【目的】探究在玉米-大豆套作模式下,玉米大豆共生期内玉米荫蔽对大豆光合特性及叶脉、气孔特征的影响。【方法】在自然光照射下采用两因素完全随机盆栽试验,以强耐荫性品种南豆12和弱耐荫性品种桂夏3号为研究对象,设置T1(2行玉米间隔2行大豆套作)、T2(1行玉米间隔1行大豆套作)和CK(净作大豆)3种空间配置,探究不同处理下大豆光合参数、叶脉和气孔特征参数对光环境的响应。【结果】与净作相比,玉米荫蔽下大豆冠层的远红光光谱辐照度显著增加,T1、T2处理下的光照强度分别降低48.62%和77.39%。在玉米荫蔽下大豆的净光合速率、气孔导度、叶脉密度和气孔密度显著低于CK(P<0.05),且下降幅度都随着荫蔽程度的增加而增加(由T1到T2处理)。与CK相比,T1、T2处理下南豆12的净光合速率分别显著下降41.00%、44.15%,桂夏3号的净光合速率分别显著下降44.62%、47.93%;南豆12的气孔导度分别显著下降29.19%、39.69%,桂夏3号的气孔导度分别显著下降26.83%、49.50%。同时,南豆12的叶脉密度在T1、T2处理下分别比CK显著下降14.99%、20.01%,气孔密度分别下降12.79%、18.27%;桂夏3号的叶脉密度在T1、T2处理下分别比CK显著下降10.38%、27.62%,气孔密度分别下降15.77%、22.46%。此外,大豆的净光合速率与气孔导度、叶脉闭合度、气孔密度、叶脉密度呈显著正相关关系(P<0.05),与叶脉间距呈极显著负相关关系(P<0.01);叶脉密度与气孔密度呈极显著正相关关系(P<0.01)。玉米荫蔽下,南豆12的叶脉密度、叶脉长度、叶脉闭合度、叶脉间距都显著优于桂夏3号。在荫蔽程度更高的T2处理下,除蒸腾速率和叶脉闭合度以外,强耐荫性品种南豆12的光合、叶脉和气孔各参数的变化幅度都小于桂夏3号,且净光合速率更高。【结论】在玉米-大豆套作的种植模式中,大豆冠层光环境、叶脉和气孔特征的变化会影响大豆的光合能力,但不同耐荫性大豆品种的叶脉、气孔特征对荫蔽的响应存在差异。

【目的】研究遮荫和复光下的大豆叶片性状、光合特性和碳代谢关键酶活性，明晰不同光环境和生长阶段大豆光合特性变化及其与碳代谢间的相互关系，为筛选和培育适宜套作的大豆品种提供依据。【方法】以强耐荫大豆品种南夏豆38和荫蔽敏感型大豆品种华夏5号为材料，在大田试验条件下采用绿色遮阳网进行模拟荫蔽的遮光处理，对荫蔽期和复光后的大豆叶片比叶重、单株叶面积、光合色素含量、光合特性参数、干物质分配以及叶片糖含量和碳代谢关键酶活性进行测定和分析。【结果】荫蔽期遮荫处理下大豆叶片比叶重、单株叶面积、光合色素含量和光合速率均显著下降，华夏5号降幅较南夏豆38更为明显；大豆干物质分配呈 “茎增叶减”的变化趋势，南夏豆38的叶分配比例均显著高于华夏5号；叶片可溶性糖和蔗糖含量均显著下降，重度遮荫下蔗糖含量显著低于轻度遮荫，且华夏5号的降幅较南夏豆38更为明显；淀粉含量显著上升，华夏5号增幅大于南夏豆38，相同处理下华夏5号均显著高于南夏豆38；蔗糖合成酶（SS）、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖转化酶（Inv）均极显著下降，且重度遮荫下SS和Inv显著低于轻度遮荫，品种间相同遮荫处理下无显著差异。复光后，处理间叶片性状差异逐渐减小，干物质“茎增叶减”分配趋势的变化程度减弱；遮荫处理下淀粉含量均显著高于正常光照，南夏豆38的明显高于华夏5号；南夏豆38的SPS和Inv均显著高于华夏5号，重度遮荫处理下南夏豆38的SS显著高于华夏5号，且南夏豆38的恢复能力均好于华夏5号。【结论】遮荫降低了大豆叶片比叶重和光合色素含量，光合速率和碳代谢关键酶活性下降，淀粉含量和茎干物质分配比例增加；复光后，叶片光合性能和酶活性快速恢复，干物质向叶分配增多。华夏5号对遮荫处理反应敏感，光合性能和酶活性降幅较大，南夏豆38在遮荫处理下能保持较好的光合性能，干物质分配相对合理，复光后光合性能及其碳代谢恢复性能力更强。

