弱光脅迫對不同哈密瓜品種光合特性的影響 耿新麗 鄭賀云 姚 軍 新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所 新疆鄯善 838200 摘要 為研究弱光脅迫對不同哈密瓜品種光合特性的影響 以新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所培育的西 州密17號 西州密25號和當?shù)卦耘嗝娣e較大的早皇后3個哈密瓜品種為試材開展試驗 用UV 1601紫外分光 光度計測定葉片葉綠素含量 用LI 6400便攜式光合儀測定凈光合速率 氣孔導度 蒸騰速率等指標 結果表明 在弱光脅迫下 不同哈密瓜品種葉片葉綠素含量 凈光合速率 氣孔導度等均較全光照對照升高 蒸騰速率較全 光照對照降低 其中 西州密25號的光合指標和葉綠素含量均優(yōu)于其他2個品種 推測西州密25號是高光效的 哈密瓜品種 適宜在當?shù)卮竺娣e栽培推廣 關鍵詞 哈密瓜 弱光脅迫 光合特性 中圖分類號 S652 1 文獻標識碼 A 文章編號 1007 5739 2023 02 0065 04 DOI 10 3969 j issn 1007 5739 2023 02 016 開放科學 資源服務 標識碼 OSID Effect of Low light Stress on Photosynthetic Characteristics of Different Hami Melon Varieties GENG Xinli ZHENG Heyun YAO Jun Research Institute of Grape and Melon Fruits in Xinjiang Uygur Autonomous Region Shanshan Xinjiang 838200 Abstract In order to study the effect of low light stress on the photosynthetic characteristics of different Hami melon varieties three Hami melon varieties Xizhoumi 17 and Xizhoumi 25 cultivated by Research Institute of Grape and Melon Fruits in Xinjiang Uygur Autonomous Region Early Queen with the large local cultivation area were used as test materials The chlorophyll content of leaves was measured by UV 1601 ultraviolet spectrophotometer and the net photosynthetic rate stomatal conductance transpiration rate and other indexes were measured by LI 6400 portable photosynthetic instrument The results showed that under low light stress chlorophyll content net photosynthetic rate and stomatal conductance of leaves of different Hami melon varieties were higher than those of full light control while transpiration rate was lower than that of full light control Among them the photosynthetic index and chlorophyll content of Xizhoumi 25 were better than those of the other two varieties It was speculated that Xizhoumi 