不同叶幕结构对无患子果实产量品质影响的研究

发布时间：2020-07-08 04:53

【摘要】：无患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我国重要的生物质能源原料树种,为了提高无患子果实产量和品质,本研究以福建建宁经开区绿化带内的10年生无患子为试验材料,从不同类型枝条的结实习性和不同叶幕结构的微气候条件两个角度来阐释影响果实产量品质的原因,利用3D软件呈现微气候因子的时空分布和果实的空间分布,构建果实产量品质和微气候因子的回归模型,为生产实践提供理论和技术支持。将无患子一年生枝按照枝长枝粗聚类成长、中、短果枝和营养枝4种类型,对各类型枝条的叶片质量、光合生理和果实产量品质进行测定。结果显示:(1)长果枝叶片的叶片厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比、组织紧密度均显著高于短果枝和营养枝,组织疏松度则相反;长果枝叶片的比叶重分别比短、中果枝和营养枝高16.545%、7.361%和 27.023%;短果枝叶片叶绿素 b 含量(1.000±0.290 mg.g-1)显著高于长果枝,中、长果枝叶片的叶绿素a/b显著高于短果枝和营养枝;中、长果枝叶片的Ca、Mg平均含量显著高于营养枝叶片;(2)中、长果枝叶片具有更高的光合效率。长果枝叶片的最大净光合速率高达14.107±0.281μmol·m-2.s-1,而暗呼吸速率(2.111±0.190μmol·m-2.s-1)最低;(3)长果枝果实数量和产量均显著高于中、短果枝;(4)叶片N、P、K和Mg含量、比叶重、叶绿素总量与净光合速率关系密切;(5)叶片的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、光响应最大净光合速率、CO2饱和点与产量呈显著正相关,胞间CO2浓度、光补偿点、暗呼吸速率则相反。对“自然圆头形”的叶幕各区域微气候因子、叶片性状和果实产量品质进行了研究。研究结果显示:(1)微气候因子在叶幕内的分布具有时空异质性,随着叶幕高度的降低以及叶幕由外到内,光强和温度均降低,相对湿度增加;(2)由下到上,由内到外,叶片更厚,表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比和组织紧密度都增加,而海绵组织厚度和组织疏松度降低,比叶重、非结构性碳水化合物和养分含量更高,叶片的叶绿素和类胡萝卜素含量降低,叶绿素a/b和类胡萝卜素/叶绿素值增加;(3)上层叶片的日均净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均明显高于中、下层,光响应和CO2响应最大净光合速率均显著高于中、下层,上层叶片的暗呼吸速率显著低于下层;(4)产量主要集中在叶幕上层和外围,果品由下到上、由内到外均有所提高。光强是下层产量的限制因子,微气候因子的综合效应对中、上层果实产量品质影响较大,预测“自然圆头形”叶幕下、中、上层果实产量的最优回归模型分别为:Y=0.01X2-0.54X+28.04(8 月;Y,果实鲜重;X,光照)、Y=2.28X1+23.46X2+18.02X3-1920.71 和Y=221.05X1-285.10X2+100.39X3-15506.58(10 月;Y,果实鲜重;X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度);(5)微气候因子影响果实的关键期为7～10月,适宜果实优质丰产的微气候条件为:光强71×103LUX,温度26～31℃,相对湿度63～76%。叶幕结构的优化能有效提高果实产量品质,表现在:(1)“Y字形”和“无主干开心形”均有效改善了枝类组成,长果枝比例分别较“自然圆头形”提高了 24.247%和9.980%;(2)有效改善了微气候条件,微气候因子的分布更加均匀;(3)改善了叶片的性状特征,使之具有更高的叶片厚度、栅栏组织厚度,栅海比和组织紧密度,能更有效的利用光照;(4)“Y字形”和“无主干开心形”叶片的比叶重分别比“自然圆头形”高11.282%和4.152%,叶绿素总量分别比“自然圆头形”高9.549%和9.526%,非结构性碳水化合物和养分含量也高于“自然圆头形”;(5)“Y字形”和“无主干开心形,”叶片的净光合速率较“自然圆头形,”分别提升了 17.385%和14.331%,蒸腾速率分别提升了 18.164%和14.111%;(6)“Y字形”和“无主干开心形”的单果干重分别比“自然圆头形”提高了 4.868%和2.658%,种子占果实的比例分别提高了 15.037%和5.330%,种子出仁率分别提高了 7.714%和5.283%,果实产量分别提高了 14.036%和23.385%,油产量分别提高了 36.125%和32.657%;(7)“Y字形”和“无主干开心形”果实产量与微气候因子的综合效应关系更密切,适合初步预测“无主干开心形”下、中、上层果实鲜重的回归方程分别为:Y=0.641X1-32.188X2-26.603X3+3132.382、Y=2.652X1-51.740X2-33.303X3+1884.524 和 Y=70.298X1-48.666X2-48.274X3-1925.031(10月,Y,果实鲜重;X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度);适合初步预测“Y字形”下、上层果实鲜重的方程为:Y=5.121X1+116.640X2+14.711X3-5146.856、Y=43.284X1+84.957X2+25.201X3-6848.105(10 月,X1,光照;X2,温度;X3,相对湿度)。综上,枝类组成和微气候因子是影响无患子果实产量品质的重要因素,通过对叶幕结构优化可以较好的改善枝类组成和微气候因子的分布,从而提高果实产量品质,“Y字形”叶幕结构的光合效率最高,对果实品质的改善作用更大,“无主干开心形”叶幕结构对产量的提升更明显,两者都是较好的可用于实践生产的叶幕结构。
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S578
【图文】：

