干旱對(duì)“桂廣薯1號(hào)”馬鈴薯葉片光合作用的影響

胡國瑞 鄭 虛 鄧英毅 吳 玉 劉 濤

（1.廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西南寧 530004；2.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所，廣西南寧 530007）

馬鈴薯（Solanum tuberosumL.）是茄科茄屬多年生塊莖植物。FAO統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明：2017年全世界馬鈴薯收獲面積為1 930.26萬hm2，總產(chǎn)量為3.88億t，單產(chǎn)量為20.11萬t/hm2；全世界種植馬鈴薯的國家和地區(qū)有163個(gè)，中國是最大馬鈴薯生產(chǎn)國，收獲面積和總產(chǎn)量分別占全球總量的29.88%和25.57%。馬鈴薯是我國四大糧食作物之一[1]。干旱已成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的主要難題，全球有近43%的耕作區(qū)處于干旱或者半干旱地域，近年來由于受全球氣候變暖等影響，干旱對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的威脅越來越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響馬鈴薯的生長發(fā)育和產(chǎn)量[2-5]。因此，研究干旱對(duì)馬鈴薯生長的影響有重要意義。“桂廣薯1號(hào)”是廣西大學(xué)和廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所選育出來的品種，較耐旱[6]，但干旱對(duì)“桂廣薯1號(hào)”葉片葉綠素含量和光合作用的影響還沒有研究，因此開展此項(xiàng)研究對(duì)馬鈴薯生產(chǎn)具有重要的指導(dǎo)作用。

1 材料與方法

1.1 供試材料和地點(diǎn)供試材料為馬鈴薯品種“桂廣薯1號(hào)”，試驗(yàn)在廣西大學(xué)基地內(nèi)進(jìn)行。

1.2 田間試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)方法田間采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，試驗(yàn)有2個(gè)處理：干旱處理不灌水；CK為正常灌水，采用滴灌，每次滴2 h左右，7 d左右灌溉1次。干旱和對(duì)照處理分別種在水泥割開的溝槽里，相互間水分不能滲透。出苗后約30 d進(jìn)行干旱處理，處理區(qū)距地面30 cm以上搭白色透明塑料大棚以防雨水、透光和空氣流通。單壟雙行種植，每小區(qū)面積為10 m2，種植80株，每組重復(fù)3次。

1.3 試驗(yàn)指標(biāo)及其測定方法

1.3.1 測定土壤含水量 采用烘干法測定處理前2 d和處理后15 d的土壤深度為20 cm的土壤含水量。每小區(qū)采5個(gè)點(diǎn)，采用對(duì)角線法進(jìn)行采樣。

1.3.2 測定馬鈴薯葉片的葉綠素含量 干旱處理后15 d用日本產(chǎn)SPAD-502 plus測定葉片的葉綠素含量，測定部位為主莖上健康、無損傷的倒數(shù)第4張復(fù)葉（以展開葉算）的頂小葉中間部位，每個(gè)葉片測量3次，每個(gè)小區(qū)測量8株。

1.3.3 測定馬鈴薯葉片的光合作用 干旱處理后15 d采用LI-6400便攜式光合作用測定儀，測定同部位的葉綠素，每個(gè)葉片測量3次，每個(gè)小區(qū)測量5株，晴天進(jìn)行。凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度、蒸騰速率以及葉溫下蒸汽壓虧缺分別為：Pn、Cond、Ci、Tr、VpdL，葉片瞬間水分利用效率（WUE）=Pn/Tr，光能利用效率（LUE）=Pn/葉室內(nèi)光合作用有效輻射PARi。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析方法采用SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。線性回歸分析采用逐步回歸法。

2 結(jié)果與分析

2.1 干旱處理對(duì)土壤含水量的影響土壤含水量處理前差異不顯著，處理后干旱處理的土壤含水量極顯著降低（表1）。

表1 干旱處理對(duì)馬鈴薯地土壤含水量的影響

2.2 干旱處理對(duì)“桂廣薯1號(hào)”馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響干旱處理的馬鈴薯葉片葉綠素含量極顯著降低，葉綠素合成量減少（表2）。

表2 干旱處理對(duì)馬鈴薯葉片葉綠素含量的影響

2.3 干旱處理對(duì)“桂廣薯1號(hào)”馬鈴薯葉片光合效能的影響干旱處理極顯著抑制了馬鈴薯葉片的光合作用，凈光合速率、氣孔導(dǎo)度、蒸騰速率、瞬間水分利用效率和光能利用效率極顯著降低，葉溫下蒸汽壓虧缺極顯著提高，但胞間CO2濃度沒有顯著差異（表3）。

2.4 馬鈴薯“桂廣薯1號(hào)”葉片光合作用各指標(biāo)的相關(guān)性“桂廣薯1號(hào)”馬鈴薯葉片光合作用各指標(biāo)間存在極顯著的相關(guān)性。其中，凈光合速率與光能利用效率的相關(guān)性最大，凈光合效率與氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度間呈極顯著正相關(guān)性，與葉溫下蒸汽壓虧缺和葉片瞬間水分利用效率呈極顯著負(fù)相關(guān)性。蒸騰速率也與氣孔導(dǎo)度、胞間CO2濃度之間存在極顯著正相關(guān)性，與葉溫下蒸汽壓虧缺呈極顯著負(fù)相關(guān)（見表4）。

表3 干旱處理對(duì)馬鈴薯葉片光合作用各指標(biāo)的的影響

根據(jù)相關(guān)性可建立馬鈴薯葉片凈光合效率的線性回歸方程：凈光合速率Pn=39.834+2.575×蒸騰速率Tr-0.803×葉溫下蒸汽壓虧缺VpdL-0.05×胞間CO2濃度Ci-21.804×氣孔導(dǎo)度Cond。

表4 馬鈴薯“桂廣薯1號(hào)”葉片光合作用各指標(biāo)間的相關(guān)性

3 結(jié)語

本試驗(yàn)結(jié)果表明干旱極顯著抑制“桂廣薯1號(hào)”馬鈴薯葉片的葉綠素含量和光合作用。這與前人研究結(jié)果一致，但不同品種對(duì)干旱的反應(yīng)和適應(yīng)能力不同[2-5]。利用“桂廣薯1號(hào)”葉片光合作用各指標(biāo)間的極顯著相關(guān)性可建立凈光合速率的回歸方程：Pn=39.834+2.575×Tr-0.803×VpdL-0.05×Ci-21.804×Cond，但該方程對(duì)馬鈴薯其他品種和不同生育期的應(yīng)用還有待進(jìn)一步研究。