辣椒不同生育期光合作用比较
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作者: 蓬桂华 张爱民
摘 要：以4份贵州地方辣椒资源为研究对象，在苗期、初花期和初果期测定其光合参数，并进一步分析了各光合参数间的相关性。试验结果表明，4份辣椒材料的净光合速率表现为初果期>初花期>苗期；光照强度与净光合速率、气孔导度、蒸腾速率呈极显著正相关关系，与胞间CO2浓度呈极显著负相关关系；CO2浓度与净光合速率、胞间CO2浓度呈极显著正相关关系，与气孔导度、蒸腾速率的相关性不显著。
关键词：辣椒；光合作用；净光合速率；生育期
中图分类号：S641.3 文献标识码：A 文章编号：1001-3547（2016）24-0063-04
光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”和“生命界最重大的顶极创造之一”，植物干物质生产的95%来自于光合作用[1，2]。因此，研究作物光合作用的遗传机理，有助于选育出高光效的农作物品种，从而提高农作物的产量。
多年来，辣椒光合作用的研究一直被国内外学者重视[3]，并获得了一系列研究结果。如光合作用受植株叶位、生育期、环境因子、栽培条件的影响，且不同品种的净光合速率差异很大[4]；陇椒系列辣椒具有较高的叶绿素含量和净光合速率，利用弱光的能力较强[2]。徐小蓉等[5]研究了2个长势一致的不同辣椒品种（Onza和Cajamarca）的光合特性，结果表明2个长势相同的辣椒品种的光合作用存在差异。
贵州地势西高东低，自中部向北、东、南三面倾斜，呈三级阶梯分布，最高海拔2 901 m，最低海拔148 m。这种特殊的地理条件，形成了许多品质优良的地方资源，如大方皱椒、独山线椒、百宜平面椒、党武辣椒、黄平线椒、鱼塘线椒、黄杨小米辣、湄潭团籽等，但是关于贵州辣椒资源光合能力评价方面的研究才刚刚起步。因此，以4份贵州地方辣椒资源为研究材料，探索各材料之间不同生育时期的光合能力差异，为今后开展辣椒高光效材料的快速筛选提供理论指导。
1 材料与方法
1.1 试验材料
4份辣椒材料的基本情况见表1，所有材料均由贵州省辣椒研究所提供。
1.2 试验方法
①育苗与定植 2015年3月2日，采用漂浮育苗技术，当幼苗长到4叶1心时定植于田间。定植前，667 m2施入奥林丹复合肥50 kg作底肥，厢面宽80 cm，厢距40 cm。定植时，在厢面上双排种植，株距40 cm，每穴定植1株，每个品种定植20株。所有材料定植在贵州省辣椒研究所科研基地内。
②辣椒光合参数的测定 在辣椒苗期、初花期和初果期，利用美国LI-COM公司生产的Li-6400XT便携式光合作用测定仪进行测定。测定最好选择晴朗、风小的天气，参比室CO2（CO2R）浓度设定为400 μmol/mol，光照强度（PFD）设定为
1 500 μmol・m-2・s-1，每张叶片先活化30 min，每个品种测定3株。测定的光合参数包括净光合速率（Pn，μmol・m-2・s-1）、蒸腾速率（Tr，mmol・m-2・s-1）、
胞间CO2浓度（Ci，μmol/mol）和气孔导度（Gs，
mol・m-2・s-1）。
③辣椒光合作用的测定 待辣椒生长到初果期时，参比室CO2浓度设定为400 μmol/mol，光照强度（PFD）分别为2 000、1 500、1 000、500、100、50、0 μmol・m-2・s-1，从高到低测定辣椒光合作用。测定时，每张叶片先活化30 min，每个品种测定3株。
④不同CO2浓度下辣椒光合作用的测定 待辣椒初果期时，PFD控制在1 500 μmol・m-2・s-1，CO2浓度依次为400、300、200、150、100、50 μmol/mol，依次测定辣椒光合作用。测定时，每张叶片先活化30 min，每个品种测定3株。
1.3 数据处理
采用Microsoft Office 2003和DPS软件进行数据整理，采用LSD法进行多重比较。
2 结果与分析
2.1 辣椒不同生育期光合参数变化
从表2中可看出，在所测定的4个辣椒材料中，不同生育时期的光合参数各不相同。净光合速率（Pn）整体表现为初果期>初花期>苗期，但各时期的差异显著性不相同，S015 3个时期的差异达极显著水平，S007 3个时期的差异达显著水平，S001、S014的初果期、初花期与苗期的差异达到显著水平；气孔导度（Gs）除S001表现为苗期>初花期>初果期外，其他3个材料则表现为初果期>初花期>苗期，S001的苗期与初花期、初果期的差异达到显著水平，S007各生育期的差异达显著水平，S014的初果期与初花期、苗期的差异达显著水平，S015的初果期与初花期、苗期的差异达极显著水平；胞间CO2浓度（Ci）的变化较为混乱，不同材料之间的变化不完全相同，各时期均有大有小；蒸腾速率（Tr）除S007表现为初花期>初果期>苗期，其他3个材料则表现为初果期>初花期>苗期，S001的初果期与初花期、苗期的差异达显著水平，S007、S014、S015各生育时期之间的差异均达到显著水平，其中，S007、S015的初花期、初果期与苗期的差异达极显著水平，S014的初果期与苗期的差异达极显著水平。
