四季草莓赛娃与一季草莓丰香光合特性的比较

摘 要：利用自动光合测定系统，在人工气候室内研究了CO2浓度、光照强度以及温度与四季草莓“赛娃”、一季草莓“丰香”光合特性的关系。结果表明：在CO2浓度处于正常浓度（350 μmol/mol）或稍偏高浓度（500 μmol/mol）时，丰香的光合作用略强于赛娃；当CO2浓度低于700 μmol/mol时，赛娃的净光合速率与丰香的相差不大，但之后随着CO2浓度的增加，赛娃呈下降趋势，而丰香仍继续持上升状态，说明丰香的光合作用相比赛娃更适于高CO2浓度；在不同光照强度下，丰香的CO2饱和点明显高于赛娃，适当增加CO2浓度，可大幅提高丰香的产量；在低温（5℃）和高温（30℃）条件下两草莓品种均能光合作用，但赛娃叶片的净光合速率明显高于丰香，表明赛娃对温度的适应性强于丰香。

关键词：草莓；赛娃；丰香；光合特性

中图分类号：S668401 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2012）12-0045-04

Comparison of Photosynthetic Characteristics between

Strawberry Cultivars Selva and Toyonoka

Li Min1，Luo Hua1，Feng LiJuan2，Zhang LianZhong1*

（1.College of Horticulture Science and Engineering， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China；

2.Shandong Institute of Pomology， Taian 271000，China）

Abstract The photosynthetic characteristics of Fragaria vesca L. cv. Selva and Toyonoka were studied with the CIRAS-2 portable photosynthesis system in phytotron. The results showed that the net photosynthetic rate of Toyonoka was slightly higher than that of Selva， when the CO2 concentration was normal （350 μmol/mol） or slantly high （500 μmol/mol）； when the CO2 concentration below 700 μ mol/mol， the net photosynthetic rate of Selva and Toyonoka was almost the same； With the increase of CO2 concentration， the net photosynthetic rate of Selva declined， while that of Toyonoka continued to rise. It indicated that the photosynthesis of Toyonoka was more suitable for higher CO2 concentration. In different light intensities， the CO2 saturation point of Toyonoka was obviously higher compared to Selva， so appropriately increasing CO2 concentration could greatly improve its output. Whether under lower （5℃） or higher （30℃） temperature， both Selva and Toyonoka could carry out photosynthesis， but the net photosynthetic rate of Selva was obviously higher than that of Toyonoka， which indicated that Selva had stronger adaptability to temperature compared with Toyonoka.

Key words Strawberry； Selva； Toyonoka；Photosynthetic characteristics

草莓（Fragaria ananassa Duchesne） 属于蔷薇科（Rosaceae）蔷薇亚科（Rosoideae）草莓属（Fragaria）多年生草本植物。草莓是果品中上市最早、周期最短的水果，素有“水果之王”和“水果皇后”的美称。现在市场上销售的大部分为一季草莓品种，远远不能满足人们对草莓的周年需求。大果四季草莓品种赛娃的引进弥补了一季草莓6～11月的生产空缺期，解决了夏秋季节无草莓可吃的问题。该品种果大（最大138 g）、形美（圆锥形或契形）、品质佳（可溶性固形物为8%～151%）、硬度大、耐贮运，可一年四季结果，实现草莓的周年生产，具有广阔的发展前景。

草莓果实的产量和品质与光合作用有直接和间接的关系[1]。通过测定草莓叶片的各种光合作用参数，可为选择优良品种、改善栽培措施等提供理论依据，对科学栽培管理、提高产量和品质具有重要意义。目前关于一季草莓光合生理特性的详尽报道较少，主要集中在不同光质[2]、遮荫条件[3] 以及强光[4]对草莓光合特性的影响等方面。四季草莓光合特性的研究还未见报道。本试验通过研究四季草莓品种赛娃与一季草莓品种丰香光合特性的差异，为四季草莓栽培管理、促成栽培提供理论依据。

1 材料与方法

11 试验材料

试验于2011年5月25日至5月28日在山东农业大学园艺科学与工程学院人工气候室（浙江大学电气设备厂制造）内进行。材料为一年生盆栽、开花结果、长势一致的四季草莓品种“赛娃”（Fragaria vesca cvSelva） 和一季草莓品种 “丰香”（Fragaria ananassa cv. Toyonoka ）。每个品种选取3株，每株选取3片功能大叶，重复测定3次，取平均值。盆栽草莓为露天栽培，试验前在人工气候室适应10天左右，然后进行测定，条件根据试验要求设定。