25 was a Hami melon variety with high light efficiency which was suitable for large scale cultivation and popularization in the local area Keywords Hami melon low light stress photosynthetic characteristic 甜瓜 Cucumis melo L 是葫蘆科甜瓜屬植物 在 我國的栽培面積及產量均居世界首位 其中新疆哈 密瓜屬于厚皮甜瓜 1 設施栽培可以在哈密瓜生長過 程中為其提供適宜的小氣候環(huán)境 是實現(xiàn)哈密瓜高 效 優(yōu)質 安全種植的重要途徑 隨著經濟的發(fā)展和 農業(yè)技術的提高 設施哈密瓜栽培 如促成栽培 延 遲栽培 避雨栽培 發(fā)展迅速 現(xiàn)已成為一種重要的 哈密瓜栽培方式 但是 在設施栽培中 光照不足一 直是影響產量的一個重要問題 2 4 因此 研究弱光脅 迫對不同哈密瓜品種光合特性的影響 對設施哈密瓜 栽培中選擇耐弱光品種和光環(huán)境調控有重要意義 光合作用是植物必需的生理過程之一 直接影 響哈密瓜的產量和品質 探討不同哈密瓜品種在弱 光脅迫下的光合特性 有助于為建立高產 優(yōu)質 高 基金項目 國家西甜瓜產業(yè)技術體系項目 CARS 25 作者簡介 耿新麗 1975 女 河南淮陽人 碩士 研究 員 研究方向 西甜瓜貯藏與運輸 通信作者 收稿日期 2022 04 04 現(xiàn)代農業(yè)科技 2023年第2期 園藝學 65 現(xiàn)代農業(yè)科技 2023年第2期園藝學 品種 葉綠素a含量 葉綠素b含量 葉綠素 a b 含量 CK T 1 CK T 1 CK T 1 早皇后 0 829 0 004 a 0 835 0 003 a 0 228 0 021 b 0 326 0 006 a 1 057 0 025 b 1 161 0 009 a 西州密17號 0 886 0 001 a 0 854 0 002 a 0 371 0 002 b 0 442 0 002 a 1 257 0 001 a 1 296 0 004 a 西州密25號 0 927 0 052 b 1 184 0 171 a 0 485 0 027 b 0 662 0 002 a 1 412 0 079 b 1 846 0 173 a 單位 mg g 1 表 1 不同處理不同哈密瓜品種葉片葉綠素含量比較 注 表中數(shù)據為平均值 標準差 同行不同小寫字母表示同一品種不同處理差異顯著 P 0 05 下同 效的設施栽培模式打下基礎 光照是影響植物光合 作用的重要條件 葉綠素是光合作用中的重要色素 葉綠素損失會減少對光能的吸收 影響植物色素含 量以及光合作用下相關酶活性 5 胡亮亮等 6 報道 黃 瓜黃綠色突變體的光合色素含量直接或間接影響植 物的光合能力 徐程揚等 7 發(fā)現(xiàn) 植物葉片對外界光 環(huán)境往往比較敏感 在遮陰環(huán)境下 葉片的蒸騰速率 和光合速率呈下降趨勢 而胞間CO 2 濃度升高時光 通量密度和氣孔導度呈不同程度的下降 由此表明 不同的光環(huán)境對植物光合特性具有不同影響 本試驗主要選擇新疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研 究所培育的西州密 17 號 西州密 25 號和當?shù)卦耘?面積較大的早皇后 3 個哈密瓜品種作為研究對象 進行遮光處理 測定在不同遮光處理下3個哈密瓜 品種的葉綠素含量和光合指標 研究不同哈密瓜品 種在弱光脅迫下光合特性的變化 以期找出適宜在 新疆大面積推廣的高光效哈密瓜品種 為進一步在 設施栽培中選擇耐弱光品種提供參考依據 1 材料與方法 1 1 試驗材料 本試驗于 2020 年 10 月至 2021 年 8 月在新疆 維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所進行 供試材料是新 疆維吾爾自治區(qū)葡萄瓜果研究所培育的西州密 17 號 西州密25 號和當?shù)卦耘嗝娣e較大的早皇后 