玉米花生间作改善花生铁营养提高其光合特性的机理

作     者：王飞 刘领 武岩岩 李雪 孙增光 尹飞 焦念元 付国占 WANG Fei;LIU Ling;WU Yan-yan;LI Xue;SUN Zeng-guang;YIN Fei;JIAO Nian-yuan;FU Guo-zhan

作者机构：河南科技大学农学院/河南省旱地农业工程技术研究中心河南洛阳471003 

基　　金：博士后基金项目(20070420340) 国家自然科学基金项目(U1404315) 河南省自然科学基金(182300410014) 河南省科技攻关项目(182102110180) 

出 版 物：《植物营养与肥料学报》 (Journal of Plant Nutrition and Fertilizers)

年 卷 期：2020年第26卷第5期

页      码：901-913页

摘      要：【目的】研究玉米花生间作改善花生铁营养后对花生功能叶片光能吸收、转化、电子传递和CO2固定的影响,揭示玉米花生间作改善花生光合性能的机理。【方法】试验在河南科技大学试验农场进行,采用两因素两水平完全随机设计,两个种植模式包括玉米花生间作(2行玉米间作4行花生)和花生单作,两个磷肥施用水平为:不施磷(P0)和施P2O5 180 kg/hm2 (P1)。单作花生于新叶完全展开时(7月14日)出现黄化,8月2日严重黄化,间作花生未出现黄花。测定了黄化和正常花生功能叶片光合作用强度对光照和CO2浓度的响应,并分析了相关参数,运用JIP-test建立了叶绿素荧光诱导动力学曲线并计算了相关参数。【结果】与单作缺铁花生相比,间作花生功能叶单位面积光能的吸收(ABS/CSo)、捕获(TRo/CSo)和电子传递(ETo/CSo)、PS I受体侧电子还原的能量(REo/CSo)和单位面积反应中心数目(RC/CSm)明显提高,光合电子传递链电子传递能力明显增强,PSⅡ最大光化学效率(ΨPo)、捕获的激子将电子传递到电子传递链中QA–下游电子受体的概率(Ψo)、用于电子传递的量子产额(ΨEo)、电子从还原系统传递到PS I电子受体侧的效率(δR)、PS I末端受体还原的量子产额(ΨRo)均显著提高,增幅依次为36.7%~39.6%、79.6%~92.2%、151%~163%、16.3%~20.0%和177%~215%;PS I光化学活性(ΔI/Io)及PS I与PSⅡ之间的协调性(ΦPSⅠ/PSⅡ)也显著增强;间作花生功能叶SPAD值、光饱和时净光合速率(LSPn)、光饱和点(LSP)、羧化效率(CE)、CO2饱和时净光合速率(Amax)、Rubisco最大羧化速率(Vc, max)、最大电子传递速率(Jmax)和磷酸丙糖利用率(TPU)显著提高。施磷能显著提高间作花生功能叶SPAD值、ΨPo、Ψo、ΨEo、δR、ΨRo、铁含量、净光合速率和生物量(P <0.05),却了加剧单作花生的缺铁症状,显著降低其功能叶SPAD值、ΨPo、Ψo、ΨEo、δR和ΨRo、铁含量、净光合速率和生物量(P <0.05)。与单作正常花生相比,间作降低了花生功能叶ABS/CSo、TRo/CSo、ETo/CSo、LSPn和单株干物质量,却显著提高了功能叶ΨEo。【结论】玉米花生间作显著改善了花生铁营养,因而促进了花生功能叶PSⅡ对光能的吸收、转化和电子传递,提高PS I光化学活性、PSⅡ与PS I的协调性和电子传递链稳定性,还显著提高暗反应CO2羧化固定能力,从而提高净光合速率和生物量。施磷加剧单作花生缺铁症状,降低其光化学效率、暗反应能力、净光合速率和生物量,却能增强间作种间作用,提高间作花生光能吸收转化能力和CO2固定能力。

主 题 词：玉米花生间作 缺铁花生 光合作用 光化学活性 CO2羧化固定能力 

学科分类：09[农学] 0901[农学-植物生产类] 

核心收录：

D　O　I：10.11674/zwyf.19156

馆 藏 号：203940392...