非耕地日光溫室條件下10個桃品種的光合日變化特征研究與分析

王晨冰 王鴻 趙秀梅 牛茹萱 王發(fā)林

摘要：在西北地區(qū)戈壁非耕地日光溫室條件下測定了10個桃品種的桃樹葉綠素含量、光合率日變化特性[包括凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（E）、氣孔導度（Gs）、細胞間隙CO2]以及果實性狀。結(jié)果表明：不同桃品種葉綠素總量、日均凈光合速率、果實產(chǎn)量和品質(zhì)各不相同，其中油桃品種中油14號葉綠素含量最高，為3.03 mg/g;油桃品種華光凈光合速率日均值最高，為13.83 μmol/（m2·s）;油桃品種金輝氣孔導度日均值最大，為0.372 μmol/（m2·s）;油桃品種金輝蒸騰速率日均值最大，為8.86 mmol/（m2·s），普通桃品種春雪胞間CO2濃度日均值最大，為371.8 μmol/（m2·s）。普通桃品種春雪平均單果重最大，為176 g;普通桃品種春美單株平均產(chǎn)果量最高，為13.5 kg;油桃品種金輝、中油4號、滬油002和普通桃品種單株平均產(chǎn)果量較高，為10.4～13.0 kg。綜合評價，普通桃品種春美、春雪和油桃品種金輝、中油4號表現(xiàn)良好，可在西北地區(qū)戈壁非耕地日光溫室推廣栽培。

關鍵詞：桃品種;光合日變化;果實性狀;產(chǎn)量;非耕地日光溫室

中圖分類號：S662.1? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1001-1463（2019）11-0020-06

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2019.11.007

Effect of Freezing Temperature on the Quality of Wild Sonchus brachyotus DC.

ZHANG Hai-yan 1，2， KANG Sanjiang 1，2， GOU Lina 1，2， YUAN Jing 1，2， SONG Juan 1，2

（（1. Agricultural Product Storage and Processing Research Institute， Gansu Academy of Agricultural Science， Lanzhou Gansu 730070，China;2.Innovative Center for Storage and Processing Technology of fruits and vegetables in Gansu， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In this study，the effects of different freezing temperatures （-20， -30， -40 ℃） on the quality of wild Sonchus brachyotus DC. were studied. The results showed that the time of Sonchus brachyotus DC. passing through the largest ice crystal formation zone was the shortest under the freezing condition of -40 ℃， about 15.8 min;Followed by the time of -30 ℃ for 29.6 min; The passing through the largest ice crystal formation zone was longest under the freezing condition of -20 ℃， about 89.6 min. The effects of three different freezing temperature on the color and hardness of the Sonchus brachyotus DC. were significant. The frozen Sonchus brachyotus DC. had the best color and the minimum hardness loss rate at -30 ℃， the -40 ℃ was the second， the -20 ℃ had the worst color， and the maximum hardness loss rate. Comprehensive comparison showed that the quality of the Sonchus brachyotus DC. at -30 ℃ was better than the other freezing temperatures.

Key words： Freezing temperature;Wild Sonchus brachyotus DC.;Freezing rate;Quality

桃 （Prunus persica L.） 原產(chǎn)于中國[1 ]。近年來，西北非耕地日光溫室發(fā)展勢頭迅速，尤其桃樹設施栽培技術(shù)發(fā)展較快，成為戈壁非耕地日光溫室主栽果樹樹種之一[2 - 3 ]。日光溫室桃樹栽培不僅在生產(chǎn)上延長了市場供應期，滿足了消費者對反季節(jié)桃的需求，同時也給果農(nóng)帶來了良好的經(jīng)濟效益，因此，選擇西北非耕地日光溫室適宜桃品種和配套栽培技術(shù)至關主要。在前期桃品種區(qū)域試驗的基礎上，我們以桃促早栽培為目標選擇了10個不同桃樹品種為研究對象，在非耕地日光溫室條件下分析了各供試桃品種桃樹葉片的葉綠素含量，測定了其光合日變化以及果實性狀等，以其為非耕地日光溫室桃品種選擇提供依據(jù)。

