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亚适温较弱光照条件下调控黄瓜光合作用的原理与技术研究

刘玉梅  
【摘要】: 以‘津优一号’(日光温室专用品种)和‘津研四号’(露地品种)黄瓜为试材,建立了黄瓜单叶净光合速率(Pn)对CO2浓度、温度和光照强度响应的数学模型,并在此基础上利用人工气候室模拟冬春季节日光温室亚适温较弱光照环境,研究了亚适温较弱光照对黄瓜光合作用的影响及其生理生化机制,探讨了亚适温较弱光照条件下提高黄瓜光合效率和光能利用率的调控技术;还研究了氮肥施用量对嫁接和自根黄瓜果实品质的调控。主要结果如下: 1冬季和早春北方日光温室栽培的黄瓜植株,尤其是冠层中下层叶片常处于亚适温(18℃左右)较弱光照(200~400μmol·m-2·s-1)条件下。 2通过测定30~12℃温度条件下的光响应曲线和CO2响应曲线,建立了黄瓜单叶净光合速率(Pn)对三因子响应的数学模型:设CO2浓度,温度和光照强度的值分别为x1,x2,x3,Pn值为y,则津优一号y=exp(-242.1217/x1)*(61.0202-0.1100(x2-30.9260)^2*exp(-272.8874/x3)+0.9355;津研四号y=exp(-179.8803/x1)*(50.0771-0.0609(x2-34.3455)^2*exp(-267.9653/x3)+0.7377。由模型可知,在试验涉及的范围内,Pn对温度的响应为二次曲线,对CO2浓度和光照强度的响应为指数函数。 3经亚适温较弱光照条件处理后,两品种结果期叶片的CE、LCP、CCP、Rd均显著降低,AQY则先降低后随处理时间的延长又逐渐回升;与津研四号相比,津优一号具有相对较低的LCP和Rd,较高的AQY和CE,对亚适温较弱光照表现出较强的适应性。亚适温较弱光照处理使黄瓜叶面积、茎粗显著减小,而节间长增大,叶绿素含量先降低后升高,Chla/b减小,Car含量降低,且生长量的恢复滞后于光合功能的恢复。 4亚适温较弱光照条件下黄瓜叶片的Fv/Fm变化不显著,PSⅡ活性和Fv′/Fm′均显著低于对照;恢复后,各参数均恢复至CK水平。说明亚适温较弱光照条件并未造成叶绿体结构和功能的伤害,它主要通过暗反应影响光合速率。 5亚适温较弱光照导致黄瓜Pn显著下降的原因主要是非气孔因素,包括光照较弱引起的能量不足,RuBP最大再生速率、RuBPCase活性和FDPase活性显著下降,即主要通过影响黄瓜的光合碳同化活性以及光合产物的反馈作用来影响光合作用,而光呼吸对Pn的影响很小。 6较弱光照在PSⅡ活性降低、叶绿体分解、叶面积减少上削弱了亚适温的作用,降低了


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