12 试验方法

用PP-Systems公司生产的CIRAS-2型便携式自动光合仪分别测定两草莓品种的Pn-PAR响应曲线、Pn-CO2响应曲线、Pn-温度响应曲线。

121 Pn-PAR响应曲线的测定 利用人工气候室、稳定可调的CO2气源，在温度（25±1）℃、相对湿度50%的条件下测定。CO2浓度分别设置为200（低）、350（正常）、500（较高）、700（高） μmol/mol 4个水平；叶室光合有效辐射（PAR）设置梯度为1 600、1 200、1 000、800、600、500、400、300、200、150、100、80、60、40、20、0 μmol/m2·s，测定净光合速率（Pn）。响应进程用y=ax2+bx+c方程（x为光合有效辐射，y为净光合速率）拟合，求出光补偿点（LCP）和光饱和点（LSP）及光饱和时的Pn，Pn-PAR响应曲线的初始斜率为表观量子产额（AQY）。

122 Pn-CO2响应曲线的测定 在温度（25±1）℃、相对湿度50%的条件下，叶室内PAR分别设置为1 600、1 000、500、200 μmol/m2·s 4个水平（光照强度由置于叶室顶部的发光二极管光源自动调节）；CO2浓度设置梯度为1 000、900、700、500、400、350、300、250、200、150、100、50 μmol/mol。响应进程用y=ax2+bx+c方程（x为CO2浓度，y为净光合速率）拟合，求出CO2补偿点（CCP）和CO2饱和点（CSP），Pn -CO2 响应曲线的初始斜率为 RuBP羧化效率 （CE） ，CO2饱和点时的 Pn为光合能力 （Pm ） 。

123 Pn-温度响应曲线的测定 在叶室内PAR设定为1 000 μmol/m2·s（根据光饱和点设定）、CO2浓度设定为350 μmol/mol、相对湿度为50%的条件下，温度控制在5、10、15、20、25、30℃时，测定两草莓品种光合作用随温度的变化趋势。

2 结果与分析

21 不同CO2浓度处理下光照强度对两草莓品种光合特性的影响

由图1可见，不同CO2浓度处理下，随着PAR增加，两草莓品种的Pn曲线均呈现先升后降的相似二次曲线关系。且高CO2浓度下的两草莓品种叶片的Pn高于低CO2浓度下的Pn。两图相比可知，两品种叶片均在PAR为800 ～1 200 μmol/m2·s之间出现Pn峰值，并且，随着CO2浓度的不断增加，赛娃和丰香叶片的LSP基本保持不变，均为1 000 μmol/m2·s左右；CO2浓度为200 μmol/mol时，赛娃叶片的LCP最高达到83 μmol/m2·s，丰香叶片的LCP最高达到61 μmol/m2·s，之后随着CO2浓度的增加而降低（见表1）。但与此同时，丰香与赛娃Pn的变化趋势也存在些许不同之处。在不同CO2浓度梯度下，赛娃的LCP高于丰香，而AQY低于丰香；两者的LSP基本相同，但光饱和时的Pn略有不同，当CO2浓度为700 μmol/mol和200 μmol/mol时，赛娃叶片Pn略高于丰香的Pn；而当CO2浓度为500 μmol/mol时，赛娃叶片光饱和后的Pn略低于丰香的Pn，且Pn变化曲线整体皆稍低于丰香的Pn；差异最显著的是当CO2浓度为350 μmol/mol时，赛娃叶片光饱和后的Pn明显低于丰香的Pn，且赛娃的Pn变化曲线整体皆稍低于丰香。

22 不同光强处理下CO2浓度对两草莓品种光合特性的影响

图2显示，不同光照强度下，随着CO2浓度的增加，两品种叶片的Pn-CO2响应曲线总体呈上升趋势，且高光强下的两草莓品种叶片的Pn高于低光强下的Pn。但两图相比可知，两品种叶片的Pn- CO2响应曲线表现有所不同，当光照强度为1 600 μmol/m2·s、CO2浓度为1 000 μmol/mol时，赛娃与丰香叶片的Pn分别达到296、281 μmolCO2/m2·s，仍有升高的趋势，可见两者的CCP大于1 000 μmol/mol；光强为1 000 μmol/m2·s、CO2浓度为700 μmol/mol时，赛娃叶片的Pn不再升高，出现光饱和现象，而丰香始终呈上升趋势；当光照强度下降到500 μmol/m2·s和200 μmol/m2·s时，前期赛娃叶片Pn随CO2浓度的增加而不断升高，当CO2浓度达到700 μmol/mol则出现下滑趋势，而丰香的Pn仍不断上升最终逐渐趋于平稳，当CO2浓度达到1 000 μmol/mol时，其Pn分别为204、95 μmolCO2/m2·s。

