玉米花生间作改善花生铁营养提高其光合特性的机理

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P2O5180 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、Ψ、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/C So、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PSⅠ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.

关键词：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

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资助基金：博士后基金项目;国家自然科学基金项目;河南省自然科学基金;河南省科技攻关项目

在线出版日期：2020-07-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：901-913