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弱光胁迫对不同哈密瓜品种光合特性的影响 耿新丽 郑贺云 姚 军 新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所 新疆鄯善 838200 摘要 为研究弱光胁迫对不同哈密瓜品种光合特性的影响 以新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所培育的西 州密17号 西州密25号和当地栽培面积较大的早皇后3个哈密瓜品种为试材开展试验 用UV 1601紫外分光 光度计测定叶片叶绿素含量 用LI 6400便携式光合仪测定净光合速率 气孔导度 蒸腾速率等指标 结果表明 在弱光胁迫下 不同哈密瓜品种叶片叶绿素含量 净光合速率 气孔导度等均较全光照对照升高 蒸腾速率较全 光照对照降低 其中 西州密25号的光合指标和叶绿素含量均优于其他2个品种 推测西州密25号是高光效的 哈密瓜品种 适宜在当地大面积栽培推广 关键词 哈密瓜 弱光胁迫 光合特性 中图分类号 S652 1 文献标识码 A 文章编号 1007 5739 2023 02 0065 04 DOI 10 3969 j issn 1007 5739 2023 02 016 开放科学 资源服务 标识码 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 是葫芦科甜瓜属植物 在 我国的栽培面积及产量均居世界首位 其中新疆哈 密瓜属于厚皮甜瓜 1 设施栽培可以在哈密瓜生长过 程中为其提供适宜的小气候环境 是实现哈密瓜高 效 优质 安全种植的重要途径 随着经济的发展和 农业技术的提高 设施哈密瓜栽培 如促成栽培 延 迟栽培 避雨栽培 发展迅速 现已成为一种重要的 哈密瓜栽培方式 但是 在设施栽培中 光照不足一 直是影响产量的一个重要问题 2 4 因此 研究弱光胁 迫对不同哈密瓜品种光合特性的影响 对设施哈密瓜 栽培中选择耐弱光品种和光环境调控有重要意义 光合作用是植物必需的生理过程之一 直接影 响哈密瓜的产量和品质 探讨不同哈密瓜品种在弱 光胁迫下的光合特性 有助于为建立高产 优质 高 基金项目 国家西甜瓜产业技术体系项目 CARS 25 作者简介 耿新丽 1975 女 河南淮阳人 硕士 研究 员 研究方向 西甜瓜贮藏与运输 通信作者 收稿日期 2022 04 04 现代农业科技 2023年第2期 园艺学 65 现代农业科技 2023年第2期园艺学 品种 叶绿素a含量 叶绿素b含量 叶绿素 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号 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号 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 单位 mg g 1 表 1 不同处理不同哈密瓜品种叶片叶绿素含量比较 注 表中数据为平均值 标准差 同行不同小写字母表示同一品种不同处理差异显著 P 0 05 下同 效的设施栽培模式打下基础 光照是影响植物光合 作用的重要条件 叶绿素是光合作用中的重要色素 叶绿素损失会减少对光能的吸收 影响植物色素含 量以及光合作用下相关酶活性 5 胡亮亮等 6 报道 黄 瓜黄绿色突变体的光合色素含量直接或间接影响植 物的光合能力 徐程扬等 7 发现 植物叶片对外界光 环境往往比较敏感 在遮阴环境下 叶片的蒸腾速率 和光合速率呈下降趋势 而胞间CO 2 浓度升高时光 通量密度和气孔导度呈不同程度的下降 由此表明 不同的光环境对植物光合特性具有不同影响 本试验主要选择新疆维吾尔自治区葡萄瓜果研 究所培育的西州密 17 号 西州密 25 号和当地栽培 面积较大的早皇后 3 个哈密瓜品种作为研究对象 进行遮光处理 测定在不同遮光处理下3个哈密瓜 品种的叶绿素含量和光合指标 研究不同哈密瓜品 种在弱光胁迫下光合特性的变化 以期找出适宜在 新疆大面积推广的高光效哈密瓜品种 为进一步在 设施栽培中选择耐弱光品种提供参考依据 1 材料与方法 1 1 试验材料 本试验于 2020 年 10 月至 2021 年 8 月在新疆 维吾尔自治区葡萄瓜果研究所进行 供试材料是新 疆维吾尔自治区葡萄瓜果研究所培育的西州密 17 号 西州密25 号和当地栽培面积较大的早皇后 3 个 哈密瓜品种 1 2 试验方法 