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当期论文 | 吉林农业大学许帅等:不同土壤相对湿度对果实膨大期野生欧李生长发育及光合特性的影响

2026-06-07 15:20:42

作者及单位

许帅，郭瑞雪，乔建磊，王连君^*

吉林农业大学园艺学院，长春130118

基金信息

吉林省教育厅科学技术研究项目（JJKH20210352KJ），吉林省科技发展计划项目（20210202076NC）

摘要&关键词

摘要： 为探究不同土壤相对湿度对果实膨大期欧李生长发育及光合特性的影响，以野生欧李为试验材料，采用盆栽控水处理，于果实成熟期测定其生长发育相关指标、光合参数、叶绿素荧光参数及渗透调节物质含量。结果表明：随着土壤相对湿度的降低，株高、枝条长、单果质量等生长发育相关指标呈先升高后降低的趋势；欧李叶片净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（T_r）呈下降趋势；胞间 CO₂ 浓度（C_i）、叶绿素含量、PSⅡ的最大光化学效率（F_v/F_m）、实际光能转换率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）、可溶性糖和可溶性蛋白含量也呈先升高后降低趋势；非光化学猝灭系数（qN）呈先下降后上升的趋势，欧李生长发育及光合特性均受到显著影响。当土壤相对湿度<50%时，欧李植株生长发育及光合特性受到抑制；当土壤相对湿度为50%~60%时，促进欧李植株生长发育及光合特性，此时欧李生长及光合特性最佳，该结论为欧李植株的科学灌溉和推广栽培提供理论依据。

关键词： 野生欧李；土壤相对湿度；生长发育；光合特性；渗透调节物质

精要导读

干旱是影响果树生产活动中常见的非生物胁迫因素之一，干旱造成的损失超过盐渍、湿涝、低温等非生物逆境总和^［1-2］。近年来，受全球变暖导致时空分布不均匀的降水现象加剧，中国东北、西北、华北等地区频繁发生极端干旱事件^［3-4］，特别是季节性干旱严重，对植株生长、果实产量和品质产生较大影响。夏季是果树需水的关键期，此时正是果实膨大期，适当干旱有利于果树的生长发育和果实品质改善^［5］，重度干旱则会抑制果树正常的光合作用和水分代谢，影响同化物质的积累，进而降低果树的生长发育速率及果实品质和产量^［5］。土壤相对湿度是表征农业旱情的重要指标之一^［6］，分析在果实膨大期不同土壤相对湿度对果树生长发育的影响，对干旱地区果树种植管理及科学灌溉具有重要的现实意义。

欧李（Cerasus humilis）为蔷薇科樱桃属，花色多样、果实艳丽、香气独特、营养丰富，是我国特有的野生灌木果树之一，在我国东北、华北和西北干旱地区均有分布^［7］。欧李为深根性植物，根系强大，根冠比达9∶1，在沙地也可正常生长，不仅能防风固沙、保持水土^［8］，还具有极强的抗旱能力和适应性，在治理荒山和沙漠、防治水土流失及改善生态环境方面具有重要作用，被列为生态林优良树种^［9-10］。吉林省西部贫瘠沙地和盐渍化草原上分布着丰富的野生欧李资源，其对特殊的生存环境具有极强的适应性，通过对这些优良野生欧李资源的收集、筛选及栽培，明晰欧李植株在干旱及半干旱条件下的生长发育及需水情况，对欧李的推广种植及产业发展十分重要。因此，本研究以吉林省西部地区野生欧李为试验材料，探讨不同土壤相对湿度对果实膨大期欧李生长发育及光合特性的影响，旨在明晰果期最适欧李生长发育的土壤相对湿度范围，为欧李的科学灌溉及在干旱半干旱地区推广种植提供理论依据。

