3个生态区域内5个油橄榄品种的叶片生理特征及开花座果率研究*

李欣欣，叶敏，王丽华，慕长龙，邓小兵，王泽亮，杜晋城

(1.四川省林业科学研究院，四川 成都 610081；2.四川师大附属第一学校，四川 成都 610066)

油橄榄(OleaeuropaeaL.)，又名齐墩果、阿列布，属木樨科(Oleaceae)木犀榄属(Olea)常绿小乔木，是世界上著名的高产、优质和高效的木本油料树种，具有很高的经济价值，素有“植物油皇后”的美誉[1]。中国自1956 年起开始引种油橄榄，成功确定并划分了油橄榄在中国的适生区，选育出了一批适合中国栽培的优良品种[2-4]。国内外专家大多认为中国引种油橄榄等经济林木影响其生长和发展的最大问题是其生长环境的改变[5-6]。油橄榄生长发育有着不同特性，对环境、温度和土壤条件都有着相应的要求[7]。如根据生态环境因子的分析，对油橄榄在原产地和汉中地区引种的气温、降雨量和日照及土壤条件的分析研究表明汉中地区不适宜于油橄榄生长，需要补充某些生态因子的不足，并需选择适应我国气候条件的品种[8]。川中丘陵地区光照相对较好的阳坡，沙性紫色高钙土更适宜油橄榄生长和结果[9]。对巴中地区近40 a油橄榄生长气候条件分析发现，日照时数增加对油橄榄的生长是有利的，年均温度上升，将会促进该地区油橄榄的生长[10]，但温度升高过多，会抑制其开花座果率[11]。四川省作为其主要栽培地区，由于引种地的年日照时数不足和空气相对湿度较大等造成油橄榄单株产量和果实含油率远低于国外油橄榄生产大国[12-13]。

因此，本试验以四川主栽油橄榄品种‘豆果’(‘Arbequina’) 、‘皮瓜尔’(‘Picual’)、‘克罗莱卡’(‘Koroneiki’)、‘小苹果’(‘Manzanillo’)和‘科拉蒂’(‘Coratina’)为研究对象，在不同种植生态区测定油橄榄叶片光合速率和叶片光合色素含量等叶片功能性指标，结合各种植生态区各品种相应的开花和座果情况，为川内油橄榄适生生态区及品种选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

西昌冕宁县处于101°38′～102°25′E，28°05′～29°02′ N之间，属亚热带季风气候，具有气候温和、雨热同季、雨量充沛、日照充足和立体差异明显等气候特点。年平均气温17.2 ℃，年均降水量1 150 mm；无霜期长，年平均达240 d；年平均日照2 398 h，平均相对湿度69%左右。

广元利州地处105°27′～106°04′E，32°19′～32°37′N之间，属亚热带湿润季风气候，春暖、夏热、秋凉、冬寒，四季分明，年均气温16.1 ℃，年均降雨量698 mm，生长期平均310 d，无霜期共263 d，年日照时数1 342 h。

金堂淮口镇介于104°20′～104°52′E，30°29′～30°57′N之间，属亚热季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛，湿度大，云雾多，乏日照，平均风速小，无霜期长，大陆性季风气候显著，年均气温为16.6 ℃，年平均降雨量为920.5 mm，年均日照时数1 268.7 h。

3个试验地所处地理位置、日照时数、温度以及降水量等存在较明显的差异，不同品种的油橄榄在不同的生长环境下会对其生长状态、开花结果等造成不同的影响。

1.2 试验材料

油橄榄供试品种为2 a生扦插营养袋苗，定干高度为60～80 cm的‘豆果’‘皮瓜尔’‘克罗莱卡’‘小苹果’和‘科拉蒂’品种的苗木。

1.3 试验方法

分别在西昌冕宁、广元利州和金堂淮口选择2015年10月栽植的已有5 a苗龄的油橄榄园。3个园区土质疏松，地形开阔、背风向阳；园区种植密度分别为2 m×5 m、3 m×5 m和3 m×4 m，园区采用高垅或垒堆方法进行栽植，主枝开心形，形成圆头树冠，每年施肥2～3次，以有机肥为主，冬春季降雨量较少时进行滴管补水，进行常规病虫害预防控制；3个园区内油橄榄树生长均健壮。在园区内选择‘豆果’‘皮瓜尔’‘克罗莱卡’‘小苹果’和‘科拉蒂’共5个品种，每个品种选择东、南、西、北4个不同种植方位的6株长势基本一致的油橄榄树作为试验对象。于6月1日、15日和30日早上用光合测定仪测5个品种不同方位的叶片光合作用，采样测定叶片光合色素含量和抗氧化酶活性。并于开花结果时期调查不同生态区的各品种油橄榄的开花座果数，以研究不同生态区油橄榄叶片光合特征与开花座果的相关性。

