【摘要】：無患子(Sapindus mukorossi Gaertn.)是我國重要的生物質能源原料樹種,為了提高無患子果實產量和品質,本研究以福建建寧經開區(qū)綠化帶內的10年生無患子為試驗材料,從不同類型枝條的結實習性和不同葉幕結構的微氣候條件兩個角度來闡釋影響果實產量品質的原因,利用3D軟件呈現(xiàn)微氣候因子的時空分布和果實的空間分布,構建果實產量品質和微氣候因子的回歸模型,為生產實踐提供理論和技術支持。將無患子一年生枝按照枝長枝粗聚類成長、中、短果枝和營養(yǎng)枝4種類型,對各類型枝條的葉片質量、光合生理和果實產量品質進行測定。結果顯示:(1)長果枝葉片的葉片厚度、表皮厚度、柵欄組織厚度、柵海比、組織緊密度均顯著高于短果枝和營養(yǎng)枝,組織疏松度則相反;長果枝葉片的比葉重分別比短、中果枝和營養(yǎng)枝高16.545%、7.361%和 27.023%;短果枝葉片葉綠素 b 含量(1.000±0.290 mg.g-1)顯著高于長果枝,中、長果枝葉片的葉綠素a/b顯著高于短果枝和營養(yǎng)枝;中、長果枝葉片的Ca、Mg平均含量顯著高于營養(yǎng)枝葉片;(2)中、長果枝葉片具有更高的光合效率。長果枝葉片的最大凈光合速率高達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)長果枝果實數(shù)量和產量均顯著高于中、短果枝;(4)葉片N、P、K和Mg含量、比葉重、葉綠素總量與凈光合速率關系密切;(5)葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度、光響應最大凈光合速率、CO2飽和點與產量呈顯著正相關,胞間CO2濃度、光補償點、暗呼吸速率則相反。對“自然圓頭形”的葉幕各區(qū)域微氣候因子、葉片性狀和果實產量品質進行了研究。研究結果顯示:(1)微氣候因子在葉幕內的分布具有時空異質性,隨著葉幕高度的降低以及葉幕由外到內,光強和溫度均降低,相對濕度增加;(2)由下到上,由內到外,葉片更厚,表皮厚度、柵欄組織厚度、柵海比和組織緊密度都增加,而海綿組織厚度和組織疏松度降低,比葉重、非結構性碳水化合物和養(yǎng)分含量更高,葉片的葉綠素和類胡蘿卜素含量降低,葉綠素a/b和類胡蘿卜素/葉綠素值增加;(3)上層葉片的日均凈光合速率、氣孔導度、蒸騰速率均明顯高于中、下層,光響應和CO2響應最大凈光合速率均顯著高于中、下層,上層葉片的暗呼吸速率顯著低于下層;(4)產量主要集中在葉幕上層和外圍,果品由下到上、由內到外均有所提高。光強是下層產量的限制因子,微氣候因子的綜合效應對中、上層果實產量品質影響較大,預測“自然圓頭形”葉幕下、中、上層果實產量的最優(yōu)回歸模型分別為:Y=0.01X2-0.54X+28.04(8 月;Y,果實鮮重;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,果實鮮重;X1,光照;X2,溫度;X3,相對濕度);(5)微氣候因子影響果實的關鍵期為7～10月,適宜果實優(yōu)質豐產的微氣候條件為:光強71×103LUX,溫度26～31℃,相對濕度63～76%。葉幕結構的優(yōu)化能有效提高果實產量品質,表現(xiàn)在:(1)“Y字形”和“無主干開心形”均有效改善了枝類組成,長果枝比例分別較“自然圓頭形”提高了 24.247%和9.980%;(2)有效改善了微氣候條件,微氣候因子的分布更加均勻;(3)改善了葉片的性狀特征,使之具有更高的葉片厚度、柵欄組織厚度,柵海比和組織緊密度,能更有效的利用光照;(4)“Y字形”和“無主干開心形”葉片的比葉重分別比“自然圓頭形”高11.282%和4.152%,葉綠素總量分別比“自然圓頭形”高9.549%和9.526%,非結構性碳水化合物和養(yǎng)分含量也高于“自然圓頭形”;(5)“Y字形”和“無主干開心形,”葉片的凈光合速率較“自然圓頭形,”分別提升了 17.385%和14.331%,蒸騰速率分別提升了 18.164%和14.111%;(6)“Y字形”和“無主干開心形”的單果干重分別比“自然圓頭形”提高了 4.868%和2.658%,種子占果實的比例分別提高了 15.037%和5.330%,種子出仁率分別提高了 7.714%和5.283%,果實產量分別提高了 14.036%和23.385%,油產量分別提高了 36.125%和32.657%;(7)“Y字形”和“無主干開心形”果實產量與微氣候因子的綜合效應關系更密切,適合初步預測“無主干開心形”下、中、上層果實鮮重的回歸方程分別為: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,果實鮮重;X1,光照;X2,溫度;X3,相對濕度);適合初步預測“Y字形”下、上層果實鮮重的方程為:Y=5.121X1+116.640X2+14.711X3-5146.856、Y=43.284X1+84.957X2+25.201X3-6848.105(10 月,X1,光照;X2,溫度;X3,相對濕度)。綜上,枝類組成和微氣候因子是影響無患子果實產量品質的重要因素,通過對葉幕結構優(yōu)化可以較好的改善枝類組成和微氣候因子的分布,從而提高果實產量品質,“Y字形”葉幕結構的光合效率最高,對果實品質的改善作用更大,“無主干開心形”葉幕結構對產量的提升更明顯,兩者都是較好的可用于實踐生產的葉幕結構。
【學位授予單位】：北京林業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S578
【圖文】：

