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栽植带覆草对五味子叶片光合作用年变化的影响

2013-09-27范书田王振兴艾军张连学

中国现代中药 2013年9期
关键词:晚霜蒸腾速率净光合

范书田,王振兴,艾军,张连学*

(1.吉林农业大学,吉林 长春 130118;2.中国农业科学院特产研究所,吉林 长春)

栽植带覆草对五味子叶片光合作用年变化的影响

范书田1,王振兴2,艾军2,张连学1*

(1.吉林农业大学,吉林 长春 130118;2.中国农业科学院特产研究所,吉林 长春)

目的:研究五味子晚霜及药害防控措施,降低晚霜及药害对五味子的危害。方法:利用便携式光合仪(CIRAS-2)和光合作用监测仪(PTM-48M)研究了栽植带覆草对五味子叶片光合特性及径流率的影响。结果:栽植带覆草后,推迟了物候期,有效减轻了霜害及药害的发生。虽然在幼叶期叶片净光合速率和径流率较低,但随着叶片发育为功能叶,其净光合速率和径流率逐渐升高,在后期高于对照。结论:通过栽植带覆草可以有效推迟五味子的萌芽时期,但不影响植株全年的光合积累,同时有利于避开晚霜危害及除草剂漂移危害,可以作为五味子防霜的一项措施。

覆草;五味子;物候期;霜害

五味子Schisandrachinensis(Turcz.) Baill为木兰科五味子属多年生落叶木质藤本植物,主要分布于我国东北、朝鲜半岛、日本及俄罗斯远东地区,为我国东北大宗道地药用植物,具有生津、止渴、益智、安神的功效[1]。随着五味子栽培面积的不断扩大,每年的晚霜危害及除草剂漂移危害都很严重,严重影响五味子的产量,有的甚至造成绝产。晚霜和药害发生时期集中在5月底6月初,此时正值盛花期和新梢生长初期,对五味子花的雌雄蕊以及新稍叶片伤害较大,降低坐果率并使树势衰弱,严重影响了叶片光合速率和光合产物的积累。因此,晚霜及药害已经成为制约五味子栽培业发展的重要因素,研究五味子晚霜及药害防控措施,对五味子产业健康快速发展具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 试材与处理

试验于2012年在中国农业科学院特产研究所五味子种质资源圃(吉林市左家镇)内进行。以5年生“嫣红”品种为试材,植株茎粗2 cm左右,株行距为1×2.5 m。实验分三种处理:1、早春化冻前行间覆盖稻草,覆盖厚度20~25 cm,覆盖宽度为1.2 m;2、覆草,但到5月底-6月份初植株开花后,将覆盖处理的稻草去除;3、不覆草,实行清耕管理。

1.2 测定方法

使用英国PPSYSTEMS公司的CIRAS-2便携式光合测定系统于2012年7月~9月每隔15d测定一次光响应,选择晴朗天气,测量时间在9:30AM-10:30AM之间,待测叶片位置为果穗上第二片叶,每个处理测定3株五味子,共测定3片叶,取平均值。测定指标包括五味子叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(G),采用Excel2003对数据进行描述性分析。

采用光合作用监测仪(PTM-48M,Daletown Company Ltd.,Nicosia,Cyprus)测定了五味子不同处理的茎流率,使用适用于直径为4~10 mm茎的感应器SF-5P。感应器安装在距基部20 cm的茎上,传感器外包裹2~3层铝箔以防止外界热源的影响,每个处理重复3次[2]。

2 结果与讨论

2.1 栽植带覆草对五味子物候期的影响

通过对试验处理的观察,发现在4月20日左右,覆盖处理地面以下20 cm处仍为-1 ℃,覆盖树略有萌动迹象,而对照树则处于萌动期,仅有少数芽苞展开。在5月15日左右,覆盖树则刚处于萌动期,而对照树则已经开始展叶并进入初花期[3]。通过对晚霜及药害后叶片受害指数调查发现,覆盖树的叶片受害率远低于对照(表1)。

2.2 栽植带覆草对五味子叶片年光合特性的影响

2.2.1 栽植带覆草对五味子叶片年净光合速率的影响

表1 覆草对五味子病害的影响

实验结果表明(图1),三种处理年变化趋势基本一致,均呈现双峰曲线。但处理1的净光合速率先低于处理2和处理3的,在7月下旬与处理2基本一致,但低于处理3,在8月下旬则高于处理2和处理3。由表2中数据显示,覆草与覆草后去除的产量明显高于未覆草,是未覆草的1.47倍和1.46倍。这是由于覆草和覆草后去除有效延迟五味子的花期,避开“晚霜”的危害,提高了五味子花的坐果率。可见覆草栽培有利于五味子果实品质的改善,有利于产量的提高,适合五味子的生产。

