青脆李在不同海拔高度光合特性及生理辐射光谱的研究

1、青脆李在不同海拔高度光合特性及生理辐射光谱的研究论文摘要：在横断山北段选取3个海拔梯度，研究不同海拔高度对生理辐射光谱、青脆李光合特性及品质的影响。结果说明：青脆李在低海拔最高，到达0.091，且LCP最低，对弱光的利用能力强 ，而在高海拔LSP极显著高于低海拔，利用强光的能力强 。由于生理辐射随海拔升高而增强，短波光所占比例增大，说明青脆李对环境强光和相对弱光都具有一定的适宜能力 ；在海拔1786m处，Pmax、Rd、LCP和LSP均高，光合同化和代谢强； 叶绿素a/b与显著正相关，叶绿素a/b高，利于光的利用 。叶黄素与LSP显著正相关，利用强光的能力强 ；生理辐射强、短波光多，利于果实T

2、SS、Vc及糖积累，但不利于有机酸积累和果实增大。论文关键词：青脆李,海拔高度,光合特性,生理辐射青脆李为蔷薇科Roaceae李属PrunusLinn.的核果类传统果树，其果大、味甜，品质优，适于岷江流域上游干旱河谷生长发育，已开展为川西横断山脉北段重要经济果木。然而，青脆李在该区域各海拔梯度的果实品质差异较大，目前鲜有关于其生态生理方面研究报道。光合积累是果实产量品质形成的根底，生理辐射380710nm作为光合作用的能源，是影响光合特性的重要因子。它由紫光380435nm、蓝光435470nm、青光470490nm、绿光490575nm、黄光575595nm、橙光595626nm和红光(62

3、6760nm)组成。为此，本报道通过研究不同海拔高度生理辐射光谱成分及叶片光合色素的变化，探讨不同海拔高度对青脆李的光合特性和果实品质的影响，并探索提高果实品质的内在机理，为青脆李生态区划和栽培技术提供理论和实践依据。1材料与方法1.1材料在川西横断山脉北段茂县境内，从岷江上游干旱河谷台地开始，选择同一山体、坡面和土壤均根本一致的代表园片上，并分别在1562m水溪果园、1786m大沟果园和1975m药峰市果园海拔高度上选取1014年生山毛桃PrunusdavidianaFranch为砧木的青脆李代表果园，每果园选取5株代表植株，进行相对一致的栽培管理。代表果园生境属于岷江上游干旱河谷生态类型，

4、年均温9.211.8，年日照时数1563.2h，年降水量400500mm，年相对湿度6875，土壤为山地褐土。1.2生理辐射光谱的测定分别在青脆李果实发育期的6月中旬和7月上旬，选择一个典型晴天，每个代表果园选取5个代表样点在1113时进行生理辐射的测试，取其平均值。测定定其380710nm光谱射绝对辐射能分布和成分。所用仪器为美国OceanOptics公司生产的CI-700ABHR-2000光纤光谱仪。1.3光响应曲线的测定选取所测植株树冠中部外围成熟功能叶片，在典型晴天或阴天的9：00-11：30，采用LI一6400便携式光合作用测定系统，在自然温湿度条件下进行光响应曲线的测定。测定叶片光

5、合有效辐射变化范围设定为0、20、50、100、200、500、800、l000、1500、2000mol-m-s，叶室为2x3cm标准叶室，人工光源(LI-6400-02BLED红蓝光源)，CO浓度为40020mol-mol，叶温为251，每次测量35个重复，取平均值。选取所测植株中上部成熟功能叶片测定其叶绿素和类胡萝卜素含量，参照姜仲书等的方法，采用紫外分光光度计上测定波长470、645、652、663nm处的吸光度。1.4果实品质测定在5株代表植株树冠中部外围分别选取果实样本10个，冷藏保存，带回实验室进行品质测试分析。果实有机酸测定采用NaOH滴定法，果实糖测定采用裴林试剂法，Vc含量

6、测定采用2，6-D法。1.5数据处理光响应曲线Pn-PPFDresponsecurve拟合采用Miehaelis-Menten模型的直角双曲线形式来表达，光补偿点LCP及光饱和点LSP的计算采用张雪松等的方法。所用软件为SPSS软件。2结果与分析2.1不同海拔高度生理辐射光谱成分的分析表1不同海拔高度生理辐射光谱成分的比拟Tab.1Thecomparativeanalysisspectrumofphysiologicalradiationatdiffidentaltitudes 海拔高度 Altitude (m) 生理辐射380710nm(W/m ) 总辐射 Total 紫光Purple L