本试验共设置 2 个处理 分别为 对照 CK 全 光照 弱光胁迫 T 1 70 遮光处理 用2层遮阳网进 行遮光 1 2 1 叶绿素含量的测定 选取哈密瓜叶片 剪成细 丝 用分析天平称取0 2 g 装入 25 mL 容量瓶中 加 入95 乙醇 室温下放在暗处静置24 h 其间摇动 3 4次 以95 乙醇为空白对照 用UV 1601 紫外 分光光度计 北京宏昌信科技有限公司 在波长649 665 nm 条件下测定分光光度值 计算叶绿素 a 叶绿 素b 叶绿素 a b 值 计算公式为 叶绿素a mg g 13 95A 665 6 88A 649 叶绿素 b mg g 24 96A 649 7 32A 665 叶绿素 a b mg g 叶绿素a 叶绿素b 1 2 2 光合指标的测定 采用 LI 6400 便携式光合 仪 北京力高泰科技有限公司 进行净光合速率 气 孔导度和蒸腾速率等光合指标的测定 测定时 选择 晴朗无风的天气 于8 00 18 00 每2 h测1次 每 个品种分别取上 中 下 3 个部位的叶片进行测定 每个叶片选择避开叶脉的位置测试 3次 计算平均 值 选择叶片时 要尽量保证叶片大小 节位一致 测 定之前做好标记 将叶片擦拭干净且不可损伤叶片 1 3 数据分析 试验数据采用 Excel 2010 进行整理 采用 DPS 7 05软件进行方差分析 2 结果与分析 2 1 弱光胁迫下不同哈密瓜品种叶绿素含量分析 由表1 可知 早皇后哈密瓜叶片的叶绿素含量 在不同光照处理下差异显著 其中 弱光胁迫下早皇 后哈密瓜叶片叶绿素 a 含量较对照增加 0 7 叶绿 素 b 含量较对照增加 43 0 叶绿素 a b 含量较对 照增加 9 8 西州密 17 号哈密瓜叶片叶绿素含量 在不同光照处理下差异不显著 其中 弱光胁迫下叶 绿素 a 含量较对照降低 3 6 叶绿素 b 含量较对照 增加19 1 叶绿素 a b 含量较对照增加3 1 西 州密 25 号哈密瓜叶片叶绿素含量在不同光照处理 下差异显著 其中 弱光胁迫下叶绿素 a 含量较对照 增加 27 7 叶绿素 b 含量较对照增加 36 5 叶绿 素 a b 含量较对照增加 30 7 由表 1 可知 在弱 光胁迫下 3 个品种哈密瓜叶片叶绿素 a b 含量由 66 时间 早皇后 西州密17号 西州密25号 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 单位 mol m 2 s 1 表2 不同处理不同哈密瓜品种净光合速率 Pn 日变化 时间 早皇后 西州密17号 西州密25号 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 单位 mol m 2 s 1 表3 不同处理不同哈密瓜品种气孔导度 Gs 日变化 时间 早皇后 西州密17号 西州密25号 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 单位 mmol m 2 s 1 表4 不同处理不同哈密瓜品种蒸腾速率 Tr 日变化 大到小表现为西州密25号 西州密17号 早皇后 2 2 弱光胁迫下不同哈密瓜品种的光合特性 2 2 1 弱光胁迫下不同哈密瓜品种叶片净光合速率 Pn 日变化 由表2 可知 与对照相比 弱光胁迫下 3 个哈密瓜品种叶片净光合速率均比较高 且差异 显著 在弱光胁迫下 3 个哈密瓜品种叶片净光合速 率在 8 00 18 00 均呈现先升高后降低的变化趋 势 且均在14 00达到最高 其中 14 00 早皇后 西 州密 17 号 西州密 25 号哈密瓜在弱光胁迫下叶片 净光合速率分别达到了7 00 9 03 9 56 mol m 2 s 在弱光胁迫下 3 个哈密瓜品种叶片净光合速率表 现为西州密25号 西州密17号 早皇后 2 2 2 弱光胁迫下不同哈密瓜品种叶片气孔导度 Gs 日变化 由表3可以看出 8 00 18 00 3个哈 密瓜品种叶片气孔导度均呈现降低的变化趋势 与 对照相比 弱光胁迫下3 个哈密瓜品种叶片气孔导 度均比较高 且差异显著 在弱光胁迫下 早皇后哈 密瓜叶片气孔导度在 8 00 10 00 最大 达到了 0 10 mol m 2 s 西州密 17 号哈密瓜叶片气孔导度 在 8 00 最大 为 0 13 mol m 2 s 西州密 25 号哈密 瓜叶片气孔导度在 8 00 最大 为 0 18 mol m 2 s 在弱光胁迫下 3 个哈密瓜品种叶片气孔导度表现 为西州密25号 西州密17号 早皇后 