1.4 测定内容与方法

(1)光合参数测定 每次取样时，采用LI-6400便携式光合作用测定仪(LI-COR Inc.,USA)测定选取的每个品种的6株样树上健康、完整、朝南向阳方位的10片叶子的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)、叶温下蒸气压亏缺值(VpdL)，重复测定3次，取平均值。测定时间8:00—10:30，测定过程中光强约1 000 μmol/(m2·s-1)，空气温度(28±2)℃，空气CO2浓度变化范围(400±10)μmol/mol。

(2)生理生化指标测定 采用李合生[14]的方法测定各项生理指标，在9:00—10:00测定完全展开的第3片真叶。用丙酮-乙醇混合(1︰1)浸提法测定光合色素含量(叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素)，用氮蓝四唑(NBT)光还原法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性，用愈创木酚比色法测定过氧化物酶(POD)活性，用高锰酸钾滴定H2O2法测定过氧化氢酶(CAT)活性，用考马斯亮蓝法测定可溶性蛋白含量。

(3)开花座果率调查 3个区域的开花时间存在差异，根据前期经验及试验时间的观察，分别于4月19日、5月2日和5月5日在西昌冕宁、广元利州和金堂淮口开始进行开花座果率调查。对挂牌试验树的开花情况进行调查统计，分别于花后7 d和15 d进行果实数量调查统计。

1.5 数据分析

所有数据采用Excel 2007软件处理，SPSS 20.0进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同生态区参试油橄榄品种的叶片光合特征

由表1可知，在西昌冕宁、广元利州和金堂淮口园区内选择的‘豆果’‘皮瓜尔’‘克罗莱卡’‘小苹果’和‘科拉蒂’品种的叶片净光合速率总体表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口，表明在西昌冕宁更有利于油橄榄叶片进行光合作用，且5个品种中‘豆果’叶片光合作用较强，‘科拉蒂次’次之。

表1 不同生态区参试油橄榄品种的叶片光合特征Tab.1 Effects of different ecological areas on leaf photosynthetic characteristics of olive varieties

从相同品种不同生态区来看：就净光合速率而言，‘豆果’‘皮瓜尔’‘克罗莱卡’‘小苹果’和‘科拉蒂’在西昌冕宁较金堂淮口园区分别提高33.76%(P<0.05)、51.11%(P<0.05)、126.92%(P<0.05)、8.61%(P<0.05)和81.99%(P<0.05)；就蒸腾速率而言，‘豆果’‘皮瓜尔’‘克罗莱卡’‘小苹果’和‘科拉蒂’在西昌冕宁较金堂淮口园区分别提高1.242、2.57、9.47、3.45和0.59倍；就气孔导度而言，‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’在西昌冕宁较金堂淮口园区分别提高96.86%(P<0.05)、67.71%(P<0.05)、86.94%(P<0.05)、39.38%(P<0.05)和86.70%(P<0.05)；就胞间CO2浓度而言，‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’在西昌冕宁较金堂淮口园区分别提高33.46%(P<0.05)、26.56%(P<0.05)、2.50%(P<0.05)、7.30%(P<0.05)和60.98%(P<0.05)；就叶温下蒸气压亏缺而言，‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’在西昌冕宁较金堂淮口园区分别提高2.30、1.44、1.48、1.88和1.71倍。从相同区域不同品种来看：西昌冕宁区域中，‘豆果’净光合速率最高，‘科拉蒂’次之；广元利州区域中，‘科拉蒂’净光合速率最高，‘豆果’次之;金堂淮口区域中，‘豆果’净光合速率最高，‘小苹果’次之。

2.2 不同生态区参试油橄榄品种的叶片光合特征

在不同的生态区域内油橄榄叶片光合色素含量均出现显著性差异(表2)，总体变化趋势和光合特性相同，表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口，且西昌冕宁与金堂淮口的差异较大，尤其是‘皮瓜尔’，表明在西昌冕宁更有利于油橄榄叶片光合色素的合成。