1? ?材料與方法

1.1? ?試驗地概況

試驗于2012年12月至2016年5月在甘肅省嘉峪關市新城鎮(zhèn)設施農(nóng)業(yè)示范園區(qū)進行。試驗地中心位于東經(jīng)98° 22′ 22″，北緯39° 55′8″。當?shù)睾０渭s1 599 m，年均氣溫7.9 ℃，年日照時數(shù)3 050 h，日光溫室為磚墻鋼架結(jié)構(gòu)，溫室覆膜為聚氯乙烯日光溫室專用棚膜，日光溫室長60.0 m、跨度9.0 m、頂高4.2 m。試驗溫室管理水平一般。試驗地土壤含有機質(zhì)9.2 g/kg、全鹽1.1 g/kg、全氮1.24 g/kg、堿解氮105 mg/kg、有效磷130 mg/kg、速效鉀199 mg/kg， pH 8.74。

1.2? ?供試材料

供試10個桃品種基本情況及來源見表1。試驗苗木均采用一年生山桃為砧木嫁接的芽苗，2012年成活率95%以上。

1.3? ?試驗方法

用LI-6400 型便攜式光合系統(tǒng)（LI-COR，美國）測定氣體交換參數(shù)，大氣CO2濃度、光合有效輻射、葉溫、水汽壓等參數(shù)均采用儀器自控系統(tǒng)控制。于2016 年4 月25 — 28日（果實成熟期）進行氣體交換參數(shù)和光合日變化的測定，每天于8：00 、9：00、10：00、12：00、 14：00、 15：00、 16：00、 17：00、 18：00時各測定1 次。每個桃品種選取3株桃樹，每株桃樹選取枝條長度在40 cm以上、光照條件良好且無病蟲害危害的中上部新梢，新梢選枝條中部無病蟲害危害的功能葉5片進行標記并測定。同時每株桃樹摘取與光合測定葉片相同部位的功能葉片10 片，帶回實驗室測定葉片葉綠素含量。

2? ?結(jié)果與分析

2.1? ?葉綠素含量

葉綠素是植物光合作用的主要色素，其含量的高低直接反映光合作用能力的強弱。由表2可以看出，供試10個桃品種的葉綠素a、葉綠素b、總?cè)~綠素以及類胡蘿卜素含量不同。葉綠素a含量變化范圍為1.80～2.46 mg/g，其中油桃品種中油14號最高，為2.46 mg/g;普通桃品種春美最低，為1.80 mg/g。葉綠素b含量變化范圍為0.16～0.57 mg/g，其中油桃品種中油14號最高，為0.57 mg/g;油桃品種瑞光40最低，為0.16 mg/g。葉綠素總量變化范圍為2.26～3.03 mg/g，其中油桃品種中油14號最高，為3.03 mg/g;普通桃品種春美、油桃品種瑞光40最低，均為2.26 mg/g。類胡蘿卜素含量變化范圍為0.10～0.62 mg/g，其中油桃品種金輝最高，為0.62 mg/g;普通桃品種春美最低，為0.10 mg/g。

2.2? ?試驗期間主要生理生態(tài)因子日變化

由圖1-a可以看出，日光溫室內(nèi)光合有效輻射（PAR）日變化呈正態(tài)分布，午前迅速上升，到12：00時達最高峰，峰值為1 854.0 μmol/（m2·s），隨后逐漸下降，至18：00時降至152.1 μmol/（m2·s）。溫室內(nèi)CO2濃度早晨最高，可達819.0 μmol/（m2·s），升起保溫被后迅速下降，到10：00時降到全天最低[366.0 μmol/（m2·s）]，隨后上升但變化幅度不大。從圖1-b可知，溫室內(nèi)氣溫自日出后逐漸上升，14：00 時達到最高33.7 ℃，然后逐漸下降。相對濕度早晨8：00時為最高值60%，10：00時溫室打開通風口后迅速下降，至12：00時降至41.6%;此后下降較為平緩，16：00時達到最低值為32.0 %，16：00時以后隨溫度的降低而逐漸上升，傍晚覆蓋保溫被時濕度為46.5%。