图1 栽植带覆草对五味子净光合速率年变化的影响

表2 覆草处理对五味子单果及产量的影响

2.2.2 栽植带覆草对五味子叶片年蒸腾速率和年气孔导度的影响 一年中,三种处理的蒸腾速率变化趋势基本一致,均呈现逐渐升高的趋势,但覆草处理在6月中旬低于其它两种处理,但随着叶片逐渐发育为功能叶,蒸腾速率逐渐升高,在7月下旬则持平或略高于其他两种处理(表3)。

2.3 栽植带覆草对五味子径流率的影响

通过测定植株茎流率可以反映覆草条件下植株根系对水分的吸收以及树液流动状况。结果显示,覆盖树显著低于对照。这是由于覆盖树因栽植带覆草,土壤温度低,并没有完全融化,根系活力较低,对水分吸收能力没有完全恢复。同时,由于树体还处于萌动期,叶片蒸腾作用较弱,最终导致覆盖树径流率较低。

表3 栽植带覆草对五味子蒸腾速率(E)和气孔导度(G)年变化的影响 单位:μmol·m-2·s-1

图2 栽植带覆草对不同时期五味子茎流率的影响

3 讨论

覆草是果树等作物用于防霜及药害的重要措施之一[4],可有效延迟植物萌发及生长时期,从而躲过晚霜及药害发生的时期。通过对物候期及径流率的调查和测定可以看出,在五味子园采用覆草的方法可以达到延迟生长的目的,效果非常明显,可以推迟物候期7~10 d左右,这项措施由于推迟了植株的生长时期,有利于避开霜冻和药害的危害,可作为一项技术措施用于五味子霜害的预防。

通过对光合速率全年的观测,五味子园覆草后,前期净光合速率低于对照,但随着叶片逐渐发育成功能叶,净光合速率逐渐升高,在后期高于对照,这说明覆草并不影响净光合速率的年积累,可能不会影响五味子的次生代谢物质的产生和积累。而对于覆草后再撤草这一处理,其全年始终保持较高的净光合速率,而且这一处理可以防止根系上返,从而不影响第二年的延迟效果。

4 结论

通过园地覆草可以有效推迟五味子的萌芽时期,有利于避开晚霜危害,作为五味子防霜的一项措施,可进行推广应用。

[1] 艾军.五味子花芽分化机理研究[M].沈阳农业大学,2007,19.

[2] Z.X.WANG,L.CHEN,J.Ai,et al.Photosynthesis and activity of photosystem Ⅱ in response to drought stress in Amur Grape (Vitis.amurensisRupr.)[J].Photosynthetica,2012,50(2):189-196.

[3] 艾军.五味子栽培与贮藏加工技术[M].北京:中国农业出版社2006,14.

[4] 张养才.中国农业气象灾害概论.北京:气象出版社,1991,100.

TheEffectofCoveringGrassPlantationonthePhotosynthesisofSchisandrachinensisLeaf

FAN Shu-tian,WANG Zhen-Xing,AI Jun,ZHANG Lian-Xue

(1.JilinAgriculturalUniversityChangchun,130118,China;2.InstituteofSpecialAnimalandplantsciences,ChineseAcademyofAgricultureSciences,Changchun,130112,China)

Objective:Study prevention and control measure of spring frost and phytotoxicity toSchisandrachinensis(Turcz.) Baill.Methods:Using a portable photosynthesis apparatus (CIRAS-2) and photosynthesis monitor (PTM-48M),the change of photosynthesis and stem flow was detected by application of covering grass plantation inSchisandrachinensis.Results:Covering grass in the planting area ofSchisandrachinensiseffectively delayed its phenology,reduced spring frost and phytotoxicity damage.Although a relative lower net photosynthetic rate and stem flow in young leaf by covering grass at leaf development stage was detected,these indexes were gradually increased,even higher than that in control at final.Conclusion:Covering grass plantation could effectively delay the sprouting period,but didn’t have effect on plant photosynthesis accumulation inSchisandrachinensis.It was also beneficial to avoid frost damage and herbicide drift hazards.

Covering grass;Schisandrachinensis;Phenology;Frost damage

2013-02-25)

*

张连学,E-mail:zlx963@163.com

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