表2 不同生态区参试油橄榄品种的叶片光合色素含量Tab.2 Effects of different ecological zones on the content of photosynthetic pigment in leaves of olive varieties

从相同品种不同生态区来看：‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’的叶绿素总量在西昌冕宁较金堂淮口园区分别增加26.79%(P<0.05)、34.09%(P<0.05)、45.44%(P<0.05)、55.38%(P<0.05)和82.51%(P<0.05)；‘克罗莱卡’‘豆果’‘小苹果’和‘科拉蒂’类胡萝卜素含量在西昌冕宁达到最大值，‘皮瓜尔’在广元利州达到最大值，‘克罗莱卡’和‘豆果’在金堂淮口时优于广元利州。从相同区域不同品种来看：西昌冕宁区域中，‘小苹果’叶绿素总量最高，‘豆果’次之，‘豆果’类胡萝卜素含量最高，‘克罗莱卡’次之；广元利州区域中，‘豆果’叶绿素总量最高，‘克罗莱卡’次之，‘小苹果’类胡萝卜素含量最高，‘克罗莱卡’次之；金堂淮口区域中，‘豆果’叶绿素总量最高，‘克罗莱卡’次之，‘克罗莱卡’类胡萝卜素含量最高，‘豆果’次之。因此，综合来看，不同生态区中油橄榄叶片光合色素含量，西昌冕宁优于广元利州优于金堂淮口，相同区域不同品种中，‘豆果’最优。

2.3 不同生态区参试油橄榄品种的叶片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量

由表3可以看出，在不同的生态区域内油橄榄叶片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量均呈现显著性差异，总体变化趋势表现为西昌冕宁<广元利州<金堂淮口，且西昌冕宁与金堂淮口在叶片CAT活性及可溶性蛋白含量上的差异较大，表明油橄榄的适生地最优的为西昌冕宁，相对较差的是金堂淮口。

表3 不同生态区参试油橄榄品种的叶片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量Tab.3 Effects of different ecological zones on antioxidant enzyme activity and soluble protein content in leaves of olive varieties

从相同品种不同生态区来看：‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’叶片POD活性在西昌冕宁较金堂淮口园区分别降低17.01%(P<0.05)、26.41%(P<0.05)、414.61%(P<0.05)、328.06%(P<0.05)和54.21%(P<0.05)，科拉蒂和小苹果在金堂淮口园区适生性较差；‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’叶片CAT活性在西昌冕宁较金堂淮口园区分别降低84.79%(P<0.05)、328.06%(P<0.05)、307.20%(P<0.05)、297.73%(P<0.05)和527.33%(P<0.05)，‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’在金堂淮口园区适生性较差；‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’叶片SOD活性在西昌冕宁较金堂淮口园区分别降低20.91 %(P<0.05)、2.49%(P<0.05)、4.93%(P<0.05)、70.45%(P<0.05)和6.55%(P<0.05)；‘豆果’‘克罗莱卡’‘科拉蒂’‘小苹果’和‘皮瓜尔’叶片可溶性蛋白在西昌冕宁较金堂淮口园区分别降低4.05、6.97、3.38、2.19和4.49(P<0.05)倍。综合来看，5个品种油橄榄在金堂淮口园区适生性较差，处于逆境生长环境。

2.4 不同生态区参试油橄榄品种的开花座果率

开花座果率最能直接反应油橄榄在不同的生态区域内油橄榄适应性强弱和产量的高低。5个品种的油橄榄开花数均较多，其中最少的是金堂淮口的‘皮瓜尔’每株开花共1 422朵。花后7 d果实个数与开花数相比显著减少，花后15 d果实个数与花后7 d果实个数相比也显著减少，其中最多的是西昌冕宁的‘豆果’(162个果实)。花后7 d及花后15 d座果率就区域而言，优劣表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口；就品种而言，优劣表现为‘豆果’>‘克罗莱卡’>‘科拉蒂’>‘小苹果’>‘皮瓜尔’ (表4)。表明西昌冕宁更有利于油橄榄生长，‘豆果’品种更优。

表4 不同生态区参试油橄榄品种的开花座果率Tab.4 Effects of different ecological zones on fruit setting rate of olive varieties