2.3? ? 凈光合速率日變化

從表3可以看出，日光溫室內(nèi)不同桃品種凈光合速率日變化不盡相同，變化趨勢不一致。早晨卷簾后日光溫室中CO2濃度最高，但受光強影響，凈光合速率不高。全天凈光合速率多表現(xiàn)為單峰或多峰形式。供試各桃品種的凈光合速率變化范圍為2.85～24.20 μmol/（m2·s），凈光合速率日均值為10.43～13.83 μmol/（m2·s），其中以油桃品種華光凈光合速率日均值最高，為13.83 μmol/（m2·s）;油桃品種瑞光41次之，為13.35 μmol/（m2·s）;普通桃品種春雪居第3，為13.08 μmol/（m2·s）;油桃品種中油4號最小，為10.43 μmol/（m2·s）。

2.4? ?氣孔導度日變化

從表4可以看出，不同桃品種的氣孔導度日變化表現(xiàn)均為先升后降的趨勢，不同桃品種變化高峰不同。其中以中油4號峰值出現(xiàn)最早，出現(xiàn)在9：00時;瑞光41峰值出現(xiàn)次之，出現(xiàn)在12：00時;華光峰值出現(xiàn)在14：00時;隴油桃2號、春雪、滬油002、金輝、中油14號峰值出現(xiàn)在15：00時;春美、瑞光40峰值出現(xiàn)在17：00時。供試各桃品種的氣孔導度變化范圍為0.114～0.483 μmol/（m2·s），氣孔導度日均值為0.294～0.372 μmol/（m2·s），其中以油桃品種金輝氣孔導度日均值最大，為0.372 μmol/（m2·s）;油桃品種中油4號次之，為0.359 μmol/（m2·s）;油桃品種隴油桃2號居第3，為0.354 μmol/（m2·s）;普通桃品種春美氣孔導度日均值最小，為0.294 μmol/（m2·s）。

2.5? ?蒸騰速率日變化

從表5可以看出，不同桃品種的蒸騰速率均表現(xiàn)為先升后降的變化趨勢，不同桃品種到達高峰的時間有所不同。蒸騰速率均在8：00 — 14：00 時處于上升階段，14：00 時以后開始下降。不同桃品種蒸騰速率峰值變化區(qū)間為11.10～13.60 mmol/（m2·s），日均值為6.91～8.86 mmol/（m2·s） ， 其中以油桃品種金輝蒸騰速率日均值最大，為8.86 mmol/（m2·s）油桃品種華光、中油4號次之，均為8.78 mmol/（m2·s）;油桃品種中油14號居第3，為8.67 mmol/（m2·s）;普通桃品種春雪蒸騰速率日均值最小，為6.91 mmol/（m2·s）。

2.6? ?胞間CO2濃度日變化

從表6可以看出，細胞間隙CO2 濃度基本變化規(guī)律是8：00 — 10：00 時迅速下降，10：00時后下降速度放緩，在12：00 — 14：00 時相繼達到低谷，之后逐漸上升。春雪全天胞間CO2 濃度最高，華光和中油14號相對較低。供試各桃品種的胞間CO2 濃度變化范圍為208.9～829.3 μmol/（m2·s），胞間CO2 濃度日均值為334.6～371.8 μmol/（m2·s），其中以普通桃品種春雪胞間CO2 濃度日均值最大，為371.8 μmol/（m2·s）;油桃品種滬油002次之，為350.9 μmol/（m2·s）;普通桃品種春美居第3，為347.3 μmol/（m2·s）;油桃品種中油14號胞間CO2 濃度日均值最小，為334.6 μmol/（m2·s）。

2.7? ?果實性狀表現(xiàn)

從表7可以看出，供試的10個桃品種平均單果重變化范圍為78～176 g，其中以普通桃品種春雪平均單果重最大，為176 g;油桃品種隴油2號最低，為78 g。平均可溶性固形物含量變化范圍為10.4%～13.9%，以油桃品種華光最高，為13.9%;普通桃品種春雪最低，為10.4%。油桃品種華光裂果率為22%，其余品種均未發(fā)現(xiàn)裂果。隴油2號、滬油002、瑞光40、中油4號樹勢生長旺盛，春美、春雪、華光、金輝、瑞光41樹勢生長中庸，中油14號樹勢生長半矮。單株平均產(chǎn)果量為6.2～13.5 kg，其中以普通桃品種春美最高，為13.5 kg;油桃品種金輝次之，為13.0 kg;油桃品種中油4號居第3，為11.7 kg;油桃品種滬油002居第4位，為11.0 kg;普通桃品種春雪居第5位，為10.4 kg;其余桃品種的單株平均產(chǎn)果量均低于10 kg。經(jīng)綜合分析，認為綜合表現(xiàn)較好的桃品種有普通桃品種春美、春雪和油桃品種金輝、中油4號。