【目的】通过分析不同光照强度下苗期大豆叶片气孔特征、光合作用及碳水化合物变化,揭示大豆叶片光合及气孔特性对荫蔽的响应机制。【方法】选用对荫蔽敏感性弱的南豆12和荫蔽敏感性强的桂夏豆7号为材料,在人工气候室进行盆栽实验,设置正常光照(CK)、轻度荫蔽(LS,遮光20%)、中度荫蔽(MS,遮光40%)和重度荫蔽处理(SS,遮光75%),分析不同荫蔽程度对大豆叶片上下表皮气孔特性、光合荧光参数、可溶性糖和淀粉含量的影响。【结果】荫蔽敏感性弱的南豆12叶片上、下表皮气孔数量在LS和MS处理下显著高于CK,上表皮气孔在LS、MS处理分别增加26.9%和18.5%,下表皮分别增加了13.9%和39.2%,差异显著,南豆12在SS处理和荫蔽敏感性强的桂夏豆7号在3个荫蔽处理下显著低于CK(P0.5)。【结论】荫蔽直接影响气孔性状和光合特性,适当的荫蔽会使叶片通过增加叶片气孔开放来提高净光合速率,增加碳水化合物积累量,进而增强大豆的耐荫性。

为了探讨玉米不同基因型和杂种优势在气孔及蒸腾上的特征,对3个高产杂交种(农大108、农大103和中原单32)及其所有亲本进行了气孔形态、气孔频率和叶温差的观察与测量。结果表明,3个玉米杂交种在气孔特征及叶温上都表现出显著的杂种优势,其中农大108和农大103的杂交种气孔长度都表现正向超亲,杂种优势率分别为10.55%和9.30%,但气孔频率为负向超亲(杂种优势率分别为39.25%和20.43%);中原单32的杂交种在气孔长度和气孔频率都表现正向超亲,杂种优势率分别为9.47%和16.48%;但从3个杂交种组合均值看,气孔长度为正向超亲,气孔频率为负向超亲。3个玉米杂交种的叶温差都表现正向超亲。...

【目的】本试验主要研究硅对荫蔽胁迫下大豆幼苗的生长及光合特性的影响,以期为间套作大豆培育壮苗提供参考。【方法】本研究于2017年在四川农业大学试验基地进行,以强耐荫性南豆12和弱耐荫性南032-42个大豆品种为材料,用黑色遮阳网(50%透光率)模拟玉米大豆套作的荫蔽环境条件,进行室外盆栽。试验设置4个处理,分别为CK(正常光照,喷蒸馏水);S0(50%荫蔽,喷蒸馏水);S1(50%荫蔽,喷施100 mg·kg~(-1) Na_2SiO_3·9H_2O水溶液);S2(50%荫蔽,喷施300 mg·kg~(-1 )Na_2SiO_3·9H_2O水溶液),在大豆苗期进行叶面喷施。测定大豆植株各部分的硅含量、叶片的光合参数和叶绿素含量,茎秆直径和抗折力、根系的形态特征和根冠比、干物质积累及可溶性糖含量等指标,分析硅对提高大豆苗期耐荫性的作用。【结果】苗期荫蔽导致2个大豆品种植株的总干物质积累量、各器官的硅含量和可溶性糖含量减少,同时,降低的指标还有茎粗、茎秆抗折力以及根长、根表面积、根体积和根冠比。荫蔽造成了大豆净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)及蒸腾速率(Tr)的降低,而胞间二氧化碳浓度(Ci)和叶绿素的含量增加。不同大豆品种对荫蔽环境的响应程度不同,与南032-4相比,南豆12在荫蔽环境下具有更高的光合能力(净光合速率、胞间二氧化碳浓度、蒸腾速率、气孔导度、叶绿素含量)、茎秆抗倒能力(茎粗、茎秆抗折力)及根系生长能力(根长、根表面积、根体积、根干重)。荫蔽环境下S1处理后,2个大豆品种的干物质积累量、可溶性糖含量和叶绿素含量增加,茎秆变粗,茎秆抗折力增强,根量增多,根面积和根体积变大;叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率升高,胞间二氧化碳浓度下降,最终幼苗变壮。不同耐荫性的大豆品种对不同浓度的硅敏感度不同,其中,在S2处理下,强耐荫性南豆12的净光合速率、叶片可溶性糖含量、茎秆可溶性糖含量较S0处理分别增加了20.3%、12.9%、4.3%,弱耐荫性大豆南032-4分别增加了20.1%、94.3%、72.6%,南豆12和南032-4的胞间二氧化碳浓度分别降低了10.0%和45.2%。【结论】硅能有效地改善荫蔽胁迫条件下大豆幼苗的生长状况,增强光合作用能力、茎秆抗倒能力和根系吸收能力,从而提高大豆耐荫性。

