亞適溫較弱光照條件下調(diào)控黃瓜光合作用的原理與技術(shù)研究.pdf

1、以‘津優(yōu)一號’(日光溫室專用品種)和‘津研四號’(露地品種)黃瓜為試材，建立了黃瓜單葉凈光合速率(Pn)對CO2濃度、溫度和光照強度響應的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上利用人工氣候室模擬冬春季節(jié)日光溫室亞適溫較弱光照環(huán)境，研究了亞適溫較弱光照對黃瓜光合作用的影響及其生理生化機制，探討了亞適溫較弱光照條件下提高黃瓜光合效率和光能利用率的調(diào)控技術(shù)；還研究了氮肥施用量對嫁接和自根黃瓜果實品質(zhì)的調(diào)控。主要結(jié)果如下： 1冬季和早春北方日光溫室栽培

2、的黃瓜植株，尤其是冠層中下層葉片常處于亞適溫(18℃左右)較弱光照(200～400μmol·m-2·s-1)條件下。 2通過測定30～12℃溫度條件下的光響應曲線和CO2響應曲線，建立了黃瓜單葉凈光合速率(Pn)對三因子響應的數(shù)學模型：設(shè)CO2濃度，溫度和光照強度的值分別為x1，x2，x3，Pn值為y，則津優(yōu)一號y=exp(-242.1217/x11)*(61.0202-0.1100(x2-30.9260)∧2*exp(-272

3、.8874/x3)+0.9355；津研四號y=exp(-179.8803/x1)*(50.0771-0.0609(x-34.3455)∧2*exp(-267.9653/x3)+0.7377。由模型可知，在試驗涉及的范圍內(nèi)，Pn對溫度的響應為二次曲線，對CO2濃度和光照強度的響應為指數(shù)函數(shù)。 3經(jīng)亞適溫較弱光照條件處理后，兩品種結(jié)果期葉片的CE、LCP、CCP、Rd均顯著降低，AQY則先降低后隨處理時間的延長又逐漸回升；與津研四號

4、相比，津優(yōu)一號具有相對較低的LCP和Rd，較高的AQY和CE，對亞適溫較弱光照表現(xiàn)出較強的適應性。亞適溫較弱光照處理使黃瓜葉面積、莖粗顯著減小，而節(jié)間長增大，葉綠素含量先降低后升高，Chla/b減小，Car含量降低，且生長量的恢復滯后于光合功能的恢復。 4亞適溫較弱光照條件下黃瓜葉片的Fv/Fm變化不顯著，PSⅡ活性和Fv′/Fm′均顯著低于對照；恢復后，各參數(shù)均恢復至CK水平。說明亞適溫較弱光照條件并未造成葉綠體結(jié)構(gòu)和功能的傷

5、害，它主要通過暗反應影響光合速率。 5亞適溫較弱光照導致黃瓜Pn顯著下降的原因主要是非氣孔因素，包括光照較弱引起的能量不足，RuBP最大再生速率、RuBPCase活性和FDPase活性顯著下降，即主要通過影響黃瓜的光合碳同化活性以及光合產(chǎn)物的反饋作用來影響光合作用，而光呼吸對Pn的影響很小。 6較弱光照在PSⅡ活性降低、葉綠體分解、葉面積減少上削弱了亞適溫的作用，降低了黃瓜對亞適溫的敏感性，但在降低RuBP最大再生速率、

6、RuBPCase活性和FDPase活性上則與亞適溫共同作用，使凈光合速率受到更大的影響。 7不論在正常條件還是在亞適溫較弱光照條件下，一定濃度的DCPTA、ALA、NaHSO3和CC均能有效提高黃瓜幼苗的Pn，尤其是在不適宜黃瓜幼苗生長的亞適溫較弱光照環(huán)境下效果更顯著，其中以0.5mg·L-1ALA處理對提高黃瓜幼苗Pn的調(diào)控效果最好，并顯著提高了Chla、Chlb和Chla+b含量，但對Car含量影響較小。 8亞適溫較

7、弱光照條件下，0.5mg·L-1ALA處理的黃瓜葉片與對照相比保持了較高的RuBPCase活性和FDPase活性，促進了光合碳同化的進行和光合產(chǎn)物的運輸，減輕了RuBP羧化的限制和光合產(chǎn)物積累造成的反饋抑制。其LCP、CCP和Rd較對照低，而AQY和CE較高，對弱光的捕捉和利用能力較強，比對照能夠更有效的利用有限的光能和CO2，從而提高了光照不足時的光能利用率和光合速率。同時，0.5mg·L-1ALA處理提高了qp，減少了亞適溫較弱光照

8、造成的PSⅡ反應中心關(guān)閉。 9氮肥施用量對黃瓜果實品質(zhì)有明顯的調(diào)控作用。適量增施氮肥有利于提高嫁接和自根黃瓜果實中抗壞血酸(Vc)、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性糖和游離氨基酸含量，從而提高黃瓜品質(zhì)，但過多施用氮肥會使黃瓜品質(zhì)下降。同等氮肥水平下盛果期黃瓜果實品質(zhì)最好；且嫁接黃瓜和自根黃瓜果實品質(zhì)存在明顯差異：嫁接黃瓜果實中Vc、淀粉、游離氨基酸、可溶性蛋白質(zhì)和硝酸鹽含量均高于同期同等氮肥水平的自根黃瓜，初果期和盛果期可溶性糖含量高于自根