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玉米花生间作改善花生铁营养提高其光合特性的机理

花匠小妙招
2024-12-13 19:44

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CO_2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P_2O_5 180 kg/hm~2 (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CO_2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/CS_o)、捕获(TRo/CS_o)和电子传递(ET_o/CS_o)、PS I受体侧电子还原的能量(RE_o/CS_o)和单位面积反应中心数目(RC/CS_m)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(Ψ_(Po))、捕获的激子将电子传递到电子传递链中Q_A~–下游电子受体的概率(Ψ_o)、用于电子传递的量子产额(Ψ_(Eo))、电子从还原系统传递到PS I电子受体侧的效率(δ_R)、PS I末端受体还原的量子产额(Ψ_(Ro))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/I_o)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)、CO_2饱和时净光合速率(A_(max))、Rubisco最大羧化速率(V_(c, max))、最大电子传递速率(J_(max))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、Ψ_(Po)、Ψ_o、Ψ_(Eo)、δ_R、Ψ_(Ro)、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、Ψ_(Po)、Ψ_o、Ψ_(Eo)、δ_R和Ψ_(Ro)、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/CS_o、TR_o/CS_o、ET_o/CS_o、LSPn和单株干物质量,却显著提高了功能叶Ψ_(Eo)。【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CO_2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CO_2固定能力。