2.2 光照强度与辣椒光合参数的相关性
为了探明光照强度与辣椒光合参数之间的相关性，通过测定不同光照强度下辣椒的光合参数，选择PFD、Pn、Gs、Ci、Tr 5个指标进行多元相关分析。从表3可以看出，各材料之间光照强度与辣椒光合参数的相关性较为一致，整体表现为光强与Pn、Gs、Tr极显著正相关（P<0.01），与Ci极显著负相关（P<0.01），说明随着光照强度的增强，辣椒的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率逐渐增大，而胞间CO2浓度逐渐降低。但这种相关性是有范围的，当光照强度超过辣椒叶片的饱和光强后，辣椒叶片为了保护自身免受伤害，气孔将逐步关闭，气体交换逐渐减少，蒸腾速率与净光合速率也将逐渐下降，而胞间CO2浓度则逐渐升高。另外，在一定的光照强度范围下，Pn、Gs、Tr彼此之间达到极显著正相关（P<0.01），Ci与Pn、Gs、Tr之间达到极显著负相关（P<0.01）。 2.3 CO2浓度与辣椒光合参数的相关性
为了探明CO2浓度与辣椒光合参数之间的相关性，通过测定不同CO2浓度下辣椒的光合参数，以光合仪参比室CO2浓度（CO2R）为实测值，与Pn、Gs、Ci、Tr 4个指标进行多元相关分析。从表4可以看出，在选择的4份辣椒材料中，CO2浓度与Pn、Ci呈极显著正相关关系（P<0.01），与Gs、Tr之间的相关性不显著。
3 讨论与结论
许多研究表明，净光合速率在叶片发育过程中达到最大值后，随叶龄的增长呈持续性下降变化，一般在生殖生长阶段较高，并与产量呈正相关[6]。本研究结果表明，4份辣椒材料的净光合速率在3个生育期的变化较为一致，表现为初果期>初花期>苗期，与前人的研究结果一致。一般而言，因苗期叶片叶龄较小，叶片结构还没有发育完全，参与光合作用的各种酶系统、色素系统、产物转运体系都没有健全，叶片的光合作用较弱，随着叶龄的增大，各种反应系统逐步完善，光合作用也逐渐加强，当到达生殖生长期后，由于库器官的出现，加快了光合产物的运输，从而使光合作用进一步增强。
光是植物光合作用的动能，而CO2则是光合作用的底物。对于光照强度对植物光合速率的影响，目前研究结果较一致，即在光饱和点以下随着光照强度减弱，植物净光合速率下降，下降幅度受温度、CO2浓度、相对湿度等因素的影响[7]。而大气CO2浓度升高对植物生长有促进作用，对C3植物生长的促进作用最大，CO2浓度升高时，植物的呼吸也会发生变化，光合速率增加[8]。本研究发现，光照强度与辣椒光合参数的相关性较为一致，整体表现为光强与Pn、Gs、Tr极显著正相关（P<0.01），与Ci极显著负相关（P<0.01），说明随着光照强度的增强，辣椒的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率逐渐增大，而胞间CO2浓度逐渐降低；CO2浓度与Pn、Ci呈极显著正相关关系（P<0.01），与Gs、Tr之间的相关性不显著。
参考文献
[1] 程建峰，沈允钢.试析光合作用的研究动向[J].植物学报，2011，46：694-704.
[2] 颉建明，郁继华，颉敏华，等.陇椒系列辣椒光合特性研究[J].甘肃农业大学学报，2008，43（1）：105-109.
[3] 陈银华，蒋健箴.光照强度对辣椒光合特性与生长发育的影响[J].上海农业学报，1998，14（3）：46-50.
[4] 邹学校，马艳青，刘荣云，等.辣椒净光合速率配合力分析[J].中国农业科学，2006，39（11）：2 300-2 306.
[5] 徐小蓉，罗在柒，张习敏，等.辣椒（Onza和Cajamarca）光合特性研究[J].贵州科学，2011，29（5）：80-84.
[6] 徐克章，张美善，武志海，等.人参不同生育期叶片光合作用变化的研究[J].作物学报，2006，32（10）：1 519-1 524.
[7] Ody Y. Effect of intensity， CO2 concentration and leaf temperature on gas exchange of strawberry plants： feasibility studies on CO2 enrichment in Japanese conditions[J]. Acta Horticultrae， 1997， 439： 563-573.
[8] 李荣华，Bjorn M.CO2浓度对番茄光合特性的影响[J].安徽农学通报，2007，13（14）：23-24.
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