光强对花生光合特性、产量和品质的影响及生长模型研究

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1、山东农业大学博士学位论文光强对花生光合特性、产量和品质的影响及生长模型研究专业：．作物学博士研究生：张昆指导教师：万勇善教授中文摘要本研究于2007年和2008年在山东农业大学农学实验站进行。针对花生与玉米、小麦等作物间作、套种造成遮光问题，选用大花生品种丰花l号和小花生品种丰花2号做为供试材料，在花生苗期、结荚期和饱果期分别用不同透光率的遮阳网进行遮光处理模拟弱光条件，设置自然光(CK)、遮光27％、遮光43％和遮光77％四种光强水平，研究了光强处理对花生光合特性、光系统II光能分配、RuBPCase活性、植株形态建成、物质生产和产量以及品质的影响，明确了不同时期干物质积累及

2、光能利用率与光合有效辐射的关系，以此为基础采用2种方法建立了花生干物质生产动态模型和花生产量形成模拟模型，并对各模型的模拟精度进行了比较。主要研究结果如下：1光强对花生叶片光合荧光特性的影响苗期遮光处理，随处理光强的减弱叶绿素(C11l(a+b))含量显著增加，PSII的实际光化学效率('／)PS。。)和最大光化学效率(Fv币m)升高：叶绿素a(Cllla)与叶绿素b(Chlb)的比值(Chlafo)、净光合速率(Pn)降低。遮光处理结束，各处理均在高光强12009mol·m‘2·s一下测定时，Pn、气孔导度(Gs)随处理光强的减弱而下降，细胞间隙C02浓度(Ci)升高：在低光

3、强2761．tmol·m-2·s以下测定时"IP遮光处理的Pn显著高于自然光下生长的，Gs和Ci下降；低光强与高光强下测定的Pn的比值随处理光强的减弱显著升高。遮光处理结束后均恢复到自然光强下，Pn、鲰。和Fv／Fm先迅速下降，3．5d后逐渐回升：恢复15d时，仅遮光27％处理的各参数能恢复到对照水平。丰花1号各处理叶绿素含量、Pn、啷s。均比丰花2号相同处理的高。结荚期遮光处理花生叶的Pn变化规律与苗期的类似。饱果期遮光处理的在处理光强下和低光强2761．tmol·rn‘2·s。1光强下测定时Pn变化规律与苗期处理的相似，均在高光强12009mol·In-2·s‘1下测定时P

4、n随处理光强的减弱而升高。遮光处理降低了花生的光光强对花生光合特性、产量和品质的影响及生长模型研究合能力，提高了其利用弱光的能力，降低了其利用强光的能力：并且花生对弱光有一定有适应性，轻度遮光处理的在自然光下生长一段时间可以较快的恢复。2光强对光合日变化及光合曲线参数的影响花生叶片Pn的日变化都呈单峰曲线，遮光处理对Pn日变化的趋势没有影响，但降低了Pn的峰值，提高了花生下午弱光时的光合速率。苗期在遮光条件下生长的植株光合作用光补偿点和光饱和点比自然光强下生长的植株显著降低，表观量子效率显著升高，光强越弱变幅越大。遮光27％处理的光饱和点与自然光强下的差异不显著，遮光43％和7

5、7％处理的光饱和点分别比自然光强下的降低14％、29％，差异显著。自然光、遮光27％、43％和77％处理的光合作用光补偿点分别为：52．7、45．9、21．3、9．61tmol·m之·s～，表观量子效率为：0．0269、0．0317、0．0337、0．0317}tmol·mol～。弱光处理后，叶片C02补偿点、C02饱和点降低，遮光43％和77％处理的与自然光下生长的差异显著。3光强对光合酶及抗氧化酶活性的影晌苗期遮光处理的花生叶片RuBPCase活性都显著地低于自然光下生长的，且随处理光强的减弱而显著降低，遮光27％、43％和77％处理分别比对照降低21．7％、45．9％和8

6、1．9％。苗期遮光处理结束，均在自然光下生长1d，消除了即时光强的刺激，遮光处理的RUBPCase有所升高，但仍随处理光强的减弱而显著降低，表现出RUBPCase的潜力差异，苗期遮光可能损害了叶片的RuBPCase功能。PEPCase活性变化规律与RUBPCase活性基本一致，遮光处理的都显著地低于自然光下生长的，且随处理光强的减弱而降低，但降低的幅度比RUBPCase活性的小。说明即时光强和较长时间的遮光处理均会显著影响RuBPCase和PEPCaSe的活性。苗期遮光处理，随处理光强的减弱，花生叶片的SOD、POD活性显著升高，CAT活性显著降低：处理结束后在自然光下生长15

7、d时，SOD、POD活性仍随处理光强的减弱而升高，但与对照差异减小，CAT活性仍比自然光下生长的低。结荚期和饱果期遮光处理的SOD活性随处理光强的减弱而下降，POD和CAT活性上升。结荚期遮光处理结束在自然光下生长15d时，各处理SOD活性均明显低于对照，POD和CAT活性高于对照，但处理间差异不显著。山东农业大学博士学位论文4光强对花生植株营养生长的影响苗期遮光处理对花生植株性状影响最大，结荚期处理的次之，饱果期处理的影响最小。苗期遮光处理促进了花生主茎和侧枝的伸长，但明显减少了花生植株的