结果与分析

不同土壤相对湿度对欧李植株

生长发育的影响

由表1和图1可知，土壤相对湿度在60%~90%时，欧李植株处于无旱环境，随土壤相对湿度的下降，其株高、枝条长、主枝直径、叶长、叶宽、果实横径、果实纵径以及单果质量等呈升高趋势。当土壤相对湿度50%~60%，即土壤轻度干旱时（D3处理），欧李植株的株高、枝条长、主枝直径、叶长、叶宽、果实横径、果实纵径以及单果质量的生长指标均最佳，其中株高103.5 cm、单果质量4.525 g均显著高于其他处理。当土壤相对湿度<50%时，欧李植株处于中重度干旱环境，各生长发育指标均随土壤相对湿度的降低而明显下降，植株呈现缺水状态，生长发育受到抑制。

不同土壤相对湿度对欧李光合

生理相关指标的影响

2.1　不同土壤相对湿度对欧李光合参数的影响

由图2可见，随土壤相对湿度的降低，处理间的欧李叶片光合参数变化显著。净光合速率、气孔导度、蒸腾速率的变化趋势一致，呈下降趋势；胞间CO₂浓度呈现先升高后下降趋势。P_n在D5处理条件下降至最低，为ck的61.19%，说明此时光合作用产生的能量降幅不大，仍能维持欧李植株正常生长所需。蒸腾速率、气孔导度均在D5处理下最低，分别为ck的64.02%，49.19%，表明随着土壤相对湿度降低，干旱程度加重，欧李叶片通过关闭气孔来降低蒸腾速率，以保持叶片水分，抵抗不良环境，是欧李植株抗旱的表现。在胁迫开始时，胞间CO₂浓度升高，保证光合作用的合成，在D3处理下达到最大值（289.33 μmol/mol），与ck相比升高了28.21%。随着土壤干旱胁迫程度加深，气孔关闭且光合速率降低，消耗叶片储存的CO₂，胞间CO₂浓度逐渐降低，说明野生欧李具有较强的抗旱能力。

2.2　不同土壤相对湿度对欧李叶绿素荧光特性的影响

一般认为当PSⅡ的最大光化学效率（F_v/F_m）为0.80～0.85时，植物处于健康状态；当小于0.80时，说明植物受到了胁迫。由图3可见，土壤相对湿度为30%~90%时，不同处理下F_v/F_m差异不显著，当土壤处于中重度干旱时，欧李叶片仍均处于相对正常的生理状态，可维持相对稳定的光能转换能力。随土壤相对湿度降低，欧李叶片的实际光能转换率（ΦPSⅡ）和光化学猝灭系数（qP）呈先升高后降低趋势，D3处理时，ΦPSⅡ和qP最大，分别为0.354，0.476，与其他处理相比差异显著（P<0.05）。欧李叶片的非光化学猝灭系数（qN）呈先降低后升高的趋势，在D5达到最大值（2.915），与ck相比上升了89.16%，差异显著（P<0.05）。

2.3　不同土壤相对湿度对欧李叶片叶绿素含量的影响

由图4可见，土壤相对湿度在50%~90%时，欧李叶片中的叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量均随土壤相对湿度的降低呈升高趋势，且在D3处理条件下达到最高值。土壤相对湿度小于50%时，即土壤呈现中重度干旱，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量均明显下降，叶绿素合成受抑制，说明欧李受干旱胁迫影响较大。在D5处理条件下，叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总含量仅为0.473，1.829，2.302 mg/g，与D3处理相比分别下降了64.68%，44.64%，50.42%。结果表明，土壤轻度干旱（D3处理）有利于欧李植株叶绿素含量的积累。

不同土壤相对湿度对欧李叶片渗

透调节物质含量的影响

由图5可见，欧李叶片渗透调节物质含量随着土壤相对湿度的降低呈先升高后下降的趋势。土壤相对湿度在60%~90%时，即土壤无旱，此时随着土壤相对湿度的降低，植株通过提高渗透压保持吸水量，欧李叶片中的可溶性糖和可溶性蛋白含量均呈上升状态；土壤相对湿度为50%~60%时，即土壤轻度干旱，此时可溶性糖含量及可溶性蛋白含量达到最高，分别为2.53%，5.82 mg/g；土壤相对湿度<50%，土壤干旱程度加深，可溶性糖含量及可溶性蛋白含量降低，与D3处理相比，当植株处于D5处理条件时，可溶性糖含量与可溶性蛋白含量分别下降了23.72%和11%，但仍高于ck。说明土壤处于轻度干旱时，欧李植株自身渗透调节能力佳。

