大豆光合作用及生理变化

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1、第二章大豆群体光合与产量第一节大豆叶片的光合作用第二节大豆群体的光合生产第三节大豆群体干物质积累、分配与产量形成一、大豆光合作用过程二、大豆叶片的光合速率三、大豆光合速率的日变化和季节变化四、大豆光合速率与叶部性状的关系五、影响大豆光合速率的外界因素一、大豆光合作用过程:光合作用物是物质积累和能量转化的过程。其表达式CO2+H2O+477KJ→CH2O+O2+化学能　　　式中的化学能贮藏在光合磷酸化作用所形成的腺三磷（ATP）和还原型辅酶Ⅱ（NADPH）之中。光合作用实质上就是CO2获得H被还原的过程，这里的H来自于水。(一)大豆是C3植物；大豆是C3作物，CO2受体是二磷酸核酮糖（RuB

2、P），即CO2靠RuBP的羧化反应被结合（同化）的： CH2—O—PCH2—O—PC—OHHC—OHC—OH+CO2+H2OCOOHHC—OHRuBP羧化酶，Mg2+COOHCH2—O—PHC—OHCH2—O—P二磷酸核酮糖（RUBP）2×磷酸甘油酸（PGA但是不可能把作物严格地分为C3和C4两类。如C4作物玉米原初产物中除了88%是C4酸之外，还有12%的PGA一样，C3作物（包括大豆）中有相当一部分CO2是通过PEP羧化酶途径被固定的，即形成四碳化合物。郝乃斌等以黑农26为材料，测定了大豆不同器官的RuBP和PEP两种羧化酶的活性。结果表明：　叶片中RuBP羧化酶活性[μmolco2/

3、(mg蛋白·h)下同]为26.2，PEP羧化酶活性为6.1，PEP/RuBP=0.23。　荚皮中RuBP为11.4，PEP为28.5，PEP/RuBP=2.50。　(二)大豆的光呼吸光呼吸究竟有多大消耗，据估计，光合作用所固定的总碳量的10%～50%通过光呼吸而丧失了。大豆是CO2补偿点较高的作物，CO2的补偿浓度——38ml/m3。如果能使大豆CO2补偿点降下来，光呼吸也会下降。二、大豆叶片的光合速率许多测定结果均表明，大豆是品种间光合速率差异很明显的作物。低者3.4mgco2dm-2h-1，高的是65mgco2dm-2h-1。国内学者测得结果是，最低11.0mgco2dm-2h-1，最

4、高40.0mgco2dm-2h-1，平均为24.4mgco2dm-2h-1。品种（系）间的变异系数为32%，全距达29mgco2dm-2h-1。大豆不同叶位的光合速率也有明显的差异，一般规律是上层叶的光合速率比下层叶高。董钻对11个大豆品种测得的结果是，中层叶片光合速率为上层叶片的59.6%，下层仅为上层的26.6%。同节位的不同叶片间光合速率是否一致？测定结果表明，同一三出叶的3个小叶光合速率基本一致。同一小叶不同部位的光合速率差异也不显著。同一叶片正、背面光合速率却有很大差异，正面比背面高24%三、大豆光合速率的日变化和季节变化•一）大豆光合速率的日变化•（二）不同生育时期大豆光合速率

5、的差异（一）大豆光合速率的日变化我国研究者对大豆光合速率日变化研究达30年之久，但测得的结果颇不一致。一曰光合速率呈单峰曲线变化，峰值在14-15时前；二曰呈双峰曲线变化，第一峰值在上午11:30，第二峰值约在17时前后。这种光合速率在中午下降的现象称作“午睡”或“午休”。还有其他一些变化结果。大豆光合速率日变化大体可归纳为4类，即：①单峰型。这一类中又可分为没有午睡型（光合速率变化与光强变化一致）和“一睡不醒型”（光合速率高峰出现在上午，而后持续下降）。②双峰型，中午光合速率下降有时甚至于出现负值。③波动型。不规则的波动变化。④平缓型。一天中没有明显的峰脊变化出现上述变化的原因是：光合速

6、率下降可能与中午气孔关闭有关；中午气温高，空气湿度小，导致气孔阻力加大，RuBP再生能力和RuBP羧化酶活性下降，最后造成光合速率降低，进入“午睡”；高温低湿是引起午睡的外因之一；中午光合速率降低主要由于水汽压亏缺的升高引起的，温度所起的作用不大；叶温过高抑制了光合和呼吸酶系统的活性，是“午睡”的主要原因之一。（二）不同生育时期大豆光合速率的差异大豆一生中光合速率也不是平稳一致的，但不同的研究者所测得的结果有所不同，有的结果是在始花和结荚鼓粒期出现1个峰值，有的结果是两个高峰，且前一个峰值高于后一个……等。这些结果的共同点是大豆鼓粒期光合速率是比较高的。大豆鼓粒期，由于种子旺盛生长发育需要

7、大量的光合产物，“库”的这种需要可能刺激同化物（如淀粉）从叶肉细胞中输出，这可能是大豆从鼓粒开始后叶片光合速率升高的重要原因。在生产上提倡大豆在灌浆鼓粒期进行灌水，叶面施肥或喷洒生长调节剂，其目的在于延长叶片寿命，增强叶片功能，使光合速率维持在较高水平上。实践证明，这些措施是很奏效的。四、大豆光合速率与叶部性状的关系•（一）比叶重（二）叶绿素含量（三）叶片含氮量（一）比叶重比叶重指单位叶面积之干重，一般以g.dm-2表示