连续施用生物炭对花生不同生育时期叶绿素荧光特性的影响

摘要：

[目的]通过测定花生不同生育时期功能叶片的叶绿素荧光特性,探讨连续9年施用不同用量生物炭对花生叶片光系统Ⅱ的电子传递、光能吸收和氧化还原性能影响规律,同时观测叶片放氧复合体(OEC)受损程度变化趋势,为指导花生施肥提供理论支撑.[方法]于2011年建立的田间定位试验,设3个处理:CK(不施肥);C15(生物炭225 kg·hm-2);C50(生物炭750 kg·hm-2).2019年分别采集不同生育时期花生功能叶,利用M-PEA-2仪器测定暗处理后的叶片光合指标.[结果]通过分析不同生育时期花生功能叶叶绿素荧光参数发现,连续施用不同用量生物炭对快速叶绿素荧光动力学曲线(OJIP曲线)有显著影响.C15处理的K点的相对可变荧光强度差(ΔVT)在花生苗期和开花下针期分别为-0.002和-0.020,在结荚期和成熟期分别为-0.024和-0.053,与CK处理相比花生各生育时期功能叶K点的相对可变荧光强度显著降低;随着生物炭用量的增加,开花下针期与成熟期K点降低幅度有不同程度增大.花生功能叶叶绿素荧光参数在开花下针期和成熟期对生物炭的连续施用有积极响应,其具体表现为:在开花下针期,与CK处理相比C15处理的J点相对可变荧光强度(VJ)降低23.9％,初级醌受体(QA)被还原速率(M0)降低32.1％,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的速率(Ψ0)增加25.0％,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PIABS)增加154.6％.缓解了花生功能叶片的放氧复合体(OEC)受损程度,提高电子由初级醌受体(QA)向电子传递链下游的其他电子受体传递的能力,随着生物炭用量的增加,效果越明显.在成熟期,施用不同量生物炭对花生叶片叶绿素荧光特性指标的影响与开花下针期基本一致,具体表现为:C15处理较CK处理J点相对可变荧光强度(VJ)和初级醌受体(QA)被还原速率(Mn)显著降低,分别减少12.5％和16.0％,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中QA下游的其他电子受体的速率(Ψ0)增加7.8％,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PIABS)增加73.7％;C50处理与CK处理相比J点相对可变荧光强度(VJ)减少13.2％,初级醌受体(QA)被还原速率(M0)减少19.4％,捕获的激电子将电子传递到电子传递链中QA游的其他电子受体的速率(Ψ0)增加8.2％,以吸收光能为基础的光化学性能指数(PIABS)增加79.7％.[结论]连续施用生物炭能显著提高花生功能叶片在开花下针期和成熟期光系统Ⅱ电子传递效率,缓解OEC损伤程度,从而提高花生功能叶的光合性能.

关键词：生物炭;花生;叶绿素荧光;快速叶绿素荧光动力学曲线

所属期刊栏目：54

资助基金：国家自然科学基金;国家重点研发计划;国家现代农业产业技术体系

在线出版日期：2021-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：4552-4561