3 個 哈密瓜品種 1 2 試驗方法 本試驗共設置 2 個處理 分別為 對照 CK 全 光照 弱光脅迫 T 1 70 遮光處理 用2層遮陽網進 行遮光 1 2 1 葉綠素含量的測定 選取哈密瓜葉片 剪成細 絲 用分析天平稱取0 2 g 裝入 25 mL 容量瓶中 加 入95 乙醇 室溫下放在暗處靜置24 h 其間搖動 3 4次 以95 乙醇為空白對照 用UV 1601 紫外 分光光度計 北京宏昌信科技有限公司 在波長649 665 nm 條件下測定分光光度值 計算葉綠素 a 葉綠 素b 葉綠素 a b 值 計算公式為 葉綠素a mg g 13 95A 665 6 88A 649 葉綠素 b mg g 24 96A 649 7 32A 665 葉綠素 a b mg g 葉綠素a 葉綠素b 1 2 2 光合指標的測定 采用 LI 6400 便攜式光合 儀 北京力高泰科技有限公司 進行凈光合速率 氣 孔導度和蒸騰速率等光合指標的測定 測定時 選擇 晴朗無風的天氣 于8 00 18 00 每2 h測1次 每 個品種分別取上 中 下 3 個部位的葉片進行測定 每個葉片選擇避開葉脈的位置測試 3次 計算平均 值 選擇葉片時 要盡量保證葉片大小 節(jié)位一致 測 定之前做好標記 將葉片擦拭干凈且不可損傷葉片 1 3 數(shù)據分析 試驗數(shù)據采用 Excel 2010 進行整理 采用 DPS 7 05軟件進行方差分析 2 結果與分析 2 1 弱光脅迫下不同哈密瓜品種葉綠素含量分析 由表1 可知 早皇后哈密瓜葉片的葉綠素含量 在不同光照處理下差異顯著 其中 弱光脅迫下早皇 后哈密瓜葉片葉綠素 a 含量較對照增加 0 7 葉綠 素 b 含量較對照增加 43 0 葉綠素 a b 含量較對 照增加 9 8 西州密 17 號哈密瓜葉片葉綠素含量 在不同光照處理下差異不顯著 其中 弱光脅迫下葉 綠素 a 含量較對照降低 3 6 葉綠素 b 含量較對照 增加19 1 葉綠素 a b 含量較對照增加3 1 西 州密 25 號哈密瓜葉片葉綠素含量在不同光照處理 下差異顯著 其中 弱光脅迫下葉綠素 a 含量較對照 增加 27 7 葉綠素 b 含量較對照增加 36 5 葉綠 素 a b 含量較對照增加 30 7 由表 1 可知 在弱 光脅迫下 3 個品種哈密瓜葉片葉綠素 a b 含量由 66 時間 早皇后 西州密17號 西州密25號 CK T 1 CK T 1 CK T 1 8 00 3 74 0 18 b 4 41 1 35 a 4 94 0 68 b 5 46 0 53 a 5 84 1 97 b 6 25 0 65 a 18 00 3 57 0 04 b 4 06 0 28 a 3 61 0 13 b 4 38 0 11 a 4 39 0 03 b 5 17 0 25 a 10 00 6 14 1 37 a 6 85 2 34 a 7 33 1 58 a 7 25 1 78 a 6 69 1 30 a 6 92 2 09 a 12 00 6 62 0 21 a 6 89 0 81 a 7 89 0 97 b 8 89 1 11 a 8 33 1 01 b 9 35 1 14 a 14 00 6 59 0 15 b 7 00 0 78 a 7 28 0 68 b 9 03 1 35 a 8 34 0 70 b 9 56 1 94 a 16 00 4 54 0 29 b 4 97 0 35 a 4 61 0 45 b 5 66 0 61 a 5 60 0 43 b 6 57 0 43 a 單位 mol m 2 s 1 表2 不同處理不同哈密瓜品種凈光合速率 Pn 日變化 時間 早皇后 西州密17號 西州密25號 CK T 1 CK T 1 CK T 1 8 00 0 06 0 01 b 0 10 0 02 a 0 05 0 02 b 0 13 0 02 a 0 07 0 02 b 0 18 0 02 a 18 00 0 00 0 01 b 0 01 0 01 a 0 00 0 00 b 0 01 0 00 e 0 01 0 00 b 0 03 0 01 a 10 00 0 05 0 01 b 0 10 0 02 a 0 05 0 01 b 0 08 0 02 a 0 