2 2 3 弱光胁迫下不同哈密瓜品种蒸腾速率 Tr 日 变化 由表4 可知 与对照相比 弱光胁迫下3 个哈 密瓜品种蒸腾速率均较低 差异显著 在弱光胁迫 下 早皇后 西州密 17 号 西州密 25 号哈密瓜的蒸 腾速率整体上均呈现先升高后降低的变化趋势 在 10 00达到最高 分别为2 93 2 28 1 75 mmol m 2 s 在 18 00 最低 分别为 1 23 1 01 0 47 mmol m 2 s 在弱光胁迫下 3 个哈密瓜品种蒸腾速率日变化表 现为西州密25号 西州密17号西州密 17 号 早 耿新丽等 弱光胁迫对不同哈密瓜品种光合特性的影响 67 现代农业科技 2023年第2期园艺学 皇后 3 结论与讨论 光是植物生命活动中的重要能量来源 影响植 物的生长与发育 叶绿素是参与光合作用的重要色 素 植物叶片通过叶绿素吸收 传递光能来进行光化 学反应 完成光能转换 植物叶绿素的合成与降解受 光照强度的调控 光照过强或过弱均不利于叶绿素 的积累 本试验结果显示 3个哈密瓜品种叶绿素含 量与光合速率成正比 光合速率随着叶绿素含量增 加而升高 叶绿素是反映植物光合能力的重要指标 是参与光合作用过程的主要物质 光合作用是植物合成有机物的最重要过程 与 环境条件密切相关 故这一过程对环境的变化比较 敏感 光合速率较高的品种比较适应当地环境条件 适合推广种植 8 10 研究植物的光合作用有利于采取 适当的栽培措施来提高植物光合作用 从而提高产 量 叶片作为植物光合作用的主要器官 对光环境的 变化非常敏感 净光合速率曲线则直接反映了光照 强度 植物叶片通过气孔与外界环境进行水分输送 和气体交换 光照强度与气孔开闭 净光合速率 蒸 腾速率密切相关 当叶片气孔大小发生变化时 气孔 导度也会发生改变 11 本试验结果表明 在弱光胁迫 下 不同哈密瓜品种叶片净光合速率 气孔导度等均 较全光照对照升高 蒸腾速率较全光照对照降低 其中 西州密 25 号哈密瓜的光合特性优于西州密 17 号哈密瓜和早皇后哈密瓜 是一个高光合优质资 源 可大量应用于生产中 汪炳良等 12 研究栽培方式 对哈密瓜光合速率等的影响发现 由于受到生长环 境的影响 哈密瓜的净光合速率等指标值也会发生 很大变化 本试验关于弱光胁迫对新疆栽植的哈密 瓜品种各光合指标的影响研究结果与其一致 棚产 哈密瓜比露地种植的哈密瓜平均早上市 1 个月 哈 密瓜大棚种植受到生产者大力推广 该研究有助于 筛选适宜大棚弱光环境下栽植的哈密瓜品种 推进 大棚哈密瓜种植 关于采取何种栽培措施解决弱光 问题 需要开展进一步的研究 13 14 4 参考文献 1 闫淼 胡国智 熊韬 等 新疆不同品种哈密瓜品质特性 分析 J 新疆农业科学 2021 58 10 1802 1808 2 焦自高 朱晓蕾 邹永洲 等 西州密 25 号哈密瓜早春大 棚栽培技术 J 农业知识 2020 4 32 35 3 王宣仓 李德辉 吐鲁番哈密瓜栽培过程中常见问题与 解决措施 J 蔬菜 2019 9 60 62 4 苏拉依曼 沙特尔 古丽尼沙汗 依明尼亚孜 玻璃温室 春夏茬哈密瓜无土栽培技术实践 J 蔬菜 2021 7 50 53 5 李音音 叶色黄化突变体甜瓜生物学特性研究 D 哈尔 滨 东北农业大学 2014 6 胡亮亮 赵子瑶 张海强 等 一个新的黄瓜叶色突变体 的光合特性分析 J 西北农业学报 2018 27 11 1622 1628 7 徐程扬 张晶 刘强 等 紫椴幼树叶片的光合作用特 征 J 东北林业大学学报 2001 2 38 43 8 赵鑫 姚棋 陈浩婷 等 外源硅对低铁胁迫下番茄幼苗 生长和生理特性的影响 J 山西农业科学 2020 48 12 1903 1908 9 赵春梅 陈柏杰 金荣荣 不同光照强度对甜瓜叶色黄化 突变体幼苗生理指标的影响 J 蔬菜 2019 5 18 23 10 张健 田佳星 张国裕 等 瓜类作物耐低温弱光研究进 展 J 中国瓜菜 2020 33 10 1 8 11 徐文 遮光对哈密瓜黄绿叶突变体 Cmygl 1 的光合生 理特性的影响 D 石河子 石河子大学 2021 12 汪炳良 房婷婷 叶红霞 等 栽培方式对哈密瓜光合速 率和果实产量及品质的影响 J 浙江农业学报 2014 26 4 896 899 13 吕凌云 俞敏 董建平 西州密 25 号 哈密瓜早春茬大 棚栽培技术 J 西北园艺 综合 2019 1 16 17 14 黄立婷 倪秀红 章玲 14 个哈密瓜新品种适应性种植 试验报告 J 上海农业科技 2020 6 86 88 68