３．不同枝类型叶片特性、光合生理及果实产量品质的研究逡逑３．１．不同枝类型的叶片特征逡逑３．１．１．叶片形态学解剖特征逡逑叶片结构是生理功能的基础。叶片主要分为表皮、叶肉、叶脉３部分，显微结构逡逑具体由上、下表皮，栅栏组织，海绵组织，维管束等组成，栅栏组织细胞呈长柱状，逡逑海绵组织由排列疏松的不规则细胞组成。在光学显微镜下，无患子不同枝类型叶片的逡逑形态学解剖特征如图３－１所示，形态结构特征值见表３－１。逡逑由图３－１可见，无患子叶片的表皮均由１层细胞组成，排列较为整齐紧密；叶肉逡逑细胞包括栅栏组织和海绵组织，栅栏组织由１？２层排列整齐的柱状细胞构成，海绵组逡逑织则由３？６层排列较为疏松的细胞构成，上表皮的厚度明显高于下表皮厚度，体积也逡逑更大。比较不同类型枝条叶片的解剖结构，结果显示：长果枝叶片的栅栏组织由１逡逑层变为２层，第２层细胞较短，甚至由长柱形变为长圆形，排列整齐，海绵组织的细逡逑胞间隙变小，排列也变得更紧密；营养枝叶片的栅栏、海绵组织则排列的较为松散。逡逑

中果枝（０．３９Ｕ０．０３８邋ｍｇ．ｇ－１）邋＞短果枝（０．３６９±０．０４５邋ｍｇ．ｇ＿１）邋＞营养枝（０．３５Ｕ０．０６２逡逑ｍｇ＇ｇ－１）；短果枝和营养枝叶片的Ｃｈｉ邋（ａ＋ｂ）含量要高于中、长果枝叶片，其中短果枝逡逑叶片Ｃｈｉ邋（ａ＋ｂ）含量分别比中、长果枝叶片高３．７８９％和５．８６８％；中、长果枝叶片的逡逑Ｃｈｉ邋ａ／ｂ均值分别为２．６８３±０．１３０和３．０５７±０．丨８５，显著高于短果枝叶片（２．１７３±０．０６６）逡逑和营养枝叶片（２．１５９±０．０３５），长果枝叶片的Ｃｈｌａ／ｂ值分别比短果枝和营养枝叶片逡逑高邋４０．６９７％和邋４１．６２８％；中、长果枝叶片的邋Ｃａｒｓ／Ｃｈｌ邋（ａ＋ｂ）分别为邋０．１４７±０．０５９、逡逑０．１４３±０．０６６，均高于短果枝叶片（０．１３０±０．０６７）和营养枝叶片（０．１２６±０．０６０）。逡逑不同类型枝条叶片的光合色素含量存在明显的月际波动。长果枝叶片的Ｃｈｉ邋ａ、逡逑Ｃｈｌｂ、Ｃａｒｓ和Ｃｈｌ（ａ＋ｂ）含量均呈现出类似规律：５月开始含量逐渐增加，９月份达到逡逑最大，分别为邋２．８０２士０．２７１、０．９４１±０．０３３、０．４４２±０．０１０和３．７４１±０．２６２0＾．（１，然后开逡逑始降低，１１月份降至最低，分别为１．0４１±０．０７８、０．３１０±０．０１１、０．３８３±０．０２９和逡逑１．３５２士０．０８１ｍｇ＿ｇ＇邋Ｃｈｌａ／ｂ、Ｃａｒｓ／Ｃｈｌ邋（ａ＋ｂ）值在５￣１０月份的变化均较为平稳，由于逡逑Ｃｈｉ邋ｂ含量在１１月份下降较快，导致Ｃｈｉ邋ａ／ｂ和Ｃａｒｓ／Ｃｈｌ邋（ａ＋ｂ）值在１１月份明显高于逡逑其他月份。短、中果枝和营养枝叶片光合色素含量的月际波动与长果枝叶

３．２．不同类型枝叶片的光合特性逡逑３．２．１．叶片的光合日变化和月变化逡逑在短时间尺度上，植株的光合作用具有日变化的特征，大多可以分为三种变化类逡逑型：单峰曲线变化类型、双峰曲线变化类型和不规则曲线变化类型；在较长时间尺度逡逑上表现为季节变化特征，季节性特征主要和植株不同生长阶段的环境条件以及自身不逡逑同阶段的生理差异相关，一般夏季和初秋，植株的光合效率较高，春季次之，秋季逐逡逑渐降低。不同类型枝条叶片光合日变化和月季波动如下图（图３－６？图３－７）所示。逡逑不同类型枝条叶片年均Ｐｎ、Ｇｓ、７；和Ｃｉ的日变化曲线如图３－６所示。４种类型枝逡逑条叶片八的日变化趋势呈不对称的双峰曲线变化，中、长果枝和营养枝叶片的／＾均逡逑在上午１０：００出现第一个高峰，分别为１０．２８２±２．２６（Ｖｍｏｌ．ｉｒｆ２．ｓ－１、逡逑１１．２５０±２．４７９ｆａｍｏｌ．ｒｒＴ２．ｓ－１邋和邋８．９８５±１．２６０｜ａｍｏｌ．ｎＶ２．ｓ＇邋７邋月份长果枝叶片邋１０：００邋的邋Ｐｎ逡逑最大（１３．３４５±０．３８２叫ｌｏｌ．ｎ＾．ｓ—１），短果枝叶片的八，在１１点出现第一个峰值逡逑２９逡逑

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本文编号：2746123