06 0 03 b 0 15 0 02 a 12 00 0 05 0 00 b 0 07 0 01 a 0 04 0 01 b 0 05 0 01 a 0 02 0 01 b 0 11 0 01 a 14 00 0 04 0 00 b 0 05 0 01 a 0 03 0 00 b 0 05 0 02 a 0 02 0 01 b 0 11 0 02 a 16 00 0 01 0 01 b 0 03 0 01 a 0 01 0 00 b 0 03 0 01 a 0 02 0 00 b 0 08 0 01 a 單位 mol m 2 s 1 表3 不同處理不同哈密瓜品種氣孔導度 Gs 日變化 時間 早皇后 西州密17號 西州密25號 CK T 1 CK T 1 CK T 1 8 00 3 62 0 07 a 1 97 0 33 b 3 23 0 20 a 1 94 0 36 b 2 03 0 33 a 1 07 0 32 b 18 00 3 06 0 15 a 1 23 0 20 b 3 06 0 02 a 1 01 0 05 b 2 04 0 07 a 0 47 0 15 b 10 00 3 16 0 11 a 2 93 0 35 b 3 56 0 21 a 2 28 0 56 b 2 56 0 52 a 1 75 0 53 b 12 00 3 68 0 0 4a 2 00 0 26 b 3 49 0 26 a 1 53 0 35 b 2 22 0 27 a 1 33 0 40 b 14 00 3 56 0 02 a 1 94 0 29 b 3 37 0 09 a 1 77 0 68 b 2 17 0 24 a 0 89 0 69 b 16 00 3 46 0 22 a 1 87 0 15 b 3 36 0 10 a 1 59 0 28 b 2 17 0 15 a 0 85 0 29 b 單位 mmol m 2 s 1 表4 不同處理不同哈密瓜品種蒸騰速率 Tr 日變化 大到小表現(xiàn)為西州密25號 西州密17號 早皇后 2 2 弱光脅迫下不同哈密瓜品種的光合特性 2 2 1 弱光脅迫下不同哈密瓜品種葉片凈光合速率 Pn 日變化 由表2 可知 與對照相比 弱光脅迫下 3 個哈密瓜品種葉片凈光合速率均比較高 且差異 顯著 在弱光脅迫下 3 個哈密瓜品種葉片凈光合速 率在 8 00 18 00 均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨 勢 且均在14 00達到最高 其中 14 00 早皇后 西 州密 17 號 西州密 25 號哈密瓜在弱光脅迫下葉片 凈光合速率分別達到了7 00 9 03 9 56 mol m 2 s 在弱光脅迫下 3 個哈密瓜品種葉片凈光合速率表 現(xiàn)為西州密25號 西州密17號 早皇后 2 2 2 弱光脅迫下不同哈密瓜品種葉片氣孔導度 Gs 日變化 由表3可以看出 8 00 18 00 3個哈 密瓜品種葉片氣孔導度均呈現(xiàn)降低的變化趨勢 與 對照相比 弱光脅迫下3 個哈密瓜品種葉片氣孔導 度均比較高 且差異顯著 在弱光脅迫下 早皇后哈 密瓜葉片氣孔導度在 8 00 10 00 最大 達到了 0 10 mol m 2 s 西州密 17 號哈密瓜葉片氣孔導度 在 8 00 最大 為 0 13 mol m 2 s 西州密 25 號哈密 瓜葉片氣孔導度在 8 00 最大 為 0 18 mol m 2 s 在弱光脅迫下 3 個哈密瓜品種葉片氣孔導度表現(xiàn) 為西州密25號 西州密17號 早皇后 2 2 3 弱光脅迫下不同哈密瓜品種蒸騰速率 Tr 日 變化 由表4 可知 與對照相比 弱光脅迫下3 個哈 密瓜品種蒸騰速率均較低 差異顯著 在弱光脅迫 下 早皇后 西州密 17 號 西州密 25 號哈密瓜的蒸 騰速率整體上均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢 在 10 00達到最高 分別為2 93 2 28 1 75 mmol m 2 s 在 18 00 最低 分別為 1 23 1 01 0 47 mmol m 2 s 在弱光脅迫下 3 個哈密瓜品種蒸騰速率日變化表 現(xiàn)為西州密25號 