保护性耕作对菘蓝光合特性和保护酶活性的影响

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1、第１９卷第１期草业学报１１３－１２０Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ２０１０年２月保护性耕作对菘蓝光合特性和保护酶活性的影响杨江山１，张恩和１，黄高宝１，张仁陟２（１．甘肃农业大学农学院，甘肃兰州７３００７０；２．甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃兰州７３００７０）摘要：以Ｔ为对照，研究了干旱地区不同生育时期ＮＴ和ＮＴＳ对菘蓝叶片光合特性、ＷＵＥ、叶绿素含量和保护酶活性的影响。试验结果表明，６、８和１０月菘蓝Ｐｎ日变化为典型的午休双峰曲线，日均和年均Ｐｎ均为ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。Ｇｓ早上出现高峰，中午和下

2、午降至低水平小幅波动，日均和年均Ｇｓ都为ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。ＷＵＥ变化趋势同Ｇｓ相似，与Ｐｎ日变化无相关性，６和８月菘蓝叶片ＷＵＥ日均值ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ，ＮＴＳ处理效果显著，１０月ＷＵＥ日均值Ｔ＞ＮＴ＞ＮＴＳ，ＷＵＥ年均值ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ，说明生育后期适度干旱提高菘蓝ＷＵＥ作用较好。Ｃｉ与Ｐｎ日变化表现出明显的负相关性，说明菘蓝Ｐｎ午休为气孔限制所致。不同生育时期Ｔｒ日变化也为午休双峰曲线，与Ｐｎ日变化表现出明显的正相关性，日均和年均Ｔｒ值均为ＮＴＳ＞ＮＴ＞Ｔ。Ｃｈｌａ、Ｃｈｌｂ、Ｃｈｌ（ａ＋ｂ）和Ｃｈｌａ／Ｃｈｌｂ年均值均为ＮＴＳ＞ＮＴ

3、＞Ｔ，说明ＮＴＳ和ＮＴ有利于Ｃｈｌａ和Ｃｈｌｂ形成，ＮＴＳ尤其延缓了生育后期Ｃｈｌａ降解，从而提高了Ｐｎ。保护性耕作在６和１０月干旱季节显著提高了ＣＡＴ活性，８月高温季节显著提高了ＳＯＤ活性，ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ保护酶协同作用，显著降低了膜脂过氧化伤害，ＭＤＡ年均值Ｔ＞ＮＴ＞ＮＴＳ，说明ＮＴＳ和ＮＴ保护酶活性的增强为菘蓝正常生长和Ｐｎ提高创造了良好的生理基础，ＮＴＳ作用最显著。关键词：保护性耕作；光合特性；水分利用效率；叶绿素；保护酶中图分类号：Ｓ３４４；Ｑ９４５．１１文献标识码：Ａ文章编号：１００４５７５９（２０１０）０１０１１

4、３０８光合作用是作物产量形成的基础，作物的光合能力既受到叶绿素含量等内在因素，又受到外界光照、温度、水分、ＣＯ和土壤条件等要素的影响。研究发现，光合作用是对水分胁迫最敏感的生理过程之一，植物受到水分胁２［１，２］迫后会出现光合速率下降的现象。我国的西北丘陵干旱地区尽管光热资源充足，但干旱少雨，水分亏缺，限制了作物光合作用和经济产量的提高，严重影响了农业丰产增收。同时在干旱胁迫环境下，植物体内的活性氧增［３］多，造成膜的稳定性降低，使生理功能紊乱，严重时导致细胞死亡，影响作物生长。在长期进化过程中，植物为保护自身免受伤害形成了相应的抗

5、氧化保护酶系统，主要包括超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）和过氧化物酶（ＰＯＤ），三者协调作用，清除活性氧，使植物自由基维持在一个低水平上，防止自由基对植物细胞的伤［４，５］害。保护性耕作是一种以秸秆覆盖处理和免耕播种技术为核心的新型耕作方法，在提高土壤有机质含量、增加土壤湿度、调节土壤温度、促进土壤微生物生长与繁殖等方面具有重要作用。多年来国内外对保护性耕作的研究主［６１０］要侧重于保护性耕作对土壤侵蚀、土壤水热状况、土壤养分状况及作物产量的影响研究。近年来研究发现，保护性耕作措施能通过调节土壤环境而影响作物光合特性，保

6、护性耕作节水抗旱措施，能够使降水就地渗入，减［１１１５］少泥沙流失，有利于提高水分利用效率，减缓叶绿素降解，提高作物光合能力和产量。但有关保护性耕作对作物保护性酶活性影响的研究，以及保护性耕作对中草药菘蓝（犐狊犪狋犻狊犻狀犱犻犵狅狋犻犮犪）光合和保护酶特性作用的研究尚未见报道。试验针对制约黄土高原干旱区农业生产发展的水分问题，拟通过传统耕作、免耕和免耕＋秸秆覆盖不同耕作处理，研究干旱雨养农业区保护性耕作对菘蓝光合特性与ＳＯＤ、ＣＡＴ和ＰＯＤ活性的影响，探索适合西北黄土高原丘陵旱区中草药菘蓝的保护性耕作技术及抗旱机理，为实现耕作制度改革

7、提供理论依据和技术支撑。１材料与方法１．１试验区概况试验于２００８年在甘肃省定西市李家堡乡进行。试区属陇中黄土高原半干旱丘陵沟壑区，海拔２０００ｍ左收稿日期：２００９０７２１；改回日期：２００９１０１９基金项目：国家科技支撑计划项目（２００６ＢＡＤ１５Ｂ０６）资助。作者简介：杨江山（１９６９），男，甘肃古浪人，副教授，在读博士。Ｅｍａｉｌ：ｙａｎｇｊｓ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ通讯作者。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｅｈ＠ｇｓａｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１１４ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２０１０）Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１

8、右，年均太阳辐射５９４．７ｋＪ／ｃｍ２，日照时数２４７６．６ｈ，年均气温６．４℃，≥０℃年积温２９３３．５℃，≥１０℃年积温２２３９．１℃，无霜期１４０ｄ。多年平均降水３９０．９９ｍｍ，年蒸发量１５３１ｍｍ