7、380435nm 蓝光Blue L 435470nm 青光Cyan L 470490nm 绿光Green L 490575nm 黄光Yellow L 575595nm 橙光Orange L 595626nm 红光Red L 626710nm 1562 213.1 cC 32.56 cC 24.29 cC 20.75 aA 43.85 aA 17.48 aA 23.85 bA 50.34 aA 1786 231.5 bB 45.63 bB 28.78 bB 21.86 aA 41.96aA 18.13 aA 24.35 aA 50.82 aA 1975 252.9 aA 59.57 aA 38.

8、77 aA 21.97 aA 41.12 aA 17.83 aA 24.25 abA 49.43 aA 注：同列的不同字母表示差异显著，小写字母(P，大写字母(P下同。表1可见，生理辐射总辐射强度随海拔升高而极显著增强，特别是叶绿素强烈吸收的蓝紫光和红橙光强度显著提高，而绿光那么是随海拔升高低降，青黄光各海拔高度的差异较小，均不显著。而且波长较短的蓝紫光在生理辐射所占的比例随海拔升高而显著增加，而波长较长的红橙光比例那么降低。2.2各海拔高度青脆李光响应曲线研究图1不同海拔高度青脆李光响应曲线Fig.TheresponseofPntophotosyntheticphotonfluxdensit

9、yatdifferentaltitudes表2青脆李不同海拔高度叶片光响应曲线特征参数及光饱和点、补偿点Table2.LCP,LSPandphotosyntheticparametersofQingcuiplumleafinresponseofPntoPPFDatdifferentaltitudes 海拔高度 Altitude(m) 表观量子效率 最大光合速率 Pmax (mol.m .s ) 暗呼吸速率Rd (mol.m .s ) 光补偿点LCP (mol.m .s ) 光饱和点LSP (mol.m .s ) 1562 9.69 bB 633.43 cC 1786 15.40 aA 809.

10、38 bB 1975 10.18 bB 827.81 aA 注：表中给出的是95%置信度水平下各参数的取值范围。Note:MeanSD95confidenceintervalsweregiveninthetableMeanSD。2.3光合色素与光响应特征参数的相关性分析表3不同海拔高度叶片光合色素含量Tab.3Thecontentofphotosyntheticpigmentatdifferentaltitudes 海拔高度 Altitude(m) Chla含量(mg/g) Chla content Chlb含量(mg/g) Chlb content Chl含量(mg/g) Chl conte

11、nt Chla/Chlb Car含量(mg/g) Car content 1562 2.73 abA 1.21 bB 3.93 bB 2.26 aA 1.63 bA 1786 3.24 aA 1.43 aA 4.67 aA 2.27 aA 1.80 abA 1975 2.45 bA 1.11 cB 3.56 cB 2.21 aA 1.89 aA 由表3可见，随着海拔的升高，叶绿素a和b含量均表现为先上升后下降的趋势，但叶黄素的含量却不断上升。说明海拔过高，不利于青脆李叶片叶绿素a和b的合成，而利于叶黄素的合成。光合色素与光响应曲线特征参数的相关分析说明表4，叶绿素a、b和叶绿素总含量与最大净光

12、合速率和暗呼吸极显著正相关。而叶绿素a/b与表观量子效率显著相关，说明叶绿素a/b对光的利用率密切相关，进而说明叶绿素a含量越多，对光的利用能力越高。叶黄素含量与光饱和点显著正相关，说明叶黄素能提高强光的利用能力。表4青脆李叶片光响应曲线特征参数及光饱和点、补偿点与光合色素的相关性Table4.CorrelationbetweenphotosyntheticpigmentandLCP,LSPandphotosyntheticparametersofQingcuiplumleafinresponseofPntoPPFD 工程 Item 表观量子效率 最大光合速率Pmax 暗呼吸速率 Rd 光补偿

13、点 LCP 光饱和点 LSP Chla含量Chla content 0.710 0.998* 0.999* 0.907 0.080 Chlb含量Chlb content 0.677 0.994* 0.999* 0.926 0.127 Chl含量 Chl content 0.693 0.996* 0.999* 0.917 0.104 Chla/Chlb 0.970* 0.892 0.863 0.567 -0.438 Car含量 Car content -0.821 -0.244 -0.185 0.251 0.966* 注：*表示相关性在OO5水平上显著，*那么在O01水平上显著。Note：*De