‘豆果’在3个区域的花后7 d座果率差异不明显，但15 d后出现显著性差异变化，西昌冕宁较广元利州和金堂淮口分别提高1.21%和2.17%。‘克罗莱卡’在3个区域的花后7 d座果率差异较小，西昌冕宁略低于其它2个区域，但15 d后出现较大变化，西昌冕宁较广元利州和金堂淮口分别提高1.38%和1.38%。其它3个品种在3个区域的花后7 d座果率及花后15 d座果率差异不明显。

3 讨论与结论

3.1 讨论

叶片是植物进行光合作用、蒸腾作用的主要场所[15]，是植物进化过程中对环境变化较敏感且可塑性较大的重要器官，其在不同环境梯度下已经形成各种适应类型和生态策略，其功能性状最能体现环境因子的影响或植物对环境的适应性[16-26]。有研究表明，温度较适宜时珍贵树种格木(Erythrophleumfordii)、降香黄檀(Dalbergiaodorifera)、闽楠(Phoebebournei)、檀香(Santalumalbum)、铁刀木(Cassiasiamea)等苗木叶片光合色素含量增加[27]，光照强度较高时三江平原12种湿地植物叶片光合色素含量相对较高[28]，从而使植物光合能力增强[29]。本试验中，在3个不同的研究区域内，油橄榄叶片光合特性总体表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口，表明油橄榄在西昌冕宁适生性更强，这可能与西昌冕宁的温度和光照时长优于其它2个地方有关。温度相对更加适宜，光照时间相对较长使得植物叶片能捕获利用更多的太阳辐射，叶片光资源获取更具优势，更有利于叶片生长发育和干物质积累；提高叶绿素含量，捕获光能量的能力更强，叶片光合同化效率更高，更有利于油橄榄叶片进行光合作用，油橄榄生理代谢更为活跃。且5个品种中‘豆果’叶片光合作用较强，‘科拉蒂’次之。

油橄榄在不同生态环境下，其叶片抗氧化酶活性表现出较大差异[30]。油橄榄在不适宜的生态环境下生长时，自身通过调节抗氧化酶活性，清除植物体内积累的ROS，减轻ROS对膜系统造成伤害，提高其适应能力[31]。本试验中，在不同的生态区域内油橄榄叶片抗氧化酶活性及可溶性蛋白含量均出现显著性差异，总体变化趋势表现为西昌冕宁<广元利州<金堂淮口，且西昌冕宁与金堂淮口在叶片CAT活性及可溶性蛋白含量上的差异较大。表明油橄榄的适生地最优的为西昌冕宁，相对较差的是金堂淮口。

植物开花座果率的高低受到生态区域内气候条件的影响[32-34]，如对引种植物开花结果进行物候观测，发现原产澳大利亚的引种植物在西双版纳适应性较差，其存活率和果熟率分别为5.0%和3.6%，原产马来西亚的引种植物，存活率和果熟率分别为19.8%和5.7%[10]；蓝花楹(Jacarandamimosifolia)开花物候期前后光照强度对其开花有显著影响[29]。同时，植物开花座果率的高低还与树体质量等有关，如研究表明光合色素变化跟山茶花花期有一定相关性，四季金花茶(Camelliaperpetua)在盛花期是光合色素含量多[35]，绿豆产量与开花后叶片净光合速率、SOD活性、POD活性和CAT活性呈显著正相关[36]。本试验中，在西昌冕宁、广元利州和金堂淮口的花后7 d及花后15 d座果率就区域而言，优劣表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口，就品种而言，优劣表现为‘豆果’>‘克罗莱卡’>‘科拉蒂’>‘小苹果’>‘皮瓜尔’，表明油橄榄引种到西昌冕宁更利于其开花座果，这可能是因为西昌冕宁气候条件相对较优，使得油橄榄叶片光合特性和抗性增强，树体质量提高。5个品种中‘豆果’品种更优，这可能与品种的生长、适生性等差异有关。

3.2 结论

在不同的生态区域内油橄榄叶片光合色素含量、光合能力及抗氧化酶活性均呈现显著性差异，油橄榄的适生地最优的为西昌冕宁，相对较差的是金堂淮口。西昌冕宁、广元利州和金堂淮口的花后7 d及花后15 d座果率就区域而言，优劣表现为西昌冕宁>广元利州>金堂淮口；就品种而言，优劣表现为‘豆果’>‘克罗莱卡’>‘科拉蒂’>‘小苹果’>‘皮瓜尔’，表明在西昌冕宁更有利于油橄榄生长，‘豆果’品种更优，‘科拉蒂’次之。