蒸腾速率（Tr）,计算叶片水分利用效率（WUE）（光合速率/蒸腾速率）。在测定光合特性的同时用FM S2脉冲调制式荧光仪（英国，Han satech）测定叶绿素荧光参数，以及测定光适应下最大荧光（Fm′）、光适应下的稳态荧光（Fs）和暗适应30 min后的最大荧光（Fm）、初始荧光（Fo）等荧光参数。光系统Ⅱ的最大光化学效率Fv/Fm=(Fm-Fo）/Fm，光系统Ⅱ的实际光化学效率ΦPSⅡ=(Fm′-Fs）/Fm′。

2 结果与分析

2.1 光合速率的变化

从表2可以看出，商芝156与对照不同时期光合速率变化趋势基本一致，整体上呈震荡下降趋势，在8月3日出现一个峰值。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日、8月29日，商芝156的光合速率均高于豫芝4号，分别比对照高2.39%、4.30%、3.51%、3.38%、2.58%；在9月8日低于商芝4号，低1.47%。

表2 芝麻不同时期光合速率变化（单位：μmol/m2·s）

2.2 气孔导度的变化

从表3可以看出，商芝156与对照不同时期气孔导度变化趋势基本一致，整体上呈震荡下降趋势，8月3日出现一个峰值。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的气孔导度均高于豫芝4号，分别比对照高3.13%、10.53%、4.17%、12.50%；在8月29日、9月8日低于豫芝4号，分别低12.50%、16.67%。

表3 芝麻不同时期气孔导度的变化（单位：mol/m2·s）

2.3 蒸腾速率和水分利用效率的变化

从表4可以看出，商芝156与对照不同时期蒸腾速率变化趋势基本一致，呈先升高后下降趋势，8月3日蒸腾速率最大。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，豫芝4号的蒸腾速率均高于商芝156，分别比商芝156高1.33%、4.59%、4.05%、12.50%；在8月29日、9月8日，商芝156的蒸腾速率均高于豫芝4号，分别高5.97%、3.57%。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的水分利用效率均高于豫芝4号，而在8月29、9月8日均低于豫芝4号。

表4 芝麻不同时期蒸腾速率和水分利用效率的变化

2.4 光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）的变化

从表5可以看出，商芝156与对照不同时期Fv/Fm和ΦPSⅡ变化趋势基本一致，呈先升高后下降趋势，8月3日Fv/Fm和ΦPSⅡ值最大。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的Fv/Fm均高于豫芝4号，分别比对照高24.48%、59.81%、24.57%、39.58%；在8月29日、9月8日均低于豫芝4号，分别低13.99%、58.22%。在7月17日、7月24日、8月3日、8月17日，商芝156的ΦPSⅡ均高于豫芝4号，而在8月29、9月8日均低于豫芝4号。

2.5 籽粒产量及其构成因素

从表6可以看出，商芝156的单株蒴数、单蒴粒数、千粒重均高于豫芝4号，分别较对照高13.06%、2.92%、2.93%，最终单株产量比豫芝4号高11.63%。

表6 芝麻籽粒产量及其构成因素

3 结论与讨论

本试验在正常生长和栽培条件下，研究了芝麻新品种商芝156花后的光合能力。试验结果表明，在初花期和盛花期（7月24日、8月3日、8月17日），其光合速率、气孔导度、水分利用效率、光系统Ⅱ的最大光化学效率（Fv/Fm）和实际光化学效率（ΦPSⅡ）均高于对照品种豫芝4号，在成熟期低于对照，但差别不大。说明商芝156相较于对照有着较高的光合能力，把光能转化为化学能的能力高。在商芝156的栽培过程中，根据其初花期、盛花期光合能力强的特点，在初花期、盛花期应加强水肥管理、改善通风条件，以获得高产。最终，商芝156的单株蒴数、单蒴粒数、千粒重均高于豫芝4号，分别较对照高13.06%、2.92%、2.93%，单株产量比对照高11.63%。这与2016年和2017年区域试验较对照豫芝4号增产3.81%和11.20%[3]，以及2018年品种展示试验较对照豫芝4号增产12.96%[3]的结果基本一致。