西州密17號西州密 17 號 早 耿新麗等 弱光脅迫對不同哈密瓜品種光合特性的影響 67 現(xiàn)代農業(yè)科技 2023年第2期園藝學 皇后 3 結論與討論 光是植物生命活動中的重要能量來源 影響植 物的生長與發(fā)育 葉綠素是參與光合作用的重要色 素 植物葉片通過葉綠素吸收 傳遞光能來進行光化 學反應 完成光能轉換 植物葉綠素的合成與降解受 光照強度的調控 光照過強或過弱均不利于葉綠素 的積累 本試驗結果顯示 3個哈密瓜品種葉綠素含 量與光合速率成正比 光合速率隨著葉綠素含量增 加而升高 葉綠素是反映植物光合能力的重要指標 是參與光合作用過程的主要物質 光合作用是植物合成有機物的最重要過程 與 環(huán)境條件密切相關 故這一過程對環(huán)境的變化比較 敏感 光合速率較高的品種比較適應當?shù)丨h(huán)境條件 適合推廣種植 8 10 研究植物的光合作用有利于采取 適當?shù)脑耘啻胧﹣硖岣咧参锕夂献饔?從而提高產 量 葉片作為植物光合作用的主要器官 對光環(huán)境的 變化非常敏感 凈光合速率曲線則直接反映了光照 強度 植物葉片通過氣孔與外界環(huán)境進行水分輸送 和氣體交換 光照強度與氣孔開閉 凈光合速率 蒸 騰速率密切相關 當葉片氣孔大小發(fā)生變化時 氣孔 導度也會發(fā)生改變 11 本試驗結果表明 在弱光脅迫 下 不同哈密瓜品種葉片凈光合速率 氣孔導度等均 較全光照對照升高 蒸騰速率較全光照對照降低 其中 西州密 25 號哈密瓜的光合特性優(yōu)于西州密 17 號哈密瓜和早皇后哈密瓜 是一個高光合優(yōu)質資 源 可大量應用于生產中 汪炳良等 12 研究栽培方式 對哈密瓜光合速率等的影響發(fā)現(xiàn) 由于受到生長環(huán) 境的影響 哈密瓜的凈光合速率等指標值也會發(fā)生 很大變化 本試驗關于弱光脅迫對新疆栽植的哈密 瓜品種各光合指標的影響研究結果與其一致 棚產 哈密瓜比露地種植的哈密瓜平均早上市 1 個月 哈 密瓜大棚種植受到生產者大力推廣 該研究有助于 篩選適宜大棚弱光環(huán)境下栽植的哈密瓜品種 推進 大棚哈密瓜種植 關于采取何種栽培措施解決弱光 問題 需要開展進一步的研究 13 14 4 參考文獻 1 閆淼 胡國智 熊韜 等 新疆不同品種哈密瓜品質特性 分析 J 新疆農業(yè)科學 2021 58 10 1802 1808 2 焦自高 朱曉蕾 鄒永洲 等 西州密 25 號哈密瓜早春大 棚栽培技術 J 農業(yè)知識 2020 4 32 35 3 王宣倉 李德輝 吐魯番哈密瓜栽培過程中常見問題與 解決措施 J 蔬菜 2019 9 60 62 4 蘇拉依曼 沙特爾 古麗尼沙汗 依明尼亞孜 玻璃溫室 春夏茬哈密瓜無土栽培技術實踐 J 蔬菜 2021 7 50 53 5 李音音 葉色黃化突變體甜瓜生物學特性研究 D 哈爾 濱 東北農業(yè)大學 2014 6 胡亮亮 趙子瑤 張海強 等 一個新的黃瓜葉色突變體 的光合特性分析 J 西北農業(yè)學報 2018 27 11 1622 1628 7 徐程揚 張晶 劉強 等 紫椴幼樹葉片的光合作用特 征 J 東北林業(yè)大學學報 2001 2 38 43 8 趙鑫 姚棋 陳浩婷 等 外源硅對低鐵脅迫下番茄幼苗 生長和生理特性的影響 J 山西農業(yè)科學 2020 48 12 1903 1908 9 趙春梅 陳柏杰 金榮榮 不同光照強度對甜瓜葉色黃化 突變體幼苗生理指標的影響 J 蔬菜 2019 5 18 23 10 張健 田佳星 張國裕 等 瓜類作物耐低溫弱光研究進 展 J 中國瓜菜 2020 33 10 1 8 11 徐文 遮光對哈密瓜黃綠葉突變體 Cmygl 1 的光合生 理特性的影響 D 石河子 石河子大學 2021 12 汪炳良 房婷婷 葉紅霞 等 栽培方式對哈密瓜光合速 率和果實產量及品質的影響 J 浙江農業(yè)學報 2014 26 4 896 899 13 呂凌云 俞敏 董建平 西州密 25 號 哈密瓜早春茬大 棚栽培技術 J 西北園藝 綜合 2019 1 16 17 14 黃立婷 倪秀紅 章玲 14 個哈密瓜新品種適應性種植 試驗報告 J 上海農業(yè)科技 2020 6 86 88 68