３．不同枝類型葉片特性、光合生理及果實產量品質的研究逡逑３．１．不同枝類型的葉片特征逡逑３．１．１．葉片形態(tài)學解剖特征逡逑葉片結構是生理功能的基礎。葉片主要分為表皮、葉肉、葉脈３部分，顯微結構逡逑具體由上、下表皮，柵欄組織，海綿組織，維管束等組成，柵欄組織細胞呈長柱狀，逡逑海綿組織由排列疏松的不規(guī)則細胞組成。在光學顯微鏡下，無患子不同枝類型葉片的逡逑形態(tài)學解剖特征如圖３－１所示，形態(tài)結構特征值見表３－１。逡逑由圖３－１可見，無患子葉片的表皮均由１層細胞組成，排列較為整齊緊密；葉肉逡逑細胞包括柵欄組織和海綿組織，柵欄組織由１？２層排列整齊的柱狀細胞構成，海綿組逡逑織則由３？６層排列較為疏松的細胞構成，上表皮的厚度明顯高于下表皮厚度，體積也逡逑更大。比較不同類型枝條葉片的解剖結構，結果顯示：長果枝葉片的柵欄組織由１逡逑層變?yōu)椋矊�，第２層細胞較短，甚至由長柱形變?yōu)殚L圓形，排列整齊，海綿組織的細逡逑胞間隙變小，排列也變得更緊密；營養(yǎng)枝葉片的柵欄、海綿組織則排列的較為松散。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＞營養(yǎng)枝（０．３５Ｕ０．０６２逡逑ｍｇ＇ｇ－１）；短果枝和營養(yǎng)枝葉片的Ｃｈｉ邋（ａ＋ｂ）含量要高于中、長果枝葉片，其中短果枝逡逑葉片Ｃｈｉ邋（ａ＋ｂ）含量分別比中、長果枝葉片高３．７８９％和５．８６８％；中、長果枝葉片的逡逑Ｃｈｉ邋ａ／ｂ均值分別為２．６８３±０．１３０和３．０５７±０．丨８５，顯著高于短果枝葉片（２．１７３±０．０６６）逡逑和營養(yǎng)枝葉片（２．１５９±０．０３５），長果枝葉片的Ｃｈｌａ／ｂ值分別比短果枝和營養(yǎng)枝葉片逡逑高邋４０．６９７％和邋４１．６２８％；中、長果枝葉片的邋Ｃａｒｓ／Ｃｈｌ邋（ａ＋ｂ）分別為邋０．１４７±０．０５９、逡逑０．１４３±０．０６６，均高于短果枝葉片（０．１３０±０．０６７）和營養(yǎng)枝葉片（０．１２６±０．０６０）。逡逑不同類型枝條葉片的光合色素含量存在明顯的月際波動。長果枝葉片的Ｃｈｉ邋ａ、逡逑Ｃｈｌｂ、Ｃａｒｓ和Ｃｈｌ（ａ＋ｂ）含量均呈現(xiàn)出類似規(guī)律：５月開始含量逐漸增加，９月份達到逡逑最大，分別為邋２．８０２士０．２７１、０．９４１±０．０３３、０．４４２±０．０１０和３．７４１±０．２６２0＾．（１，然后開逡逑始降低，１１月份降至最低，分別為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月份的變化均較為平穩(wěn)，由于逡逑Ｃｈｉ邋ｂ含量在１１月份下降較快，導致Ｃｈｉ邋ａ／ｂ和Ｃａｒｓ／Ｃｈｌ邋（ａ＋ｂ）值在１１月份明顯高于逡逑其他月份。短、中果枝和營養(yǎng)枝葉片光合色素含量的月際波動與長果枝葉

３．２．不同類型枝葉片的光合特性逡逑３．２．１．葉片的光合日變化和月變化逡逑在短時間尺度上，植株的光合作用具有日變化的特征，大多可以分為三種變化類逡逑型：單峰曲線變化類型、雙峰曲線變化類型和不規(guī)則曲線變化類型；在較長時間尺度逡逑上表現(xiàn)為季節(jié)變化特征，季節(jié)性特征主要和植株不同生長階段的環(huán)境條件以及自身不逡逑同階段的生理差異相關，一般夏季和初秋，植株的光合效率較高，春季次之，秋季逐逡逑漸降低。不同類型枝條葉片光合日變化和月季波動如下圖（圖３－６？圖３－７）所示。逡逑不同類型枝條葉片年均Ｐｎ、Ｇｓ、７；和Ｃｉ的日變化曲線如圖３－６所示。４種類型枝逡逑條葉片八的日變化趨勢呈不對稱的雙峰曲線變化，中、長果枝和營養(yǎng)枝葉片的／＾均逡逑在上午１０：００出現(xiàn)第一個高峰，分別為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邋月份長果枝葉片邋１０：００邋的邋Ｐｎ逡逑最大（１３．３４５±０．３８２叫ｌｏｌ．ｎ＾．ｓ—１），短果枝葉片的八，在１１點出現(xiàn)第一個峰值逡逑２９逡逑

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本文編號：2746123