14、notecorrelationwassignificantdifferenceattheO05level,and*wasattheOO1level2.4果实品质与生理辐射和光合特性的相关性研究表5不同海拔高度果实品质的比拟Tab.5ThecomparativeanalysisfruitqualitiesofQingcuiplumatdiffidentaltitudes 海拔高度 Altitude(m) 单果重(g) Fruit mass TTS (%) 有机酸含量(g/100ml) Organic acid content Vc含量Vc content (mg/100ml) 总糖含量(g/ml

15、) Total sugar 可食率(%) Edible percent 1562 36.61 aA 10.6 bB 5.16 aA 4.89 cB 7.17 bB 97.32 aA 1786 35.88 bA 12.3 aA 4.81 abA 5.95 bB 9.68 aA 97.41 aA 1975 29.36 cC 12.8 aA 4.67 bA 7.12 aA 9.96 aA 97.39 aA 从表5可知，果实TSS、Vc和总糖含量随海拔升高而升高，低海拔的均极显著低于1786m和1975m的，但单果重和有机酸含量表现为低海拔显著高于1975m的。由表6可见，果实单果重与表观量子效率显著

16、正相关，而与生理辐射波长较短的蓝光却极显著负相关，说明短波光不利于果实增大。TSS与光饱和点及波长较短的紫光、青光显著正相关，但与绿光极显著负相关，说明强光、短波光利于TSS增加，绿光不利于TSS积累。有机酸含量与光饱和点、总辐射、紫光和青光呈显著负相关，说明光照强不利于有机酸积累。而Vc含量与总辐射和蓝紫光呈极显著或显著正相关，说明短波光利于Vc合成积累。总糖与橙光、青光及光饱和点显著或极显著正相关，与绿光显著负相关，橙光利于糖积累，绿光不利于糖的合成积累。总体表现为叶片对强光的利用能力强，青脆李品质好，生理辐射的总辐射及短波光越强，利于果实TSS、Vc及糖积累，但不利于有机酸积累和果实的增

17、大。3讨论果青脆李在海拔较低的果园，表观量子效率最高，且光补偿点最低，叶片对弱光的利用能力强，而在海拔最高的果园，光饱和点显著高于低海拔的，对强光的利用能力较强。由于海拔较低的果园生理辐射相对弱些，海拔高的果园光照强些，这说明青脆李对环境强光和相对弱光都具有一定的适宜能力。李庆康等研究说明，强光环境下植物表现出较高的LSP和LCP，它可以通过高光合效率利于强光，防止光组织破坏。前人研究也说明植物具有很强的光适应性，改变光照条件，其光合特性将发生相应变化。虽然海拔最高和最低果园的暗呼吸速率和光补偿点较低，可减少自身的消耗，但光合速率远小于1786m果园的，所以海拔太高或太低均不利于青脆李更好的生

18、长和积累。高海拔果园光合速率降低，可能与叶绿素含量下降，植物产生胁迫作用有关。海拔升高，短波光增强，不利于青脆李叶片叶绿素a和b的合成，而利于叶黄素的合成。童哲研究发现蓝紫光降解叶绿素，特别是叶绿素b，促进类萝卜素合成。试验说明叶绿素a/b光的利用率密切相关，进而说明叶绿素a含量越多，对光的利用能力越高。叶黄素能提高叶片对强光的利用能力。生理辐射的总辐射及短波光越强，利于果实TSS、Vc及糖积累，但不利于有机酸积累和果实的增大。这可能与叶绿素强烈吸收蓝紫光，促进碳水化合物积累，促进TSS和糖的含量。姜仲书等在苹果上的研究也有近似结果。但引起果实品质的生态生理机理还有待进一步研究。4小结青脆李在

19、低海拔对弱光的利用能力强，在高海拔对强光的利用能力强，而生理辐射强度随海拔升高而增强，说明青脆李对环境强光和相对弱光都具有一定的适宜能力。叶绿素a/b高，利于光的利用，而叶黄素能提高强光的利用能力。生理辐射的总辐射及短波光越强，利于果实TSS、Vc及糖积累，但不利于有机酸积累和果实的增大。参考文献1 ZHANG Xue-song,SHEN Shuang-he,SONG Jie.The vertical distribution of cotton leaf nitrogen content and photosynthetic characteristics in the north Chin

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