【目的】发展间种套作大豆是有效解决粮食供需矛盾的重要途径。本文旨在通过优化群体配置,改善群体光分布特征,实现大豆对有效光能的高效利用,为套作大豆高产栽培及群体结构的优化设计提供理论依据和技术途径。【方法】本研究于2011年和2012年,以不同株型玉米杂交种和大豆品种贡选1号为试材,设计登海605/贡选1号(处理A)、川单418/贡选1号(处理B)、雅玉13/贡选1号(处理C)3种玉豆带状套作组合,并以大豆单作作为对照(CK),分析不同玉豆带状套作组合PAR分布特征对大豆光合特性和产量的影响。【结果】(1)不同玉豆带状套作组合的PAR和透光率存在显著差异,且均显著低于CK(P<0.05)。玉豆共...

【目的】气孔是叶片和外界环境进行气体和水分交换的重要通道,探讨不同株型玉米冠层叶片气孔特性的差异变化,对深入研究气孔特性与光合和蒸腾等重要生理过程的关系具有重要意义。【方法】以株型分别为平展型、中间型和紧凑型的玉米品种陕单9号、农大108和陕单902 3个夏玉米品种为试材,采用盆栽试验研究不同生育期及不同冠层叶片气孔密度等特性的差异和变化规律。【结果】全生育期内,各夏玉米品种叶片气孔特性存在显著差异(P<0.05):随生育期推进,叶片气孔密度逐渐上升,气孔面积显著下降,气孔长度和气孔宽度先增加后降低。不同株型玉米品种间叶片气孔密度、气孔长度和气孔宽度均以紧凑型品种高于其他株型品种,平均分别为1...

【目的】探究不同种植模式和施氮水平下玉米大豆的叶片持绿、光合和系统产量特性。【方法】通过田间定位试验研究种植方式(玉米单作(MM)、大豆单作(SS)、玉米套作(IM)、大豆套作(IS))和施氮水平(不施氮(NN)、减量施氮(RN:180 kg N·hm~(-2))、常量施氮(CN:240 kg N·hm~(-2)))对玉米大豆叶片持绿、光合特性以及其干物质积累和系统产量的影响。【结果】玉米产量随施氮量增加而增加，大豆产量随施氮增加先增后降；RN下，IM的籽粒干物质积累量最大，玉米大豆套作系统的总产量最高，系统生产力指数（SPI）最大。套作下各作物的叶片持绿期更长，光合特性指标均较单作稳定，且在籽粒形成期优于单作；各施氮水平下，套作处理的绿叶百分比均显著高于单作，IM的最大绿叶衰减速率出现天数比MM的分别晚7 d、5 d和1 d;IS的则比SS的分别晚7 d、0 d和11 d。相比单作，套作可以显著降低各施氮水平下玉米叶片的平均衰减速率，延长最大衰减速率出现天数，降低绿叶衰减程度。各作物的光合速率表现为套作高于单作，减量施氮高于常量施氮。玉米R2期，IM的叶片光化学淬灭系数（Qp）比MM的高12.78%，非光化学淬灭系数（NPQ）则低21.30%;NPQ随施氮水平的增加而降低，RN比NN降低了17.11%。套作SPAD值波动幅度弱于单作，且呈稳定上升趋势；玉米R2期，IM比MM高34.52%，大豆R2和R6期，IS分别比SS高10.39%、29.48%;RN的SPAD值最高，玉米R2期，IMRN处理比IMNN处理高17.46%,MMRN处理比MMNN处理高35.02%；大豆R6期，ISRN处理比ISNN和ISCN处理分别高7.71%、6.67%,SSRN处理比SSCN处理高10.03%。【结论】减量施氮下，玉米大豆套作显著延长了叶片的持绿期；花后叶片的光合速率、PSⅡ光合机构功能、叶绿素都保持在较高的水平且比单作稳定，籽粒干物质积累增强，充分发挥了玉米的生产潜力并增加了大豆产量，使得套作系统总产量显著提高。

为揭示多形叶发育的生态适应机制,选择锯齿卵圆形、卵圆形和披针形3种典型成年胡杨叶片进行气孔及光合特性方面的研究。观察到,胡杨叶片近轴面与远轴面的气孔密度相近,气孔为非均匀开闭;3种形态叶的气孔密度不同,锯齿卵圆形的最大,披针形的最小。气孔下陷程度存在显著差异,锯齿卵圆形叶气孔下陷较深,披针形的最浅。它们的光合速率日变化规律基本一致,呈单峰曲线。光合速率日平均值存在较大差异,卵圆形叶和锯齿卵圆形叶的光合速率日平均值明显高于披针形叶。3种形态叶的光补偿点相近,但饱和点存在差异;叶片的PSⅡ原初光能转换效率以及PSⅡ潜在活性也存在明显差异,其中锯齿卵圆形叶的最高。结果表明,胡杨叶片在发育过程中从形态...