讨论与结论

果树受干旱胁迫后的反应表现因所处发育阶段不同而表现各异，其中果实膨大期受干旱胁迫影响较大^［13］。柑橘^［14］、核桃^［15］、苹果^［16］等果树在果实膨大期受干旱胁迫会抑制果实膨大，进而导致产量降低。柑橘在夏季果实膨大期时，若土壤相对含水量<50%，其受到干旱胁迫影响，果实产量及品质降低^［17］。本研究表明，欧李植株生长发育受干旱胁迫的影响差异显著，在轻度干旱条件下，欧李植株的生长发育状况最佳；但当土壤相对湿度<50%时，植株及果实生长则会受到较大影响，这与周铁等^［17］研究结果相似。同时研究还发现，欧李的生长发育状况不随土壤相对含水量的增加而提升。因此，明确土壤相对湿度对果期欧李生长发育的影响，实施科学灌溉，既可保证欧李正常生长发育，又能避免水资源浪费。

干旱胁迫对光合作用影响较大，光合参数及叶绿素荧光动力参数是反映光合响应的重要指标。植株处于干旱胁迫时，通过气孔关闭来调节蒸腾作用和光合速率^［18］。本研究结果表明，当土壤相对湿度<50%时，即土壤处于中重度干旱，植株的光合作用受到抑制。在干旱胁迫过程中，通过降低气孔导度来减少蒸腾速率，进而降低净光合速率。胞间CO₂浓度先升高后降低，表明气孔关闭不是唯一影响光合速率的因素。通过对干旱胁迫下的欧李叶绿素含量的测定，发现叶绿素含量先升后降，可能是植株通过增加叶绿素合成，维持叶片正常光合作用来抵抗逆境，但随胁迫程度加重，光合结构发生变化，叶绿素合成受阻，含量下降，这也是导致光合速率降低的原因之一。叶绿素荧光动力参数中最大光化学效率（F_v/F_m）下降常被认为是发生光抑制的标志^［19］。本研究发现，随着干旱胁迫的加深，F_v/F_m差异不显著，表明欧李并未发生明显的光抑制作用。非光化学淬灭系数（qN）反映了植物消耗剩余光能为热的能力，说明植物的光保护能力，是一种保护机制^［19］。本研究中不同干旱胁迫条件下，欧李叶片的qN值先降低后升高，说明欧李可以通过热耗散这一途径，实现不同程度的有效自我保护。

渗透调节是植物维持细胞渗透压的重要调节机制^［20］。渗透调节物质的积累可以提高细胞浓度，增强从外界吸水的能力^［21］。而随着干旱胁迫程度的增加，可溶性糖及可溶性蛋白有所下降，原因可能是欧李光合机构及细胞膜受损，因此阻碍了可溶性糖和可溶性蛋白的合成^［22］；另一原因可能是植物为给机体供能，加快了能源物质的分解^［23］。本研究结果表明，欧李叶片的可溶性糖及可溶性蛋白含量随干旱胁迫程度的加剧呈先增加后减少的趋势，该结果与江登辉^［24］等的研究结果相似。

不同土壤相对湿度会对果实膨大期欧李植株生长发育、光合生理相关指标及渗透调节物质含量产生影响，当土壤含水量<50%时，欧李生长发育及光合特性受到抑制，果实变小、可溶性糖含量降低；当土壤相对湿度在50%~60%时，即土壤轻度干旱下，会促进欧李植株生长和果实发育，此时欧李植株的生长及光合特性最佳。该结论可为欧李植株的科学灌溉和推广栽培提供理论依据。

本文引用格式

许帅，郭瑞雪，乔建磊，等.不同土壤相对湿度对果实膨大期野生欧李生长发育及光合特性的影响［J］.吉林农业大学学报，2026，48（2）：279-285.

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