两草莓品种在不同光照强度下Pn-CO2响应曲线方程模拟的结果（表2）表明，丰香叶片的CSP以及羧化效率CE的变化趋势与赛娃相似，即高光强下的指标高于低光强，只不过赛娃不同光强之间的差异较大。但与此同时，丰香与赛娃Pn的变化趋势也存在些许不同之处，当PAR为200 μmol/m2·s ，丰香叶片的CCP达到1826 μmol/mol，略高于其它高光照强度下丰香叶片的CCP，甚至高于赛娃叶片的CCP，除此之外，丰香和赛娃的CCP随光照强度增加没有明显区别，均在100 μmol/mol左右；丰香叶片的Pn与赛娃有相似的变化趋势，但整体较高，其CSP均在1 000 μmol/mol以上，明显高于同PAR下赛娃叶片的CSP，且其光合能力Pm也明显高于赛娃。

23 温度对草莓品种叶片净光合速率的影响

光合作用的暗反应是由酶催化的化学反应，其反应速率受温度影响，因此温度是影响光合速率的重要因素。在强光、高CO2浓度下温度对光合速率的影响比在低CO2浓度下的影响更大，因为高CO2浓度有利于暗反应的进行[6]。

当光照强度设定为1 000 μmol/m2·s、CO2浓度为350 μmol/mol时，温度与两草莓品种净光合速率的关系如图3所示。赛娃和丰香叶片的净光合速率均随温度的升高而增加，在25℃时出现峰值，后随着温度的升高而降低。两草莓品种在低温（5℃）和高温（30℃）条件下均能光合作用，但赛娃的净光合速率明显高于丰香。可见，赛娃叶片的光合作用对温度的适应性强于丰香。3 讨论与结论

试验结果表明，在不同的光照强度和CO2浓度条件下，两草莓品种的光饱和点相近，均在PAR为1 000 μmol/m2·s左右达到光饱和现象，之后随PAR的增加出现光抑制现象；光补偿点随着CO2浓度的增加而降低[5]，但丰香的光补偿点低于赛娃，相对而言，丰香对弱光环境的适应性较赛娃强；当CO2浓度为350 、500 μmol/mol时，丰香的净光合速率高于赛娃。由此可见，在CO2浓度处于正常浓度（350 μmol/mol）或稍偏高浓度（500 μmol/mol）时，丰香的光合作用要强于赛娃。

在不同光照强度下，尤其是PAR为200 μmol/m2·s时，赛娃的CCP低于丰香的CCP，且在低CO2浓度附近时，赛娃的Pn略高于丰香，表明在低CO2浓度环境中赛娃的光合适应能力略强于丰香；当CO2浓度低于700 μmol/mol时，赛娃的净光合速率与丰香的相差不大，但之后随着CO2浓度的增加，赛娃的净光合速率呈下降趋势，而丰香的净光合速率仍继续持上升状态，表明在高CO2浓度下，丰香叶片的光合作用要远远强于赛娃。但在露地草莓生产中，大气CO2远远不能满足丰香光合作用的需要，如果采取人工措施增加大气CO2浓度，可大大提高一季草莓丰香的产量。

在低温（5℃）和高温（30℃）条件下两草莓品种均能光合作用，但赛娃叶片的净光合速率明显高于丰香，说明赛娃对环境温度的适应性强于丰香。由于本试验未涉及30℃以上温度，高温对两草莓品种净光合速率的影响还有待进一步研究。参 考 文 献：

[1] 王红霞， 张志华， 玄立春 果树光合作用研究进展[J] 河北农业大学学报， 2003，S1： 49-52

[2] 徐 凯， 郭延平， 张上隆 不同光质对草莓叶片光合作用和叶绿素荧光的影响[J] 中国农业科学， 2005， 38（2）： 369-375

[3] 迟 伟， 王荣富， 张成林 遮荫条件下草莓的光合特性变化[J] 应用生态学报， 2001， 12（4）： 566-568

[4] 徐 凯， 郭延平， 张上隆，等草莓叶片光合作用对强光的响应及其机理研究[J]应用生态学报， 2005，16（1）：73-78

[5] 苏培玺， 杜明武， 张立新，等 日光温室草莓光合特性及对CO2浓度升高的响应[J] 园艺学报， 2002， 29（5）： 423-426 山 东 农 业 科 学 2012，44（12）：49～51