氮钾配施对甘薯光合产物积累及分配的影响

摘要：

[目的]探讨氮钾配施对甘薯光合产物转移分配的影响及其生理机制.[方法]开展两年田间试验,设CK(不施肥)、单独施氮(75 kg N.hm-2)、单独施钾(150 kg K20.hm-2)和氮钾配施(75kgN·hm-2 150 kg K20·hm-2)4个处理,在生长前期(40d)和薯块膨大期(100d)分别进行13C叶片标记.测定了功能叶13C积累量和分配率、蔗糖合成酶(SS)和磷酸蔗糖合成酶(SPS)活性、叶绿素荧光和光合特性、干物质积累和产量等指标,并进行逐步回归分析、通径分析和RDA分析. [结果]与单独施氮和单独施钾相比,氮钾配施处理2014和2015年分别增产7.9％-10.1％和9.3％-10.7％.双因素分析表明,氮钾配施对甘薯产量的增加呈显著的正交互效应,其中,2014年交互效应值为0.95 t·hm-2,2 01 5年交互效应值为1.35 t·hm-2.在生长前期和薯块膨大期,与氮、钾处理相比,氮钾配施处理显著提高了甘薯功能叶光合及叶绿素荧光特性,从而促进了两关键生长期光合产物的积累.其中C02同化速率对应的量子产额(φC02)提高27.1％-39.7％,净光合速率(Pn)提高9.1％-20.2％,甘薯地上部和地下部13C总积累量提高26.3％-42.2％.氮钾配施条件下光合产物分配在两生长期内存在差异.生长前期,氮钾配施处理通过提高叶片SS和SPS酶活性,显著提高了地上部13C分配率(达60.7％)(P＜0.05),促进光合产物在源器官分配;薯块膨大期,氮钾配施处理显著提高块根中SS和SPS酶活性,光合产物在库一源器官膨压差的作用下由地上部向地下部转运,显著提高13C向块根分配(13C分配率为71.6％,P＜0.05).逐步回归分析表明,SS和SPS酶活性、光合特性和叶绿素荧光特性是调控甘薯光合产物分配的关键指标(R1=0.954,R2=0.912);通径分析表明,生长前期氮钾配施对甘薯13C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、FV/Fm和SS;薯块膨大期氮钾配施对甘薯13C分配的影响直接作用系数较大的是Pn、φPSⅡ和SPS.[结论]生长前期,氮钾配施处理通过提高Pn、Fv/Fm和SS促进光合产物在地上部积累,实现“建源”,而薯块膨大期主要提高Pn、ΦPS Ⅱ和SPS促进光合产物由地上部向地下部转运,兼顾“促流”和“扩库”,氮钾协同最终提高了甘薯产量.

关键词：甘薯、光合特性、叶绿素荧光、13C分配、酶活性

所属期刊栏目：50

分类号：S1 ;S64

资助基金：国家现代农业产业技术体系建设专项CARS-11-B-14;国家自然科学青年基金41501271

在线出版日期：2017-11-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2706-2716