3? ?結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明，不同桃品種葉綠素總量、日均凈光合速率、產(chǎn)量和品質(zhì)各不相同，其中以油桃品種中油14號葉綠素含量最高，為3.03 mg/g;油桃品種華光凈光合速率日均值最高，為13.83 μmol/（m2·s）;油桃品種金輝氣孔導度日均值最大，為0.372 μmol/（m2·s）;油桃品種金輝蒸騰速率日均值最大，為8.86 mmol/（m2·s）;普通桃品種春雪胞間CO2 濃度日均值最大，為371.8 μmol/（m2·s）。普通桃品種春雪平均單果重最大，為176 g;普通桃品種春美單株平均產(chǎn)果量最高，為13.5 kg;油桃品種金輝、中油4號、滬油002和普通桃品種單株平均產(chǎn)果量較高，為10.4～13.0 kg。綜合評價認為，普通桃品種春美、春雪和油桃品種金輝、中油4號表現(xiàn)良好，可在西北地區(qū)戈壁非耕地日光溫室栽培。

通常情況下葉綠素含量與植物光合作用呈正相關。在日光溫室環(huán)境下由于棚膜遮光的影響，葉綠素含量一般較露地栽培高。我們研究分析認為，葉綠素總含量升高可能是日累積光合產(chǎn)物升高的一個主要因素。植物光合作用對生態(tài)因子極為敏感，生態(tài)因子變化通過對植物生理因子的間接影響和對葉片直接影響雙重影響光合作用。日光溫室白天氣溫變化大，濕度變化明顯。其中油桃品種隴油桃2號、金輝、華光、滬油002和普通桃品種春美、春雪等都表現(xiàn)為中午高溫時段凈光合速率降低，存在“午休”現(xiàn)象，而中油4號則表現(xiàn)為由低到高再到低的過程，無明顯“午休”現(xiàn)象。日光溫室內(nèi)到12：00 時以后溫室中由于持續(xù)的強光照、高溫和低大氣濕度，葉片蒸騰速率增加迅速，使水勢降低，造成水分代謝失調(diào)，另外葉片表面的高溫抑制了參與光合作用酶的活性，進而降低了葉片羧化效率，使凈光合速率銳減，從而形成“午休”現(xiàn)象[4 ]。在設施栽培中如何調(diào)控生態(tài)因子降低或減少午休時間，有助于桃新品種的選育。利用不同桃品種的光合特性，結(jié)合桃果實品質(zhì)產(chǎn)量等因素，有利于適宜溫室生產(chǎn)優(yōu)良品種的選擇，另外還應該考慮當?shù)厥袌鰧嶋H情況來決定早晚熟品種[5 ]。

參考文獻：

[1] 鄭殿升，劉? ?旭，黎? ?裕.? 起源于中國的栽培植物[J].? 植物遺傳資源學報，2012（1）：1-10.

[2] 牛茹萱，王晨冰，趙秀梅，等.? 非耕地日光溫室油桃根域限制對冠層特征及果實品質(zhì)的影響[J].? 果樹學報，2017，34（1）：26-32.

[3] 王? ?鴻，李寬瑩，李艷峰，等.? 幾個桃品種在西北非耕地日光溫室栽培表現(xiàn)[J].? 西北園藝（果樹），2017（6）：39-42.

[4] 王晨冰，李寬瑩，陳佰鴻，等.? ?溫室油桃光合作用與生理生態(tài)因子的關系[J].? 西北植物學報，2010，30（7）：1435 -1440.

[5] 王? ?鴻，李寬瑩，陳建軍，等.? 非耕地日光溫室桃根域限制栽培關鍵技術(shù)[J].? 甘肅農(nóng)業(yè)科技，2015（8）：93-94.

（本文責編：鄭立龍）