基于长期养分定位试验平台,研究了长期养分亏缺条件下夏玉米的光合特征,结果表明:缺P和缺K会导致初始荧光Fo的增加,缺P、缺N会导致最大光化学量子效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、电子传递效率(ETR)降低,而缺K对其无显著影响。光合速率的大小变化表现出和ΦPSⅡ、ETR相似的规律,缺K的情况下光合速率与全NPK相比并没有显著降低,而缺N和缺P的处理光合速率明显降低,尤其是缺P处理,下降了32.86%。通过对光合速率和ΦPSⅡ、ETR分别进行相关性分析和回归分析发现,光合速率和ΦPSⅡ、ETR有着显著的线性相关,相关系数分别为0.986和0.988。通过对光响应曲线和CO2响应曲线...

在不同氮水平土壤上用１５Ｎ同位素稀释法对玉米大豆混作系统氮素转移特性进行了研究。结果表明，低氮和高氮土壤上均发生了固氮产物的转移。低氮土壤混作玉米从大豆固氮产物中获得１４．９４％～２６．９６％的氮，在高氮土壤上仅获得２．５６％～２１．１３％的氮；混作大豆固氮率的提高率，低氮土壤为—１０．３６％～—２１．１４％，高氮土壤为２９．１０％～３２．６９％；混作玉米和混作大豆的植株含氮量，在低氮土壤中均比单作降低，而在高氮土壤上则有不同程度的提高。玉米大豆混作系统在低氮土壤上主要消耗土壤速效氮，在高氮土壤上主要消耗土壤全氮。

在玉米生育期间进行灌水和施用钾肥,对玉米果穗叶片的叶绿素含量、光合强度和玉米籽粒灌浆及最终的籽粒产量均有明显的促进作用;灌水与施用钾肥之间有一定的互作效应;钾肥(K2O)的适宜施用量在90~135 kg/hm2为宜。

为明确氮素营养对玉米光合作用影响的可能机制,在河北农业大学标本园进行了田间试验。试验设4个施氮水平,分别为0,112.5,225和337.5 kg/hm2。对穗位叶光合作用参数的系统测定表明,在试验设计的施氮量范围内,氮肥提高了穗位叶叶片的Pn、叶绿素含量和可溶性蛋白质含量、延迟了叶绿素和可溶性蛋白质的分解。各测定时期,施用氮肥的处理,其叶片的Hill反应活力、PEPCase活性均高于对照,并且施氮肥越多,各项光合参数值的增加幅度越大,表观光合速率对氮肥的反应与各项光合生理生化指标的反应基本一致。说明氮肥通过调节光合电子传递能力和光合羧化酶的活性而影响表观光合速率的高低。

在田间条件下，研究了生产上广泛应用的１７个玉米自交系的气孔阻力（ＲＳ）及其与光合速率（ＰＨ）、蒸腾速率（ＴＲ）的关系。主要结果是：（１）不同自交系之间ＲＳ具有显著的差异，相差最大可达２．３倍以上；（２）ＲＳ随生育进程的推延而增大；（３）ＲＳ同ＰＨ、ＴＲ及ＷＵＥ（叶片水分利用率）在玉米生长的主要阶段存在极显著的指数函数关系，而在某一特定的生育期则表现出极显著的直线关系；（４）ＲＳ与ＰＨ、ＴＲ、ＷＵＥ及Ｒ（呼吸速率）的相关度从大到小依次是ＴＲ＞ＰＨ＞ＷＵＥ＞Ｒ；（５）气孔阻力值拟可作为不同基因型的重要生理学特征之一。

种植方式是影响玉米光合生理特征的重要因素。在大田条件下,以玉米品种北育288和先玉335为研究材料,分析了3种不同种植方式(P1,宽窄行170 cm+30 cm;P2,宽窄行90 cm+40 cm;CK,匀垄65 cm)对玉米穗位叶叶片的SPAD值、叶绿素荧光动力学、净光合速率的影响。结果表明,不同种植方式中,2种不同基因型玉米穗位叶叶片SPAD值间存在差异,宽窄行种植方式表现出明显优势;叶绿素荧光参数Fo在P1和P2中均大于CK;Fm和Fv/Fm在关键的生育时期差异显著,表现为宽窄行P1和P2大于CK;3种模式中,P1和P2中净光合速率显著高于CK。结果表明,相对于传统种植方式,宽窄行种植方...